科学家开发出强大的AI算法 帮助应对致命的胶质母细胞瘤

科学家开发出强大的AI算法帮助应对致命的胶质母细胞瘤该图像显示了用于精确瞄准胶质母细胞瘤主激酶的SPHINKS网络。资料来源：AntonioIavarone,M.D.他们的研究在2月2日的《自然-癌症》杂志上有所描述，并可能对GBM（一种侵袭性的、通常是致命的脑癌类型）以及某些乳腺癌、肺癌和儿科癌症的未来治疗产生深远影响。西尔维斯特综合癌症中心副主任、该研究的资深作者、医学博士AntonioIavarone解释说："我们的工作代表了转化科学，为改变胶质母细胞瘤患者在临床上的常规管理方式提供了直接机会。算法为精准癌症医学提供了应用，给肿瘤学家提供了一个新的工具来对抗这种致命的疾病和其他癌症。"这种人工智能算法被称为SPHINKS--基于底物PHosphosite的激酶网络推断--部署了深度机器学习，以帮助研究人员识别和实验验证两种蛋白激酶（PKCd和DNAPKcs），作为与两种GBM亚型的肿瘤进展相关的罪魁祸首，并作为其他癌症的潜在治疗目标。蛋白激酶是目前用于精准癌症医学的关键目标，以根据病人的特定癌症特性进行治疗。研究人员将最活跃的激酶在他们的论文中称为"主激酶"，是那些临床医生直接使用靶向药物作为当前癌症治疗的标志的激酶。除了确定主激酶之外，Iavarone博士及其同事还使用了在实验室中从患者样本中生长出来的肿瘤器官-他们称之为"患者衍生的肿瘤化身"来证明干扰主激酶活性的靶向药物能够阻挠肿瘤的生长。此前，Iavarone博士和团队已经报告了一种新的胶质母细胞瘤分类，通过捕捉关键的肿瘤细胞特征，并根据GBM患者的生存可能性和他们的肿瘤对药物的脆弱性进行分组。在新的研究中，这些分类是通过几个全能学平台独立确认的：基因组学（基因）、蛋白质组学（蛋白质）、脂质组学（脂肪分子）、乙酰组学（表观遗传学）、代谢组学（代谢物）和其他。SPHINKS利用机器学习来完善这些omics数据集，并创建一个互动组--一套完整的生物互动--以确定每个胶质母细胞瘤亚型中产生异常生长和治疗抗性的激酶。这些发现表明，多组学数据可以产生新的算法，根据每个病人的胶质母细胞瘤亚型预测哪些靶向疗法可以提供最佳治疗方案。"我们现在可以根据不同omics之间共同的生物特征对胶质母细胞瘤患者进行分层，"Iavarone博士说。"仅仅阅读基因组是不够的。我们已经需要更全面的数据来确定肿瘤的脆弱性"。尽管在许多其他癌症方面取得了突破性进展，胶质母细胞瘤患者面临着令人沮丧的预后--五年生存率低于10%。尽管正在开发许多药物作为潜在的治疗方法，但临床医生一直需要一种方法来确定驱动每个病人疾病的分子机制，并适用于精准癌症医学。研究人员说，SPHINKS算法和相关方法可以很容易地被纳入分子病理学实验室。他们的论文包括一个临床分类器，可以帮助给每个病人分配适当的胶质母细胞瘤亚型。该团队还建立了一个在线门户来访问该算法。作者认为这种方法可以产生有洞察力的信息，使多达75%的胶质母细胞瘤患者受益。西尔维斯特中心生物化学和分子生物学教授、该研究的共同第一作者、医学博士AnnaLasorella说："这个分类器基本上可以在任何实验室使用。通过将全息信息导入门户网站，病理学家可以收到一个肿瘤、十个肿瘤的分类信息，无论他们导入多少个，这些分类可以立即应用于病人护理"。虽然SPHINKS首先在胶质母细胞瘤上测试，但该算法同样适用于其他几种癌症。该团队在乳腺癌、肺癌和小儿脑瘤中发现了相同的癌症驱动激酶。Iavarone和Lasorella博士及其同事认为这一发现可能是一种新型临床试验的动力。"我们正在探索篮子试验的概念，"Iavarone博士解释说，"这将包括具有相同生物亚型但不一定是相同癌症类型的患者。如果胶质母细胞瘤或乳腺癌或肺癌患者具有类似的分子特征，他们可以被纳入同一个试验中，与其为一种药物做多次试验，我们可以进行一次联合试验，并有可能更快地将更多有效的药物带给更多的患者。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1342375.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1342375.htm

