人工智能辅助液体活检有望实现早期癌症检测

人工智能辅助液体活检有望实现早期癌症检测

使用无痛方法诊断癌症的前景 - 例如简单的人工智能驱动的血液或尿液测试，检测称为外泌体的微小颗粒 - 正在变得越来越现实。科学家相信，这种方法有一天可以实现快速、直接地识别癌症生物标志物。

这一开创性的见解是在对文献进行广泛的叙述性回顾之后提出的，并对已发表的有关该主题的研究提供了全面和解释性的总结和分析。

由沙迦大学药物化学教授 Mohammad Harb Semreen 领导的评审结果发表在国际期刊上临床化学学报。它评估了 100 多项研究的结果，并总结了四个关键背景，提供了解释、分析和专家见解。

该评论总结了 2018 年至 2025 年间发表的研究，重点关注外泌体——体内几乎每个细胞释放的微小囊，充当信使，将分子信息从一个细胞传递到另一个细胞。在癌症中，这些微观信使发生了巨大的变化：它们充满了蛋白质、遗传物质、脂质和代谢物，反映了肿瘤中发生的情况。

Semreen 教授解释说：“通过结合蛋白质组学、转录组学、代谢组学和脂质组学的多组学方法破译这些外泌体的分子‘货物’，我们可以创建癌症如何沟通、生长和逃避治疗的详细图谱。” “这为研究人员提供了一个新的机会来发现精确、可靠的生物标志物，这些生物标志物可以更早地检测出癌症，预测癌症的侵袭性，并监测患者对治疗的反应。”

外泌体是人体细胞释放的微小颗粒，可在体液中自由循环。由于它们携带癌细胞的分子特征，因此有一天，常规血液或尿液检测可能会提供一种早期、非侵入性的癌症检测方法。

当前人工智能 (AI) 的进步正在加速这一进程，通过扫描大量分子数据集来揭示人眼看不见的模式，从而有助于更快、更精确地识别可靠的癌症生物标志物。

Semreen 教授将这种方法描述为“强大”，因为“外泌体可以从血液或尿液等简单的体液中获得，这意味着有一天可以通过非侵入性液体活检而不是痛苦的组织样本来检测癌症。”

作者强调，外泌体不是被动的旁观者，而是影响肿瘤扩散、免疫逃避和耐药性，使它们既是癌症过程中的信使又是操纵者。

该文章强调了如何将多组学数据与人工智能相结合，揭示这些囊泡的巨大复杂性，从而识别具有临床意义的信号。这种整合使科学家们更接近个性化和预测性癌症诊断——常规血液检测可以揭示疾病的最早迹象，并以前所未有的精确度指导治疗决策。

由于癌症仍然是全球死亡的主要原因，该研究强调了人工智能驱动的血液或尿液检测的潜力，可以在症状出现和癌细胞扩散之前快速轻松地检测到疾病，从而实现早期干预并改善治疗结果。

根据国际癌症研究机构 (IARC) 的数据，2022 年将新增约 2000 万癌症病例，近 1000 万人死亡。约 5350 万人在癌症诊断后的五年内存活。据统计，大约五分之一的人一生中会患上癌症，而大约九分之一的男性和十二分之一的女性将死于这种疾病。

外泌体传递癌细胞的低语——我们学会倾听。通过解码外泌体，我们可以更早地发现癌症并更智能地治疗它。

我们的目标是将简单的血液测试变成强大的诊断工具。这些纳米信使让我们能够实时了解肿瘤内部发生的情况。曾经需要手术的事情很快只需一滴血就能完成。”

Fatima Maher Al-Daffaie，该研究的主要作者，沙迦大学药学院药物设计与研究博士生

当被问及这项研究的实际意义时，塞姆林教授表示，这些发现可能会改变未来癌症检测和治疗的方式。 “最直接的应用是液体活检的发展——简单的血液或尿液测试，分析外泌体以检测早期癌症，监测治疗反应，甚至在症状出现之前预测复发。”

他补充道：“由于外泌体与其母体肿瘤细胞携带相同的分子指纹，因此它们提供了体内发生情况的实时、非侵入性快照。这可以让医生从传统的组织活检转向更安全、更快和更可重复的测试，以随着时间的推移跟踪疾病。”

第二个有希望的方法是使用外泌体作为天然药物输送载体。 “这些纳米级囊泡可以被设计成直接向肿瘤细胞输送抗癌药物、RNA分子甚至基因编辑工具。它们与人体的天然相容性意味着它们可以准确地在需要的地方提供治疗，减少副作用并提高疗效。”

沙迦大学临床药理学和药理学副教授兼合著者 Ahmad Abuhelwa 指出：
“外泌体提供了癌症行为的生动快照。通过分析它们的分子特征，我们可以个性化治疗并监测每个患者的肿瘤随着时间的推移如何发展。”

他继续说道：“这项研究之所以如此令人兴奋，是因为它具有彻底改变诊断学的潜力。通过整合多组学数据和人工智能，我们可以以临床上可行的方式解释癌症生物学的巨大复杂性。这是使精准肿瘤学不仅仅是一个概念，而是在常规医疗护理中成为现实的一步。”

当被问及这项研究是否引起了工业界或医疗机构的兴趣时，作者表示，尽管该领域在全世界范围内引起了广泛关注，但尚未建立正式合作。基于外泌体的诊断和液体活检技术是精准医疗增长最快的领域之一，吸引了生物技术和制药公司的大量投资。

“随着我们的工作继续在科学研究和临床应用之间架起桥梁，我们期望建立新的合作伙伴关系，特别是与有兴趣开发下一代癌症诊断和个性化监测工具的公司和研究机构，”Semreen 教授说。

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