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2016.10.31 每日早知道

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浏览:- 发布日期:2016-10-31 09:16:41【 】

周一


为何这么悲催?癌细胞总会盯上免疫细胞来助其增殖扩散!


我们都知道,癌细胞诡计多端,能够通过癌症干细胞的休眠来实现癌症复发,或是通过循环肿瘤干细胞来实现癌症扩散,当然它们还会利用机体免疫系统中的多个免疫细胞来实现其增殖扩散的目的;本文中小编就盘点了多篇重磅级研究来阐明癌细胞如何利用免疫细胞来进行癌症转移、增殖和扩散的。

【1】science子刊:抵御机体感染的中性粒细胞或是帮助癌症扩散的“同谋”
doi: 10.1126/scitranslmed.aag1711

当我们将机体免疫系统视为不可或缺的盟友时,机体抵御外来入侵者的第一道防线,包括可以“杀死”我们的防御机制或许就会肆意发展,然而在特定情况下,癌细胞就会扭转局面让我们的盟友成为敌人。近日,一项刊登在国际杂志science translational medicine上的研究报告中,来自冷泉港实验室的研究人员就通过研究发现,机体中常见的白细胞—中性白细胞或许会被癌细胞“劫持”从而帮助癌症进行扩散,相关研究或为科学家们开发新型疗法来抑制癌细胞这种“劫持”行为提供一定帮助。

文章中,研究者mikala egeblad及其同事利用活体成像技术对三阴性乳腺癌小鼠模型进行研究,他们发现,中性白细胞能够衍生出一种新型的“武器”来帮助癌细胞在小鼠机体中扩散。癌细胞所利用的这种名为网格dna的武器是从活化的中性粒细胞中分泌出来的,当中性粒细胞检测到威胁时就会释放此类物质,中性粒细胞释放的胞外菌陷阱(nets)能够在细胞外部形成密集的蜘蛛网状结构,而形成这种网状结构脊柱的dna上布满了毒性酶类,这些酶类能够降解并且消化外来入侵者。

【2】nature:中性粒细胞——乳腺癌肺转移的重要“帮凶”
doi: 10.1038/nature16140

尽管科学家们已经在癌细胞靶向药物开发方面取得显著进展,但治疗转移性肿瘤的治疗方法通常不是特别有效。许多研究表明癌细胞对它们所处的微环境存在依赖性,因此靶向肿瘤中的非癌细胞组成成分可能是新型治疗方法开发的重要基础。但是人们对于肿瘤生长和转移过程中宿主应答所发挥的作用仍了解较少,限制了新型治疗方法的开发。

在一项发表在国际学术期刊nature上的最新研究中,来自英国弗朗西斯克里克研究所的研究人员发现中性粒细胞是乳腺癌小鼠模型肺转移灶微环境中的一种主要组成成分,同时也是促进转移灶形成的一个重要推动因素。

早期研究已经证明中性粒细胞在炎症性应答过程中发挥重要作用,但关于中性粒细胞是否会促进肿瘤形成一直存在争议。

【3】oncogene:肿瘤细胞招募中性粒细胞驱动肺转移
doi: 10.1038/onc.2012.201

肾细胞癌(renal cell carcinoma)是成年人原发性肾肿瘤中最常见的类型,占肾肿瘤的70~80%,占肾恶性肿瘤的90%。多见于60岁左右的人群,男性多于女性。初诊时肿瘤限于肾内的患者,术后五年生存率可达70%以上,但侵及肾静脉或扩散至肾周围脂肪组织的患者,五年生存率仅5~20%。

肾细胞癌(rcc)定向转移至肺组织的具体机制至今仍然知之甚少。为了研究分析转移过程中的具体分子机制,lópez-lago ma等研究人员将不同肺转移潜能的人源肾细胞种植到小鼠体内。基因表达分析显示不同转移性细胞转移至小鼠肺间质与中性粒细胞特异性侵润有关。相关研究论文发表在oncogene杂志上。

分析表明,肿瘤细胞株转移活性与趋化因子的数量包括cxcl5和il - 8水平呈负相关。去除这些细胞株中的cxcl5和il - 8,使我们能够将肺组织中中性粒细胞的浸润与癌细胞转移活性的趋化因子的分泌联系起来。