胶质母细胞瘤的克星？研究人员发现抑制脑瘤细胞生长的化合物

胶质母细胞瘤的克星？研究人员发现抑制脑瘤细胞生长的化合物体外试验表明，从盐酸阿朴吗啡的总合成中提取的两种物质A5和C1可以抑制胶质母细胞瘤细胞增殖，抑制肿瘤干细胞的形成，并提高替莫唑胺的有效性。需要进一步的研究和体内研究来证实它们作为新型胶质母细胞瘤治疗方法的潜力。多年来，患者的生存率已得到适度改善，但预后仍然不佳。这些肿瘤通常对现有药物有耐药性，而且在手术后经常会重新生长。现在，一项涉及两种被发现可抑制胶质母细胞瘤细胞增殖的物质的研究报告了有希望的结果。一篇关于该研究的文章发表在《科学报告》杂志上。研究人员进行了体外测试，以评估通过盐酸阿朴吗啡全合成获得的12种化合物对胶质母细胞瘤细胞的生物效应。他们发现，这些化合物中的两种--一种名为A5的异喹啉衍生物和一种名为C1的卟啉衍生物--降低了胶质母细胞瘤细胞的活力，抑制了新肿瘤干细胞的形成，并提高了替莫唑胺的效力。体外测试是用胶质母细胞瘤的培养细胞进行的，胶质母细胞瘤是一种侵袭性的癌症类型，治疗方案很少。下一步是在正常神经细胞和动物中测试这些物质的效果。文章第一作者、瑞典乌普萨拉大学医学生物化学和微生物学系博士后研究员DorivalMendesRodrigues-Junior说："需要进行更多的研究来更好地了解这些化合物对肿瘤细胞和正常细胞的作用，但迄今为止的结果表明，作为控制胶质母细胞瘤的新型细胞毒剂具有潜在的治疗作用。"在设计这项研究时，研究人员利用了盐酸阿扑吗啡的生产过程，在这个过程中，一连串的化学反应中的每一步都会产生在下一步中消耗的化合物。该小组之前为评估其中14种化合物对头颈部鳞状细胞癌的有效性而进行的研究表明，A5和C1很有希望，因此他们决定进行更多测试。"鉴于确定可用于治疗胶质母细胞瘤的新型治疗物质的重要性和紧迫性，我们评估了与之前研究相同的小组，但现在是针对这种其他类型的肿瘤，"Rodrigues-Junior说。这个关于头颈部癌症分子标志物的项目得到了FAPESP的支持，最近发表的文章的另一位作者AndréVettore也参与了这个项目。Vettore是位于巴西Diadema的圣保罗联邦大学（UNIFESP）生物科学系的一名教授。"这项研究的结果很有趣，但它们只是漫长旅程中的第一步。Vettore说："仍然需要进行体内研究，以确认A5和C1对胶质母细胞瘤细胞和非肿瘤性神经细胞的影响。"他补充说，如果这种未来研究的结果也是有希望的，那么就有可能进入临床试验，以确认这些化合物的有效性。"一旦所有这些阶段完成，这些化合物最终可能被用于治疗胶质母细胞瘤患者"。这项研究是在体外进行的，目的是评估作为阿朴吗啡总合成的中间体而获得的12种芳香族化合物的抗肿瘤活性，阿朴吗啡是一种生物碱，与多巴胺途径相互作用，被广泛用于控制帕金森病引起的运动改变。生物碱是一类著名的天然产品，具有多种药理特性，并因其抗惊厥、抗血小板聚集、抗艾滋病毒、多巴胺能、解痉和抗癌作用而被研究。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1353943.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1353943.htm

