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微生物助力人类诊断癌症 血液分析或是新途径

2020年03月16日 10:57:15来源:仪器网

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  【仪器网 生物医药】与地球上其它生物相比,微生物可以说是种类最多、存在范围最广的一个群体了。从赤道到南北两极,不管是深海还是火山、亦或是其它物种体内都能够发现微生物的足迹。这些遍布在地球上每个角落的生物,当然也各不相同,它们既有可能造成疾病和死亡(例如曾经的SARS和现在的COVID-19),也有可能与动植物和谐相处、互利共生。
 
 
  实际上,在我们人体中就存在着上千亿个微生物及细菌,甚至比我们自身的细胞数量还要多。据HMP工程的研究显示,人体至少携带了1万种不同种类的细菌,其重量大约为2.25千克。这些微生物广泛存在于我们的口腔、肠道、体液及血液中,并潜移默化地影响着我们的健康、体质和情绪。
 
  近年来,有越来越多的研究开始逐渐关注人体微生物对我们健康的影响。例如一些人类常患的疾病如肠道疾病、心血管病以及癌症。而且有部分研究显示,由于人体内的微生物与恶性肿瘤细胞之间也存在着复杂的关系,因此游走在我们全身血液中的微生物核酸(DNA或者RNA)片段,可能会有助于我们进行癌症诊断。近日,来自加州大学圣地亚哥分校(UCSD)的科学家进行的一项研究就证实了这一猜想。
 
  研究人员先通过现有的人类肿瘤样本来确认与癌症相关的微生物核酸特征。他们对涵盖了33种癌症、10000多个病例,包括原发性、复发性以及转移扩散肿瘤在内的18000份样本(肿瘤组织、相邻组织和血液样本)进行了全基因组数据(DNA序列)和全转录组数据(RNA序列)检查分析,找出了独特的微生物特征。接着训练人工智能,利用机器学习模型分析了大量数据,匹配出对应的微生物序列特征与癌症。
 
  满足所有的理论条件后,研究人员紧接着进行了实例检验。他们让AI对合作者提供的包括前列腺癌、肺癌和黑色素瘤等100名患者的样本血浆进行了微生物核酸特征鉴定,并与69名健康个体的血样做了比较。结果显示,机器学习模型不仅可以识别出癌症样本,还可以将不同类型的癌症区分出来,而且对这些样本的识别和区分的准确率都在80%以上。
 
  作为世界上危害人类健康的三大主要疾病之一,现有早期诊断与晚期治愈技术均有待攻克。对于大多数癌症而言,如果在早期能够准确、及时地诊断出来并治疗,可以极大地提高患者的生存率。但目前现有的癌症检测技术大都耗时、昂贵,侵入式的手术活检还会给患者增加许多痛苦。如果这项研究结果能经过实际检验,将为癌症患者的早期诊疗提供巨大帮助。
 
  任何科研成果进入到实际应用中的过程都不可能一蹴而就,尤其是在医学领域。除了要确保检测技术的便捷性、准确率之外,安全性是一个永远都无法规避的问题。相信随着医学技术的不断发展,利用微生物与人体之间的复杂联系,血液检测、体液检测等这些非侵入式检测方式的应用会越来越广泛。
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