【4】cancer immunol res:中性粒细胞或可介导口腔癌的转移
doi: 10.1158/2326-6066.cir-15-0017

近日,刊登在国际杂志cancer immunology research上的一篇研究论文中,来自多伦多大学的研究人员通过研究发现,一种异常的免疫反应或反馈回路或许是口腔癌发生转移的原因,文章中研究者揭开了一系列特殊的免疫细胞—中性粒细胞和口腔癌发生转移扩散之间的明显关联。

研究者在文章中表示,细胞炎性和癌症发生之间存在千丝万缕的关系,而口腔癌患者机体存在特殊的炎性反应,口腔是在机体中非常特殊,在口腔中可以同时发生多种事件。研究者重点对中性粒细胞进行研究,中性粒细胞是口腔和唾液中非常常见的免疫细胞,但很多研究并没有将中性粒细胞和癌症拉上关系;并不像其它免疫细胞,中性粒细胞可以分泌很多分子,包括可以调节机体对炎性反应的肿瘤坏死因子a(tnfa)。

这项研究中研究者发现,口腔癌细胞可以分泌il8,其作为另一种炎性介导子,可以激活中性粒细胞,随后有效地建立大规模的免疫反应或反馈回路;这种免疫反应回路或许会导致癌细胞侵入性结构的增加,而癌细胞恰恰可以利用这种结构来进行侵袭和癌症的扩散。如果可以揭示免疫系统同癌症相互作用的分子机制,那么研究者就可以通过调节免疫反应来获得抗癌效应,这样就可以代替促癌的作用了。

【5】plos one:首次发现白细胞和癌细胞融合可使癌症扩散
doi: 10.1371/journal.pone.0066731

近日,来自耶鲁大学癌症研究中心的研究者同科罗拉多大学的研究者共同研究发现,当白细胞和癌细胞共同融合形成一种遗传杂交体时就会导致人类机体转移性肿瘤的发生,相关研究成果刊登于国际杂志plos one上,该项研究成果或许可以回答癌细胞为何会从最初的肿瘤发生位点转移到其它远距离的机体组织中去的。

在一个多世纪以前这样的理论首次被提出来用以解释癌症的转移,但是截止到现在这种理论在人类癌症中还没有被证实,因为同一病人细胞间的基因组差异非常明显,为了解决这个问题,文中研究者所研究的对象为黑色素瘤脑转移患者,患者患者接受了其兄弟的骨髓移植,研究者对这种患者机体中的二次恶性肿瘤的基因组dna进行了深入分析。

【6】nature:癌细胞与免疫系统玩躲猫猫游戏
doi: 10.1038/nature18945

作为一个快速发展的领域,癌症免疫疗法旨在开发让人体自己的免疫系统抵抗癌症的技术。有多种可能的原因能够阻止t细胞识别癌细胞。首先,t细胞的活性受到很多能够干扰它们功能的抑制因素的控制,而且让这些抑制因素失效的疗法如今正在很多人类癌症中开展测试。其次,在一些病人体内,免疫系统可能并不会在第一时间将癌细胞作为异常细胞加以识别。

当免疫系统攻击癌症时,肿瘤进行自我修饰(包括dna修饰)从而逃避免疫反应。肿瘤细胞在进行dna修饰后会产生新抗原(neoantigen)。识别新抗原很可能是人们在临床上开发t细胞检查点阻断和过继性t细胞疗法等癌症免疫疗法的主要驱动力。因此,选择性地增强t细胞对新抗原识别能力的策略当前正在持续开发中。

【7】hepatology:cxcl5介导中性粒细胞浸润促进肝癌转移
doi: 10.1002/hep.25907

趋化因子是能使细胞发生趋化运动的小分子细胞因子,分子量多在8-14kda之间。趋化因子与趋化因子受体结合后传递多种细胞信息。cxcl5是一个小分子类型的分泌蛋白,属于趋型趋化因子家族成员。近来,cxcl5与癌症发生发展的相关证据已经有很多。