双效水凝胶在测试中可100%防止小鼠的脑癌复发

双效水凝胶在测试中可100%防止小鼠的脑癌复发胶质母细胞瘤是人类最常见的、致命的脑癌之一。手术切除通常是最好的治疗方案，但令人沮丧的是，在大多数情况下，癌症往往会报复性地复发，导致生存率非常低。但是新的研究可能提供了新的希望。约翰霍普金斯大学的研究小组开发了一种水凝胶，可以应用于肿瘤切除后留下的脑腔，在几周内缓慢释放药物，以杀死留下的任何癌细胞并防止其复发。这种水凝胶是由含有美国食品和药物管理局批准的名为紫杉醇的化疗药物的纳米细丝以及一种名为aCD47的抗体组成，这种抗体有助于免疫系统更好地识别疾病并进行反击。该研究的共同作者BettyTyler说："这种水凝胶将化疗和免疫疗法在颅内结合起来。这种凝胶是在肿瘤切除时植入的，这使得它的效果非常好。"研究小组在五组小鼠中测试了该技术，每组八只。一组对照组切除了他们的肿瘤，但之后没有植入水凝胶，而且不出所料，100%的小鼠在大约五周内死亡。第二组，接受没有药物的水凝胶，持续了大约同样的时间。第三组接受了加载了紫杉醇但没有抗体的水凝胶，其存活率为50%。同时，接受有抗体但没有紫杉醇的水凝胶的一组，存活率只有25%。第五组也就是最后一组接受了同时含有紫杉醇和aCD47抗体的水凝胶，他们的生存率达到了惊人的100%。泰勒说："我们通常不会在这种疾病的小鼠模型中看到100%的存活率，想到这种新的水凝胶组合有可能改变胶质母细胞瘤患者的生存曲线，这非常令人兴奋。"更令人鼓舞的结果是，科学家们后来给小鼠注射了新的胶质母细胞瘤细胞，并发现动物的免疫系统仍然能够抵御癌症，这表明一种疫苗效应在发挥作用。当然，尽管这些结果看起来很有希望，但在这种治疗方法被用于人类之前，仍有很多工作要做。然而，它确实增加了越来越多的工作，这些工作发现缓慢释放药物的水凝胶可能是一种治疗各种癌症的重要新疗法。这项研究发表在《美国国家科学院院刊》上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1356769.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1356769.htm

科学家发现致命脑癌的隐藏弱点

科学家发现致命脑癌的隐藏弱点这些发现发表在《自然》杂志上，为研究这种连最先进、最复杂的抗癌药物都无法治愈的疾病提供了一个充满希望的新方向。神经外科医生、医学博士肖恩-赫维-朱珀（ShawnHervey-Jumper）说："胶质母细胞瘤需要一场胜利，"他与博士后学者萨里莎-克里希纳（SarithaKrishna）博士共同领导了这项研究。"这项研究为这些患者打开了一扇通往治疗可能性的大门，也为脑癌的研究提供了一种新思路。"在赫维-朱珀开始研究时，科学家们最近发现脑肿瘤是由一个正反馈循环推动的。它始于癌细胞产生可作为神经递质的物质。这种"额外"供应的神经递质刺激神经元变得亢奋，进而刺激癌细胞的生长。在先前对小鼠和脑器质性组织（在培养皿中培养的人类干细胞衍生出的神经元小束）所做研究的基础上，赫维-朱珀重点研究了脑癌的反馈回路对人类行为和认知的影响。研究小组招募了等待胶质母细胞瘤手术的志愿者，他们的肿瘤已经浸润了控制语言的大脑区域。就在对肿瘤进行手术之前，赫维-朱珀在语言区域表面放置了一个由微小电极组成的网格，向志愿者展示图片，并让他们说出所看到的内容。研究小组随后将结果与同一参与者大脑中外观正常的非肿瘤区域进行了比较。他们发现，参与者被肿瘤浸润的大脑区域使用了更广泛的大脑区域神经网络来识别他们所看到的东西。癌症是细胞之间的对话赫维-朱珀将此归因于大脑该区域信息处理能力的退化。他把这比作一个交响乐团，音乐家们同步演奏才能奏出美妙的乐章。他说："如果你失去了大提琴和木管乐器，剩下的演奏者就无法像以前那样演奏乐曲了。被肿瘤束缚住的脑细胞受到了严重破坏，必须从更远的地方招募其他脑细胞来完成原本由较小区域控制的任务。"这项研究表明，正是细胞之间的这种相互作用导致了与脑癌相关的认知能力下降，而不是科学家们所认为的炎症和肿瘤生长带来的压力。Hervey-Jumper说："脑肿瘤并不只是坐在那里等死。它受到神经系统的调节。它正在与周围的细胞进行对话，并积极融入大脑回路，重塑它们的行为方式"。我们从未以这种方式思考过癌症现在，研究人员知道肿瘤正在利用大脑网络。因此，他们转而使用加巴喷丁，这种药物通过抑制大脑中过剩的电活动来控制癫痫发作，并在接种了人类胶质母细胞瘤细胞的小鼠中进行测试。"加巴喷丁实际上阻止了肿瘤的扩大，"克里希纳说。"这让我们希望，将加巴喷丁与其他胶质母细胞瘤疗法结合使用，可以避免我们在患者身上看到的一些认知能力下降现象，或许还能延长他们的生命。"这些发现很可能会转化为其他神经癌症，如脊柱癌症，并可能有助于解释为什么大脑是许多癌症的第一个转移部位。Hervey-Jumper说，这项研究鼓励癌症专家考虑细胞间的通讯网络，如胶质母细胞瘤中的正反馈回路，并将其与遗传学和免疫学方法一起作为潜在的治疗目标。他说："我们以前从未以这种方式思考过癌症。"癌细胞和健康的脑细胞之间存在对话，这种想法是一种范式的转变"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1373867.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1373867.htm

