癌症技术革命：“我们离诊断无关紧要已经不远了”

　　在南肯辛顿的癌症研究所有很多实验室。大多数都和你想象的一样——穿着白大褂的科学家用显微镜和培养皿做着聪明的事情。但其中一个充满了大型、超级强大的计算机，这些计算机正在昼夜不停地工作，利用人工智能生成大量数据。这是进化与癌症中心，特雷弗·格雷厄姆教授领导的计算生物学家团队正在使用人工智能建模来跟踪细胞随时间的变化，并预测一个人离癌症有多近。

　　他解释说:“当我读博士的时候，我们花了几个星期的时间来分析一小段DNA——这些计算机可以在几毫秒内完成。”目前，Graham和他的团队正在研究炎症性肠病患者的细胞。他解释说:“我们知道患有IBD的人患肠癌的风险更高，NHS会定期给他们做内窥镜检查，但显然没有人喜欢经常把相机卡在屁股上。”“因此，我们现在可以使用人工智能来分析他们的细胞，从样本中获取更多信息，并开始预测肿瘤是否以及何时可能发展的模式。”像这样的人工智能非常令人兴奋，因为它效率更高，这意味着我们可以更早地进入那里，挽救更多的生命。我们知道，如果你在早期发现肠癌，有97%的存活率，但后来下降到7%。”

　　这款手术刀由伦敦帝国理工学院研发，可以在几分钟内“嗅出肿瘤”并诊断出子宫癌。(Lynne Cameron/PA)PA专线

　　英国癌症研究中心研究信息小组组长山姆·戈弗雷博士说，我们目前正处于癌症研究的“黄金时代”。他的部分工作是挑选该慈善机构将资助哪些开创性研究。他说:“多亏了科技，我们正在了解我们以前不知道的事情，一些非常奇怪的新工具和尖端方法正在试验中。”

　　其中一个古怪的工具可能是iKnife。这款手术刀由伦敦帝国理工学院研发，可以在几分钟内“嗅出肿瘤”并诊断出子宫癌。资助这项研究的癌症慈善机构Eve Appeal的首席执行官雅典娜·拉姆尼索斯(Athena Lamnisos)解释说:“iKnife通过分析活检组织蒸发时发出的烟雾，利用电流来区分癌变组织和健康组织。”“这个工具有可能在更快的诊断中创造一个台阶，对于90%的绝经后出血的女性来说，这不是癌症，这是一个非常有效的方法，让她们放心。”我们知道这对病人来说有多重要。”

　　帝国理工学院还在试验一种肺部和上呼吸道癌症的呼吸测试，这种测试非常简单，甚至可以在全科医生的手术中进行。“我们知道癌细胞会泄漏分子，有点像垃圾车上的引擎泄漏，”塞缪尔·戈弗雷博士解释说。“因此，在呼吸中检测到的各种不同分子可能表明你患有癌症。病人会对着一个塑料袋式的仪器呼吸，就像酒精测试仪一样，你可以很快得到结果。”

　　“我们有非常强大的显微镜，它们可以将相当于人类头发横截面的细胞切片放大到Lo的大小

　　塞缪尔·戈弗雷博士说。(学生/ PA)(学生/ PA)

　　戈弗雷博士说，从诊断到缓解，癌症治疗的每个阶段都有惊人的进步。他说:“我们有像冷冻电镜(Cryo-EM)这样强大的显微镜，它们可以取下相当于人类头发横截面的细胞切片，并将其放大到伦敦眼的大小。”“人们正在研究癌症疫苗，这种疫苗可以教会免疫系统识别突变细胞并攻击它们。还有一些令人惊奇的实验性新药，它们的作用就像透明胶带一样，是细胞的自我毁灭开关，这意味着癌变的自我可以自我毁灭。专家科学家需要花费数月时间才能完成的任务，现在人工智能可以在几分钟内完成。”

　　一段时间以来，基于人工智能的计算机程序一直被用来帮助医生解读乳房x光片和其他扫描结果，但这一领域的研究正在迅速发展。人工智能现在不仅要学习在扫描中寻找什么，还要学习如何研究放射科医生的眼球运动，以准确模仿他们做出决定的过程。目前，每次扫描都需要两名独立的放射技师来检查，但正在进行试验，看看人工智能是否可以与人类放射技师并行使用。人工智能算法甚至被用来观察是否可以从某人的购物习惯中预测癌症。

　　塞缪尔·戈弗雷博士说:“人工智能正在接受训练，以寻找可能是癌症早期指标的行为模式，例如他们看全科医生的频率，他们从药房买了什么。”“例如，可能患有食管癌的人会购买更多的抗酸剂。有大量的数据，我们看到了没有人预测到的模式。”