最近,为了研究cxcl5在肝细胞癌的生长、侵袭和预后中的作用,研究人员研究了具有不同转移性能的人肝癌细胞系以及919例肝癌患者中cxcl5的mrna和蛋白水平。

结果发现在高转移人肝癌细胞系中,cxcl5表达水平增加,与对照组相比,复发性肝癌患者的肿瘤组织中,cxcl5表达水平也增加。

cxcl5 激活肝癌细胞的pi3k-akt和erk1/2信号通路,促进肿瘤增殖、迁移和侵袭。此外,在体外研究中,cxcl5对中性粒细胞有直接趋化作用。在动物实验中,肝癌细胞中cxcl5的上调促进肿瘤细胞的生长以及肺转移,瘤内中性粒细胞浸润数目也增加。

【8】cell:免疫细胞“起内讧”或促进胰腺癌恶化
doi: 10.1016/j.cell.2016.07.046

日前一项刊登于国际杂志cell上的一项研究报告中,来自纽约大学医学中心的研究人员通过研究发现,不同类型细胞间的内部冲突或可帮助解释为何免疫系统会奋力识别并且攻击胰腺癌,而遏制这场内讧或许就可以开发出潜在有效的胰腺癌新型疗法。

文章中研究者描述了一种名为“γδt细胞”的特殊类型的免疫细胞,他们发现这类免疫细胞可以帮助抑制其它抵御肿瘤的t细胞进入到胰腺肿瘤内部,如果没有γδt细胞的干预,cd4和cd8细胞就会不断增值并且主动攻击肿瘤,但不幸的是,免疫系统能够产生大量的促肿瘤γδt细胞深入到肿瘤中,并且干扰免疫细胞对肿瘤的攻击。

免疫疗法近年来取得了巨大的进步,即激活患者自身的免疫系统来抵御癌症,从而增强cd4或cd8细胞的活性,本文研究则表明,这种免疫疗法或许就可以靶向应用于胰腺癌的治疗中,除非γδt细胞被阻断,不然cd4和cd8细胞就不能正常发挥功能去遏制癌症发展。研究者george miller博士指出,标准的免疫疗法或许对胰腺癌并不奏效,尤其是致死性的胰腺癌,如今我们获取了更多信息来解释其原因,机体主要的抗肿瘤防御机制或许在胰腺癌面前完全没有作用。

【9】pnas:“神奇”抗体将癌细胞变为杀伤性免疫细胞使其自相残杀
doi: 10.1073/pnas.1519079112

-近日,来自美国斯克利普斯研究所的研究人员发现一种将白血病细胞变成杀伤性免疫细胞的新方法。这一重大发现将促进白血病以及其他癌症治疗新方法的开发。相关研究结果即将发表在国际学术期刊pnas上。

研究人员表示:"这是一种全新的癌症治疗方法,我们将尽快在病人身上进行进一步验证。"

该研究团队一直在建立和筛选大规模抗体库方面进行探索,旨在利用大规模筛选的方法找到能够结合特定靶向目标或激活特定受体的治疗抗体。在过去几年中,他们已经成功发现了一些能够激活骨髓细胞受体的抗体药物,这些抗体能够激活未成熟骨髓细胞的生长因子受体,诱导它们形成特定血细胞类型。

在最近的研究过程中,研究人员发现其中一些抗体还存在一些令他们意想不到的作用,这些抗体能够引起未成熟骨髓细胞变成一些完全不同的细胞类型,比如神经细胞。

研究人员表示,虽然其中的原因仍不清楚,但这一发现让他们对于能否将癌变骨髓细胞(白血病细胞)变为非癌变细胞产生了兴趣。(生物谷bioon.com)


人工智能如何改善人类健康生活的质量?


