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人工智能是癌症的克星
作者: 时间:2021年05月01日 关键词:


人工智能是癌症的克星,人工智能的快速发展让医疗行业产生了巨大的改变,人工智能医疗在癌症等重大病症的各个诊治过程中发挥重要作用,虽然不足以替代医生,但是未来人工智能将为患者带来更多的福音。

人工智能技术带来的全球科技产业大变革,产生了巨大的积极影响,各国政府都将人工智能作为未来核心主导产业,列入远期战略规划当中。

佰联学校认为,百度人工智能在香港上市成功,人工智能技术发展不断加速,与各领域的融合也逐渐深入,医疗是当前与人工智能融合的典范之一。

1、百度健康每天服务2亿次健康搜索需求,平台专业医生已经超过30万,为用户提供在线问诊咨询服务单日峰值超过85万次;

2、百度健康在直播上大力投入、发力在线问诊、积极布局健康商城、慢病管理、互联网医院等更多医疗服务。

3、百度“医+计划”将投入10亿现金补贴、“商家赋能计划”也将10亿现金补贴。

百度人工智能赋能全球,腾讯觅影聚合了腾讯公司内部包括AI Lab、优图实验室、架构平台部等多个顶尖人工智能团队,把图像识别、深度学习等领先的技术与医学跨界融合。

我国早期食管癌检出率低于10%,腾讯觅影筛查一个内镜检查用时不到4秒,对早期食管癌的发现准确率高达90%。

除了食管癌早期筛查,腾讯觅影未来也将支持早期肺癌、糖尿病性视网膜病变、乳腺癌等病种的筛查工作。

很多名人明星死于癌症,宫颈癌一直是女性健康的巨大威胁之一,人工智能技术将助力宫颈细胞的辅助筛查。

北京羽医甘蓝信息技术有限公司发布了宫颈细胞涂片智能辅助筛查系统,该系统利用卷积神经网络和计算机视觉中的目标检测技术,自动分析宫颈数字化细胞病理涂片,检测细胞涂片中存在的可疑病变细胞,为医生标出可能的亚型和可疑细胞位置。

佰联人工智能,由北京友谊医院病理科、北京协和医院妇产科等4位资深医生组成的病理医师团与该系统比拼,分别诊断7份宫颈病理涂片。

系统提交的诊断结果与4位医师完全一致,整个过程不足20分钟,该系统对相关高度病变的敏感性达99%,可以尽量避免宫颈癌前病变漏检,大大减少医生的工作量。

日本京瓷公司和筑波大学借助人工智能技术,合作开发出一种快速诊断皮肤癌的新方法,通过皮肤照片即可判断是否患癌,且准确率高达90%。

研究人员收集了4000张与皮肤病变相关图片,让人工智能系统通过深度学习掌握皮肤癌特征。使用时,医生只需上传皮肤照片,系统就能自动判断是否患癌。

人工智能系统仅凭照片就能初步诊断皮肤癌,有助于癌症的早期诊断,这一技术特别适用于异地诊断,为专业医生短缺地区的居民提供帮助。

人工智能让医生不在处理自动化任务、案例整合注释、高效计算等任务上,人工智能技术与医疗行业融合日渐加深,相关的医疗AI产品也不断面世,想要取代医生还是不太现实。

人工智能可以为医生们提供相当大程度的帮助,医院紧迫的时间往往要求快速的计算分析,处理能力,每分每秒都非常宝贵,人工智能医疗将能获得更大的发展空间。

未来,随着临床实验和研发的同时进行,人工智能医疗的技术水平将逐渐得到提升。

佰联学校认为,不久的将来,人工智能将推动医院实现更高程度的自动化和智能化,造福广大患者,肿瘤微环境中细胞程序化营养分配机制,发现或将改变此前认为的在肿瘤微环境中肿瘤细胞具有较高的葡萄糖摄取水平的认识。

肿瘤细胞并非此前认为的高代谢葡萄糖的罪魁祸首,而是被称为巨噬细胞的免疫细胞存在较高葡萄糖高代谢水平。

这一发现颠覆了过去百年来的肿瘤微环境中新陈代谢竞争的普遍观点,有助开发新的抗癌疗法和用于癌症诊断与检测成像新策略。

很长时间,医学界癌症新陈代谢的领域在过去20年中确实出现了爆炸式增长,癌细胞可以以非常高的速率消耗葡萄糖。

正常细胞体内,葡萄糖会维持一个平衡状态,在缺氧状态时,葡萄糖会转变为丙酮酸进而转变为乳酸,当氧含量正常时,丙酮酸会进入三羧酸循环循环,而肿瘤细胞即使在有氧情况下也不利用线粒体氧化磷酸化产能,转而利用有氧糖酵解,即瓦博格效应。

