现在,一个由以色列生物学家、计算机科学家、工程师和医生组成的跨学科团队正在合作开发一种新系统,可以在手术过程中实时检测腹腔内残留的任何癌细胞。
该系统已经在进行初步测试,但可能需要几年时间才能进入医院。不过,很高兴知道它正在进行中。
特拉维夫大学齐明工程解决方案促进更好生活研究所的一个团队,由Noam Shomron教授和博士生Artem Danilevsky领导,与特拉维夫Sourasky医疗中心(更广为人知的名字是Ichilov医院)的Guy Lahat博士和Shelly Loewenstein博士合作。
需要明确的是,该团队渴望在手术中帮助快速检测癌症残余,而不仅仅是在腹部癌症的情况下,但这是他们开始的地方,以实现他们的概念验证。
Shomron向Haaretz解释说,这一概念是基于在手术中用于清洗腹部内部器官的盐水溶液中快速识别正常细胞和癌细胞之间遗传差异的能力。盐水样本被放入牛津纳米孔技术公司制造的名为MinION的DNA测序设备中。
结果——样本中的“癌症序列”是/否,源于原发肿瘤到转移的痕迹——可能需要几分钟到几个小时。即使在更长的范围内,这也比几天或几周要好得多。
这个结果是如何实现的呢?这就是计算机科学家进入画面的地方,正如Shomron解释的那样:人工智能系统的数据来自癌症和正常细胞。
他说,这类似于谷歌如何知道你发布的照片是猫还是狗。一旦人工智能自己学会了猫和狗的区别和区分特征,它就可以在其他从未见过的照片中区分它们。这类似于孩子在很小的时候学习的方式:教他们几次动物之间的区别,然后无论他们走到哪里,他们都会知道他们面前的毛是猫还是狗。
Shomron说:“这就是我们在这种情况下对计算机系统所做的:向它展示癌症DNA和正常DNA,让它找到差异,然后它会自学区分正常和生病。”
从理论上讲,在治疗腹部癌症的情况下,最好的比较方法是从同一患者的白细胞中提取的正常DNA,或在唾液中发现的DNA。但是癌症和非癌症之间存在全球差异,MinION机器将能够识别这些差异。
不要混淆这个问题,但有时癌症和非癌症之间的区别归结为表观遗传学。
“这种差异可能不在于遗传密码本身,而在于DNA的甲基化,这是一种沿DNA序列的化学标记。我们的系统会说,这个DNA上的标记看起来像其他癌细胞的标记。这种方法正是Zimin工程解决方案研究所所推动的主题——跳出框框思考,以彻底改变当前的医疗程序,”Shomron补充道。
当被问及潜在的假阳性或假阴性率时,肖姆龙强调,这台机器不是为诊断专家、法官和陪审团而设计的。它的开发完全是为了帮助医生,帮助他们做出决定,提醒他们可能已经留下了非良性组织。然后由医生来决定该怎么做,包括在手术中实时检测出阳性结果的情况下,更多地清洗病人的内脏。
可能还需要几年的时间,这种可以检测癌症的MinION才能进入你身边的手术室,但令人欣慰的是,当它真的到来时,它既可移动,又相对便宜。Shomron预测,现在讨论定价还处于早期阶段,但基础系统的成本应该是当今基因测序机器的一小部分。
与此同时,Sourasky的试点项目已经开始,在拉哈特医生的手术室里,使用勒文斯坦医生收集的腹腔液体样本。如果样本的癌症相关DNA检测呈阳性,拉哈特就会在手术室里使用腹腔化疗和盐水清洗;然后工作人员再取一个样本,重复这个过程,直到得到阴性结果。在这种情况下,这是一个很好的指标。