　　在伦敦东部的玛丽女王大学，他们不是仅仅用一种万能的药物来摧毁肿瘤，然后期待最好的结果，而是利用机器学习来创造定制的治疗方法。使用机器学习的药物排名(DRUML)方法测试了数千个肝癌细胞及其对412种不同药物的反应。“被诊断为原发性肝癌的患者通常预后很差，”玛丽女王学院的研究员佩德罗·卡提拉斯教授说。“尤其是胆管癌，患者之间表现出很大的差异，一刀切的治疗方法并不是减少癌细胞生长的最有效方法。”但通过利用这项新技术，我们可以预测个体患者对治疗的反应，并开出最有效的治疗方案。”

　　很快，如果你能进入细胞，并在第一时间阻止癌症的形成，可能根本不需要药物。这就是Crispr所做的工作，它使用革命性的基因编辑技术来改变活细胞的编码。把它想象成一对微小的分子剪刀，它可以找出哪个基因可能导致癌症，剪掉它，用另一个基因代替它。Edward Stadtmauer博士在宾夕法尼亚大学领导了第一个测试crispr癌症疗法的试验，在该疗法中，患者自身的免疫细胞经过基因改造，可以更好地“看到”并杀死他们的癌症。Stadtmauer博士说:“这次(试验)确实是一个原则性、可行性和安全性的证明，现在打开了CRISPR编辑和其他编辑技术的整个世界，有望开发下一代疗法。”

　　回到ICR，詹姆斯·奥康纳博士正盯着屏幕上一个模糊的彩色形状。这是病人脖子上的一个肿瘤，当他们呼吸纯氧时，它会改变颜色。奥康纳是ICR定量生物医学成像教授，他正在开发一种新型扫描技术，可以帮助医生更有效地进行放射治疗。这台机器被称为MR-Linac，它可以测量肿瘤中的氧含量。

　　他解释说:“大多数癌症仍然是通过核磁共振成像或CT扫描来检测的，我们所能看到的只是肿瘤是否存在以及它有多大。”“但是MR-Linac可以向我们展示肿瘤是如何运作的，它的新陈代谢是怎样的，它有多少氧气，以及它对治疗的实时反应。我们可以在三维空间中测量整个肿瘤，并绘制彩色地图，找到它的弱点，从而开辟了一种全新的治疗选择。我们知道，如果我们能获得肿瘤的清晰图像，并在一段时间内对其进行追踪，就能证明对生存有好处。”目前，英国只有伦敦和曼彻斯特的两台MR-Linac机器，但很快就会有更多的机器投入使用。

　　尽管关于人工智能的伦理和局限性的争论仍在继续，但这一领域的发展速度非常快，新的技术应用也在不断涌现。戈弗雷博士说:“每个领域都有很多希望的曙光。”“我们离癌症诊断没什么大不了的那一刻已经不远了。”

　　在南肯辛顿的癌症研究所有很多实验室。大多数都和你想象的一样——穿着白大褂的科学家用显微镜和培养皿做着聪明的事情。但其中一个充满了大型、超级强大的计算机，这些计算机正在昼夜不停地工作，利用人工智能生成大量数据。这是进化与癌症中心，特雷弗·格雷厄姆教授领导的计算生物学家团队正在使用人工智能建模来跟踪细胞随时间的变化，并预测一个人离癌症有多近。

　　他解释说:“当我读博士的时候，我们花了几个星期的时间来分析一小段DNA——这些计算机可以在几毫秒内完成。”目前，Graham和他的团队正在研究炎症性肠病患者的细胞。他解释说:“我们知道患有IBD的人患肠癌的风险更高，NHS会定期给他们做内窥镜检查，但显然没有人喜欢经常把相机卡在屁股上。”“因此，我们现在可以使用人工智能来分析他们的细胞，从样本中获取更多信息，并开始预测肿瘤是否以及何时可能发展的模式。”像这样的人工智能非常令人兴奋，因为它效率更高，这意味着我们可以更早地进入那里，挽救更多的生命。我们知道，如果你在早期发现肠癌，有97%的存活率，但后来下降到7%。”

　　这款手术刀由伦敦帝国理工学院研发，可以在几分钟内“嗅出肿瘤”并诊断出子宫癌。(Lynne Cameron/PA)PA专线

　　英国癌症研究中心研究信息小组组长山姆·戈弗雷博士说，我们目前正处于癌症研究的“黄金时代”。他的部分工作是挑选该慈善机构将资助哪些开创性研究。他说:“多亏了科技，我们正在了解我们以前不知道的事情，一些非常奇怪的新工具和尖端方法正在试验中。”

　　其中一个古怪的工具可能是iKnife。这款手术刀由伦敦帝国理工学院研发，可以在几分钟内“嗅出肿瘤”并诊断出子宫癌。资助这项研究的癌症慈善机构Eve Appeal的首席执行官雅典娜·拉姆尼索斯(Athena Lamnisos)解释说:“iKnife通过分析活检组织蒸发时发出的烟雾，利用电流来区分癌变组织和健康组织。”“这个工具有可能在更快的诊断中创造一个台阶，对于90%的绝经后出血的女性来说，这不是癌症，这是一个非常有效的方法，让她们放心。”我们知道这对病人来说有多重要。”