由氧化磷酸化到糖酵解的转变,被认为是肿瘤的一大特征,虽近年来研究提出并证实了相应的一些调控机制,依然还有很多疑问亟待解决,关键的调控点有助于揭示肿瘤细胞转移的机制,为肿瘤的靶向性治疗提供很好的方向和策略。

肿瘤浸润的免疫细胞也依赖葡萄糖,在肿瘤微环境中受损的免疫细胞代谢则有助于发生肿瘤细胞逃逸,尚不清楚在TME中免疫细胞的代谢是通过细胞内源性程序失调还是通过与癌细胞争夺有限的营养素而失调的。

使用PET示踪剂来定位测量TME中特定细胞亚群对葡萄糖和谷氨酰胺的访问和摄取,在肿瘤微环境中,葡萄糖的摄取可以通过FDG的正电子放射断层造影技术对肿瘤细胞以及治疗的响应进行监测。

在一系列肿瘤细胞模型中,包括结直肠癌、肾癌和乳腺癌细胞中,均发现髓系免疫细胞对葡萄糖的摄取量最高,其次是T细胞和肿瘤细胞,肿瘤细胞对谷氨酰胺的摄取量最高,这是一种普遍现象,并在多种肿瘤类型中同样存在。

对人类肾癌细胞以及小鼠的皮下MC38肿瘤的软组织间质液中的营养物质进行检测发现葡萄糖、谷氨酰胺和乳酸在肿瘤微环境中的浓度与匹配的健康肾组织或血浆中水平类似。

正常细胞与肿瘤细胞的葡萄糖与谷氨酰胺的代谢水平则存在显著差异,通过CD45+标记物将肿瘤微环境中的细胞主要分为CD45-的肿瘤细胞和CD45+的免疫细胞,发现免疫细胞能够消耗更多葡萄糖。

免疫组化与FDG实验结果发现CD45+免疫细胞的空间分布并无显著差异,细胞营养物质的摄取差异并不是由免疫细胞在肿瘤微环境中存在特异性的空间所致。

分离得到了CD11B+标记的髓系细胞与其他的CD45+的细胞相比,髓系细胞摄取的葡萄糖水平最高,在B细胞和T细胞缺陷的小鼠中CD11B+标记的髓系细胞仍然表现出很高的葡萄糖摄取能力,髓系细胞葡萄糖高摄取效率并不通过适应性免疫。

哺乳动物中mTORC1支持机体的合成代谢和营养吸收,帕霉素受体蛋白,主要的研究集中在哺乳动物。与人类透明细胞肾细胞癌和小鼠MC38和CT26肿瘤中的其他肿瘤细胞亚群相比,mTORC1通路在肿瘤骨髓细胞中具有更高水平的磷酸化核糖体蛋白活性。

进一步研究mTORC1信号通路是否参与到了肿瘤微环境葡萄糖的摄取,通过对小鼠MC38肿瘤进行雷帕霉素处理后检测肿瘤细胞亚群摄取营养物质的能力,雷帕霉素是经典的mTOR的抑制剂,能够同时抑制住通路中两个大块头mTORC1和mTORC2的活性。

显示雷帕霉素处理会下调pS6水平以及T细胞浸润性症,mTORC1信号通路参与了肿瘤微环境代谢,抑制TME谷氨酰胺新陈代谢可以削弱癌细胞的生长,同时增加抗肿瘤免疫力,谷氨酰胺的摄取上调可能更优先支持癌细胞的代谢。

1、肿瘤微环境中细胞对谷氨酰胺以及葡萄糖摄取之间的关系中在V9302处理后细胞中谷氨酰胺的摄取显著下降,但是肿瘤微环境中所有肿瘤细胞摄取葡萄糖能力都显著升高,谷氨酰胺的摄取和代谢能积极抑制葡萄糖的代谢;

2、当谷氨酰胺受到限制时,肿瘤浸润细胞能进入并能够显著增加葡萄糖的摄取,因此可以认为,不同肿瘤细胞亚群的细胞内在程序决定了肿瘤微环境对葡萄糖和谷氨酰胺的摄取。

V-9302具有特异性识别hASCT2并抑制其转运氨基酸的功能。谷氨酰胺对肿瘤细胞的增殖生长非常重要,它主要由ASCT2等转运载体输送到细胞中,而ASCT2在肿瘤中表达经常上调,包括多种实体瘤与血液肿瘤,其在肿瘤中的作用已经成为研究热点之一。

癌细胞高度消耗葡萄糖从而通过营养竞争加剧免疫细胞功能障碍,直接比较癌细胞和免疫细胞之间的体内葡萄糖代谢尚未得到可靠定量分析。

佰联学校认为,在肿瘤微环境中不同细胞亚群对于葡萄糖和谷氨酰胺摄取消耗存在显著差异,将在抗癌疗法开发以及肿瘤监测解决方案中发挥重要作用,髓系细胞对于肿瘤内的葡萄糖的消耗能力最高,癌细胞对于谷氨酰胺的吸收则最高。

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