科学家发现可以摧毁小鼠脑瘤的革命性新疗法

科学家发现可以摧毁小鼠脑瘤的革命性新疗法胶质母细胞瘤是人类已知的最具侵略性的脑癌类型之一。对许多人来说，生存的机会往往很低。然而一种新型的脑瘤疗法可能有助于改变现状。该疗法依赖于破坏癌症的“动力源”，其在小鼠身上表现出相当大的成功。科学家们希望它能在人类身上发挥同样的作用。资料图这种新疗法有望摧毁胶质母细胞瘤肿瘤的“能力源”。由以色列科学家领导的一项新研究表明，胶质母细胞瘤依靠特定的脑细胞来推动其肿瘤的生长。因此，科学家们开始研究如何通过去除这些细胞来代替治疗癌症。新的脑瘤疗法可以完全饿死癌细胞从而让患者进入缓解期。通常情况下，医生会使用化疗来直接针对肿瘤。然而通过移除被称为星形细胞的脑细胞，科学家们发现他们可以饿死小鼠的胶质母细胞瘤肿瘤。此外，只要星形胶质细胞被压制，肿瘤就会一直消失。而且即使当他们停止抑制时，该研究的论文作者LiorMayo博士指出，85%的小鼠保持了缓解。然而所有被允许保持星形胶质细胞活性的小鼠都在研究中死亡。基于这一信息，参与研究的科学家认为，当胶质母细胞瘤肿瘤出现时，星形胶质细胞进入异常活跃状态，是癌症的主要动力来源。因此，用这种脑瘤疗法把它从等式中移除可以让我们在人类中也能更好地对抗癌症。根据他们在实验中发现的关键信息，研究人员表示，星形胶质细胞主要以两种方式帮助肿瘤的发生：首先，它们劫持了通常会保护身体的免疫细胞，而一旦被劫持，这些细胞就会帮助肿瘤的生长；其次，它们将胆固醇变成癌症的能量来源。有了现在发现的所有这些信息，科学家们希望能找到一种能在人类大脑中更多地抑制星形胶质细胞的药物。如果他们能找到一个，那么从长远来看则可以使提出一个可行的脑肿瘤疗法变得更加容易。当然，并不是所有成功的动物试验都能很好地转化为人体，所以需要一些时间来观察这个过程的结果。科学家们在《Brain》上发表了他们的发现。Mayo还告诉媒体，如果他的团队能找到一种现有的药物，难么他们有可能在两年内为人类创造一种脑肿瘤疗法。不过他表示，如果需要一种原创药物则需要更长的时间。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1312783.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1312783.htm

