在最近發(fā)表在《自然·生物醫(yī)學(xué)工程》（Nature Biomedical Engineering）上的一項(xiàng)研究中，由麻省總醫(yī)院的研究人員領(lǐng)導(dǎo)的團(tuán)隊(duì)證明，磁共振成像（MRI）和人工智能（AI）可用于檢測(cè)腫瘤細(xì)胞死亡的早期跡象，以響應(yīng)一種基于病毒的新型癌癥療法。

最近，一種有希望的治療性病毒在保留正常組織的同時(shí)選擇性地殺死癌細(xì)胞。為治療侵襲性腦瘤帶來(lái)了希望。為了進(jìn)一步優(yōu)化基于病毒的治療，必須對(duì)治療反應(yīng)進(jìn)行頻繁的非侵入性監(jiān)測(cè)。這種監(jiān)測(cè)對(duì)于了解病毒和癌細(xì)胞之間的相互作用至關(guān)重要，例如病毒在腫瘤內(nèi)的擴(kuò)散程度和治療反應(yīng)。

Or Perlman博士

麻省總醫(yī)院Athinoula A. Martinos生物醫(yī)學(xué)成像中心研究員

研究人員使用定量分子MRI圖像測(cè)量多種組織特性，包括組織pH值和蛋白質(zhì)濃度，這些屬性會(huì)隨著細(xì)胞死亡而改變。這種方法可以比以前的技術(shù)更早地監(jiān)測(cè)治療反應(yīng)。治療反應(yīng)在病毒治療后48小時(shí)就可以看到，遠(yuǎn)在觀察到腫瘤體積的任何變化之前。

Athinoula A. Martinos生物醫(yī)學(xué)成像中心的研究員和教師Christian Farrar博士說(shuō)：”我們對(duì)一個(gè)MRI掃描儀進(jìn)行編程，為不同的分子化合物和細(xì)胞pH值創(chuàng)建獨(dú)特的信號(hào) “指紋”。然后用一個(gè)深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來(lái)解碼這些指紋并生成定量的pH值和分子圖?！焙舜殴舱穹肿又讣y方法在一項(xiàng)小鼠腦瘤研究中得到了驗(yàn)證，該研究采用了一種新的基于病毒的療法，可以選擇性地殺死癌細(xì)胞?！?/p>

Christian Farrar博士

麻省總醫(yī)院神經(jīng)科學(xué)助理教授

Athinoula A. Martinos生物醫(yī)學(xué)成像中心的研究員和教師

為了最大限度地提高這種治療方法的效率，研究人員開(kāi)發(fā)了一種監(jiān)測(cè)由病毒引起的腫瘤細(xì)胞死亡的方法，使早期監(jiān)測(cè)和快速檢測(cè)腫瘤區(qū)域的治療反應(yīng)成為可能。最近，研究人員已經(jīng)實(shí)施了這種方法來(lái)量化健康人腦中的細(xì)胞pH值和分子化合物。未來(lái)在人類腦瘤患者中調(diào)研使用這種方法的效果將有助于優(yōu)化這些基于病毒的療法。

Athinoula a.Martinos生物醫(yī)學(xué)成像中心研究員Or Perlman博士說(shuō)：“這項(xiàng)研究表明了在醫(yī)學(xué)中實(shí)施基于人工智能技術(shù)的優(yōu)勢(shì)和前景，以非侵入性地方式調(diào)查疾病背后的生物學(xué)過(guò)程。這種方法成功的最有趣和最關(guān)鍵的組成部分之一是使用模擬的分子指紋來(lái)訓(xùn)練機(jī)器學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。這一概念可被擴(kuò)展和進(jìn)一步研究，以解決其他醫(yī)學(xué)和科學(xué)挑戰(zhàn)?！?/p>

本研究描述了一種利用MRI非侵入性檢測(cè)腫瘤細(xì)胞死亡的新方法。這樣的能力對(duì)于癌癥治療的非侵入性監(jiān)測(cè)非常有用，有可能改善患者護(hù)理，并針對(duì)單個(gè)患者調(diào)整治療。同樣的方法也可能有助于檢測(cè)和描述發(fā)生細(xì)胞死亡升高的其他疾病，如中風(fēng)和肝病。雖然這項(xiàng)研究主要是通過(guò)小鼠腦腫瘤模型驗(yàn)證的，但研究人員已經(jīng)證明了使用同樣的方法在大鼠中風(fēng)模型和健康人中生成定量pH值和分子圖的能力。在未來(lái)，他們計(jì)劃進(jìn)一步探索這種非侵入性成像方法在腦腫瘤和中風(fēng)患者中的適用性。

關(guān)于美國(guó)麻省總醫(yī)院

麻省總醫(yī)院成立于1811年，是哈佛醫(yī)學(xué)院最初設(shè)立且規(guī)模最大的教學(xué)醫(yī)院。我們擁有全美最大的以醫(yī)院為基礎(chǔ)的研究項(xiàng)目，同時(shí)也是美國(guó)國(guó)立衛(wèi)生研究院研究資金最大的接受者，我們的研究項(xiàng)目橫跨醫(yī)院的20多個(gè)臨床部門和中心。麻省總醫(yī)院可以為幾乎每一個(gè)?？坪痛螌？啤?nèi)科和外科領(lǐng)域提供精準(zhǔn)的診斷和治療。我們的六個(gè)多學(xué)科護(hù)理中心以癌癥、消化系統(tǒng)疾病、心臟病、神經(jīng)內(nèi)科、血管醫(yī)學(xué)和創(chuàng)傷中心的創(chuàng)新而聞名世界。另外麻省兒童總醫(yī)院提供全面的小兒保健服務(wù)，從初級(jí)護(hù)理到運(yùn)用尖端療法診治復(fù)雜和罕見(jiàn)的疾病。麻省總醫(yī)院連續(xù)多年被《美國(guó)新聞與世界報(bào)道》評(píng)為美國(guó)最頂級(jí)醫(yī)院之一，也是唯一一家在所有16項(xiàng)?？婆琶芯@得名次的醫(yī)院。在接受評(píng)估的近5000家醫(yī)院中，麻省總醫(yī)院自1990年評(píng)選舉辦開(kāi)始便一直占據(jù)榮譽(yù)榜頂級(jí)醫(yī)院之列。

參考：

原文鏈接: https://www.massgeneral.org/news/press-release/Magnetic-resonance-imaging-mri-and-artificial-intelligence-detect-early-signs-of-tumor-cell-death

編輯：王洪