在最近發(fā)表在《自然·生物醫(yī)學(xué)工程》（Nature Biomedical Engineering）上的一項研究中，由麻省總醫(yī)院的研究人員領(lǐng)導(dǎo)的團隊證明，磁共振成像（MRI）和人工智能（AI）可用于檢測腫瘤細胞死亡的早期跡象，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選擇性地殺死癌細胞。為治療侵襲性腦瘤帶來了希望。為了進一步優(yōu)化基于病毒的治療，必須對治療反應(yīng)進行頻繁的非侵入性監(jiān)測。這種監(jiān)測對于了解病毒和癌細胞之間的相互作用至關(guān)重要，例如病毒在腫瘤內(nèi)的擴散程度和治療反應(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，這些屬性會隨著細胞死亡而改變。這種方法可以比以前的技術(shù)更早地監(jiān)測治療反應(yīng)。治療反應(yīng)在病毒治療后48小時就可以看到，遠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：”我們對一個MRI掃描儀進行編程，為不同的分子化合物和細胞pH值創(chuàng)建獨特的信號 “指紋”。然后用一個深度學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)來解碼這些指紋并生成定量的pH值和分子圖。”核磁共振分子指紋方法在一項小鼠腦瘤研究中得到了驗證，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，研究人員開發(fā)了一種監(jiān)測由病毒引起的腫瘤細胞死亡的方法，使早期監(jiān)測和快速檢測腫瘤區(qū)域的治療反應(yīng)成為可能。最近，研究人員已經(jīng)實施了這種方法來量化健康人腦中的細胞pH值和分子化合物。未來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：“這項研究表明了在醫(yī)學(xué)中實施基于人工智能技術(shù)的優(yōu)勢和前景，以非侵入性地方式調(diào)查疾病背后的生物學(xué)過程。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訓(xùn)練機器學(xué)習(xí)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。這一概念可被擴展和進一步研究，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非侵入性檢測腫瘤細胞死亡的新方法。這樣的能力對于癌癥治療的非侵入性監(jiān)測非常有用，有可能改善患者護理，并針對單個患者調(diào)整治療。同樣的方法也可能有助于檢測和描述發(fā)生細胞死亡升高的其他疾病，如中風(fēng)和肝病。雖然這項研究主要是通過小鼠腦腫瘤模型驗證的，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，他們計劃進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)的研究項目，同時也是美國國立衛(wèi)生研究院研究資金最大的接受者，我們的研究項目橫跨醫(yī)院的20多個臨床部門和中心。麻省總醫(yī)院可以為幾乎每一個?？坪痛螌？?、內(nèi)科和外科領(lǐng)域提供精準(zhǔn)的診斷和治療。我們的六個多學(xué)科護理中心以癌癥、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)，從初級護理到運用尖端療法診治復(fù)雜和罕見的疾病。麻省總醫(yī)院連續(xù)多年被《美國新聞與世界報道》評為美國最頂級醫(yī)院之一，也是唯一一家在所有16項?？婆琶芯@得名次的醫(yī)院。在接受評估的近5000家醫(yī)院中，麻省總醫(yī)院自1990年評選舉辦開始便一直占據(jù)榮譽榜頂級醫(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