IBM
IBM研究院和瑞士的苏黎世大学一同研究解读乳癌生态系细胞和表现型(phenotypic)的差异,利用生物学细胞技术(cytometry),同时测量数百万种细胞中超过40个参数,并透过机器学习技术,来辨识及分类肿瘤、免疫细胞类型,以及了解细胞之间的关系。
根据世界卫生组织最新的报告指出,2018年的全球癌症新增了约1,800万个案例,造成960万人死亡,而女性乳癌占了总数的11.6%,也是全世界前三大癌症类型之一,仅次于肺癌和大肠癌,每年会新增170万个新诊断案例,IBM该项研究的目标,就是要为未来精准医学方法奠定基础,并协助病患对抗乳癌。
虽然研究人员一直在开发对抗乳癌的新型治疗方法,但是癌症相关死亡的主要原因仍然还是与治疗抵抗性、复发和转移有关,即便过去几年乳癌的治疗取得了一些进展,研究上对肿瘤的细胞组成理解还是很少,医师难以对个别病患进行适合个人的治疗,因此,解开癌症和免疫细胞与乳腺肿瘤的关系相当重要。
IBM指出,乳腺癌是一种异质性疾病,由肿瘤细胞组成,而肿瘤细胞会与周围的非癌症细胞相互作用,包括免疫细胞、间质细胞和血管细胞,这些相互作用与肿瘤的进展,有很大的关联性,癌细胞和肿瘤相关细胞的表现和功能特征,是由基因组成和环境因素会影响并决定。
研究团队从144个病患身上,利用生物学细胞技术,收集了乳癌肿瘤和非肿瘤样本,同时量化超过70种蛋白质的260万个以上的癌细胞和免疫细胞,由于资料量庞大,要分析数据具有挑战性,也因此,研究团队转而使用进阶的机器学习模型来分析。
透过机器学习模型,能够辨识不同肿瘤和免疫细胞群,并产生详细的乳癌生态系统关系图,此外,也成功地评估并精准地定义个别肿瘤的异质性,利用与非肿瘤组织配对比较的方式,量化肿瘤细胞之间的差异性,不仅如此,研究团队还分析了肿瘤相关的巨噬细胞和T细胞群,这些细胞有抑制肿瘤抑制和支持肿瘤的功能,研究结果与临床讯息相关,像是疾病等级或肿瘤的侵袭性。
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