根除实体瘤：麻省理工学院的疫苗为T细胞癌症治疗提供助力

根除实体瘤：麻省理工学院的疫苗为T细胞癌症治疗提供助力通过改造T细胞来消灭癌细胞已在治疗某些类型的癌症（如白血病和淋巴瘤）方面取得了成功。然而，它对实体瘤的治疗效果并不理想。不成功的原因之一是T细胞只针对一种抗原（肿瘤上发现的一种靶蛋白）；如果一些肿瘤细胞不表达这种抗原，它们就能逃脱T细胞的攻击。麻省理工学院的研究人员现在找到了克服这一障碍的方法，他们使用一种疫苗来增强工程T细胞（即嵌合抗原受体（CAR）T细胞）的反应，同时还能帮助免疫系统产生靶向其它肿瘤抗原的新T细胞。在对小鼠的研究中，研究人员发现这种方法更有可能根除肿瘤。Underwood-Prescott教授是麻省理工学院生物工程系和材料科学与工程系的教授，同时也是麻省理工学院Koch癌症综合研究所以及MGH、麻省理工学院和哈佛大学Ragon研究所的成员。Irvine是这项研究的资深作者，研究报告于7月5日发表在《细胞》（Cell）杂志上。论文的第一作者是LeyuanMa，她曾是科赫研究所的博士后，现任宾夕法尼亚大学医学院病理学和实验医学助理教授。工程T细胞美国食品和药物管理局已经批准了几种治疗血癌的T细胞疗法。这些疗法以CAR-T细胞为基础，CAR-T细胞被设计成显示能识别癌细胞上特定抗原的受体。为了尝试将这种治疗方法用于胶质母细胞瘤（一种脑癌），研究人员设计了靶向表皮生长因子受体突变版本的CAR-T细胞。然而，并非所有胶质母细胞瘤细胞都表达这种抗原，当受到CAR-T细胞攻击时，一些胶质母细胞瘤细胞会通过停止产生靶抗原来做出反应。在2019年的一项研究中，Irvine和他的同事通过在给小鼠注射工程T细胞后不久向其注射疫苗，增强了CAR-T细胞对胶质母细胞瘤的有效性。这种疫苗携带CAR-T细胞靶向的相同抗原，被淋巴结中的免疫细胞吸收，CAR-T细胞在淋巴结中接触到这种疫苗。在这项研究中，研究人员发现，这种疫苗促进不仅有助于工程CAR-T细胞攻击肿瘤，而且还有另一个意想不到的效果：它有助于产生靶向其它肿瘤抗原的宿主T细胞。这种被称为"抗原扩散"的现象是可取的，因为它能产生T细胞群，这些T细胞群协同工作，可以完全消灭肿瘤并防止肿瘤再生。Irvine说："这恰恰可以帮助应对实体瘤的抗原异质性，因为如果引导宿主T细胞攻击其他抗原，它们也许就能进来杀死CAR-T细胞无法杀死的肿瘤细胞。"免疫增强在他们的新研究中，研究人员希望探索额外的T细胞反应是如何被激活的。他们使用了2019年研究中相同类型的CAR-T细胞和相同的疫苗，CAR-T细胞被设计为靶向突变的表皮生长因子受体。研究中的小鼠接种了两剂疫苗，间隔一周。研究人员发现，在这些增强的小鼠中，CAR-T细胞发生了新陈代谢变化，从而增加了γ干扰素的产生，而γ干扰素是一种细胞因子，有助于刺激强烈的免疫反应。这有助于T细胞克服肿瘤的免疫抑制环境，肿瘤通常会关闭附近的T细胞。当CAR-T细胞杀死表达靶抗原的肿瘤细胞时，宿主T细胞（而非工程CAR-T细胞）遇到了这些肿瘤细胞的其他抗原，刺激宿主T细胞靶向这些抗原并帮助消灭肿瘤细胞。研究人员发现，如果没有宿主T细胞的反应，即使CAR-T细胞消灭了大部分原始肿瘤细胞，肿瘤也会重新生长。出现这种情况的原因是，接受CAR-T细胞治疗的肿瘤细胞通常会停止产生工程细胞靶向的抗原，从而躲避这些细胞的攻击。根除肿瘤研究人员随后在目标抗原水平不同的肿瘤小鼠中测试了他们的方法。他们发现，即使在只有50%的肿瘤细胞表达靶抗原的肿瘤中，通过CAR-T细胞和宿主T细胞的联合作用，仍能消灭约25%的肿瘤。靶抗原含量较高的肿瘤的成功率更高。当80%的肿瘤细胞表达CAR-T细胞靶向的抗原时，约80%的小鼠的肿瘤被消灭。这项研究中使用的技术已授权给一家名为ElicioTherapeutics的公司，该公司正致力于开发这项技术，以便在患者身上进行潜在测试。在这项研究中，研究人员重点研究了胶质母细胞瘤和黑色素瘤，但他们认为这项技术也有可能用于治疗其他类型的癌症。Irvine说："原则上，这应该适用于任何你已经生成了靶向CART细胞的实体瘤。"研究人员还在研究如何调整CAR-T细胞疗法，使其能够用于攻击尚未发现靶向抗原的肿瘤。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1370277.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1370277.htm