　　帝国理工学院还在试验一种肺部和上呼吸道癌症的呼吸测试，这种测试非常简单，甚至可以在全科医生的手术中进行。“我们知道癌细胞会泄漏分子，有点像垃圾车上的引擎泄漏，”塞缪尔·戈弗雷博士解释说。“因此，在呼吸中检测到的各种不同分子可能表明你患有癌症。病人会对着一个塑料袋式的仪器呼吸，就像酒精测试仪一样，你可以很快得到结果。”

　　塞缪尔·戈弗雷博士说:“我们有非常强大的显微镜，可以将相当于人类头发横截面的细胞切片放大到伦敦眼的大小。”(学生/ PA)(学生/ PA)

　　戈弗雷博士说，从诊断到缓解，癌症治疗的每个阶段都有惊人的进步。他说:“我们有像冷冻电镜(Cryo-EM)这样强大的显微镜，它们可以取下相当于人类头发横截面的细胞切片，并将其放大到伦敦眼的大小。”“人们正在研究癌症疫苗，这种疫苗可以教会免疫系统识别突变细胞并攻击它们。还有一些令人惊奇的实验性新药，它们的作用就像透明胶带一样，是细胞的自我毁灭开关，这意味着癌变的自我可以自我毁灭。专家科学家需要花费数月时间才能完成的任务，现在人工智能可以在几分钟内完成。”

　　一段时间以来，基于人工智能的计算机程序一直被用来帮助医生解读乳房x光片和其他扫描结果，但这一领域的研究正在迅速发展。人工智能现在不仅要学习在扫描中寻找什么，还要学习如何研究放射科医生的眼球运动，以准确模仿他们做出决定的过程。目前，每次扫描都需要两名独立的放射技师来检查，但正在进行试验，看看人工智能是否可以与人类放射技师并行使用。人工智能算法甚至被用来观察是否可以从某人的购物习惯中预测癌症。

　　塞缪尔·戈弗雷博士说:“人工智能正在接受训练，以寻找可能是癌症早期指标的行为模式，例如他们看全科医生的频率，他们从药房买了什么。”“例如，可能患有食管癌的人会购买更多的抗酸剂。有大量的数据，我们看到了没有人预测到的模式。”

　　在每个领域都有如此多的希望之光，我们离癌症诊断不是什么大事的那一刻不远了。

　　在伦敦东部的玛丽女王大学，他们不是仅仅用一种万能的药物来摧毁肿瘤，然后期待最好的结果，而是利用机器学习来创造定制的治疗方法。使用机器学习的药物排名(DRUML)方法测试了数千个肝癌细胞及其对412种不同药物的反应。“被诊断为原发性肝癌的患者通常预后很差，”玛丽女王学院的研究员佩德罗·卡提拉斯教授说。“尤其是胆管癌，患者之间表现出很大的差异，一刀切的治疗方法并不是减少癌细胞生长的最有效方法。”但通过利用这项新技术，我们可以预测个体患者对治疗的反应，并开出最有效的治疗方案。”

　　很快，如果你能进入细胞，并在第一时间阻止癌症的形成，可能根本不需要药物。这就是Crispr所做的工作，它使用革命性的基因编辑技术来改变活细胞的编码。把它想象成一对微小的分子剪刀，它可以找出哪个基因可能导致癌症，剪掉它，用另一个基因代替它。Edward Stadtmauer博士在宾夕法尼亚大学领导了第一个测试crispr癌症疗法的试验，在该疗法中，患者自身的免疫细胞经过基因改造，可以更好地“看到”并杀死他们的癌症。Stadtmauer博士说:“这次(试验)确实是一个原则性、可行性和安全性的证明，现在打开了CRISPR编辑和其他编辑技术的整个世界，有望开发下一代疗法。”

　　回到ICR，詹姆斯·奥康纳博士正盯着屏幕上一个模糊的彩色形状。这是病人脖子上的一个肿瘤，当他们呼吸纯氧时，它会改变颜色。奥康纳是ICR定量生物医学成像教授，他正在开发一种新型扫描技术，可以帮助医生更有效地进行放射治疗。这台机器被称为MR-Linac，它可以测量肿瘤中的氧含量。

　　他解释说:“大多数癌症仍然是通过核磁共振成像或CT扫描来检测的，我们所能看到的只是肿瘤是否存在以及它有多大。”“但是MR-Linac可以向我们展示肿瘤是如何运作的，它的新陈代谢是怎样的，它有多少氧气，以及它对治疗的实时反应。我们可以在三维空间中测量整个肿瘤，并绘制彩色地图，找到它的弱点，从而开辟了一种全新的治疗选择。我们知道，如果我们能获得肿瘤的清晰图像，并在一段时间内对其进行追踪，就能证明对生存有好处。”目前，英国只有伦敦和曼彻斯特的两台MR-Linac机器，但很快就会有更多的机器投入使用。

　　尽管关于人工智能的伦理和局限性的争论仍在继续，但这一领域的发展速度非常快，新的技术应用也在不断涌现。戈弗雷博士说:“每个领域都有很多希望的曙光。”“我们离癌症诊断没什么大不了的那一刻已经不远了。”