人工智能(artificial intelligence,ai)是研究开发用于模拟、延伸及扩展机体智能的理论、方法、技术及应用系统的一门新技术。ai是计算机科学的一个分支,它试图了解智能的实质,并生产出一种新的能以人类智能相似的方式作出反应的智能机器,该领域的研究包括机器人、语言识别、图像识别、自然语言处理和专家系统等。

近些年来,人工智能在人类疾病的诊疗中被越来越多地开发使用,此前,来自美国的科学家就将机器学习和大数据相结合,用于确定携带疾病的啮齿类动物的种类分布,以及容易被新生寄生虫和病原体传染的热点地区。而据国外媒体报道,包括谷歌公司在内的许多公司致力于研究如何延长人类寿命几十年时间,但美国洛杉矶一家公司提出了一个新概念-使用人工智能技术将人类“起死回生”,而这项技术预计在2040年将实现。

本文中,小编就盘点了人工智能如何改变人类健康的相关研究,与各位一起学习!

【1】科学家如何利用人工智能来帮助实现疾病的高效率诊疗?
原文阅读:how can doctors use technology to help them diagnose?

近日,在日本科学家们首次报道了他们利用人工智能来挽救患者的生命,人工智能能够成功实现并且完成医生技术团队无法完成的任务,其能够准确诊断出女性患者所患的罕见类型的白血病,更值得注意的是,人工智能仅需要花费10分钟时间就能够对来自2000万个临床肿瘤研究所提供的女性遗传信息进行对比分析,从而做出挽救生命的诊断工作。

那么这是否意味着机器人或许未来会取代医生呢?也并不完全是,但这会增加医学数据的容量,以及强大计算机和智能算法的规模,从而就能使得医生未来在人工智能的帮助下对疾病进行更为快速的诊疗。

数据驱动的医学研究往往会不断驱动基因组数据库、临床数据、成像数据以及分子数据的扩张,同时先进算法的使用也能够帮助研究者不断获取一些有价值的信息,这样科学家们就能够通过筛选数以十亿计的记录来寻找出最终的答案,从而在几分钟内做出人类可能需要花费数年时间才能够得出的结果。

【2】人工智能加快乳腺癌风险预测
doi:10.1002/cncr.30245

来自美国休斯顿的研究人员最近开发出一个人工智能软件能够准确解读乳腺x线影像结果,帮助医生快速准确预测乳腺癌风险。根据这项发表在国际学术期刊cancer上的最新研究,这套计算机软件能够直观地将病人的图像结果翻译成诊断信息,速度是人类的30倍,准确率高达99%。

“这套软件能够在很短时间内回顾几百万份纪录,通过解读病人的乳腺x线影像结果帮助我们确定病人患乳腺癌的风险,效率更高。这有望减少不必要的活检。”stephen t. wong博士这样说道。

研究人员使用人工智能软件解读了500名乳腺癌病人的乳腺x线影像结果和病理报告。该软件能够扫描病人的影像结果,收集诊断特征和将乳腺x线影像结果与乳腺癌亚型进行关联。医生使用软件的分析结果来精确预测每个病人诊断为乳腺癌的可能性。

【3】人工智能筛查乳腺癌的效率有多高?比医院老司机们快30倍!
乳腺癌是发生在乳腺腺上皮组织的恶性肿瘤,一直是威胁女性健康的恐怖杀手之一。此前在该疾病的筛查上,医生们多数采用乳腺x光图片的检验方法,但这种方式通常需要乳腺活组织检查来辅助,这就为女性带来了不必要的痛苦。

不过,通过研究人员的努力,未来ai将大幅降低乳腺疾病检测为女性带来的不适。今天,来自休斯顿卫理公会医院的研究人员称他们开发出了一款ai软件,该软件在解析乳腺x光图片时比普通医生快上30倍,其准确率更是高达99%。他们将该研究发表在了癌症杂志上,研究结果显示,这款ai软件可以直观的将x光图转译成诊断信息,方便医生快速对病人病情作出判断,以免耽误病情。

【4】都说人工智能要灭绝人类 可它也在帮人类延长寿命
2014年,理论物理学家史蒂芬·霍金给脱口秀主播约翰·奥利佛讲了一个故事:科学家打造了一台人工智能电脑,然后问它“世界上有上帝吗?”电脑回答“现在有了。”然后插头闪过一道光,科学家再也关不掉这台电脑了。

这个故事只是吓唬奥利佛的笑话,不过近年来,霍金和越来越多科学、科技界的领袖都开始坚持 人工智能(ai)威胁论的观点,自然也引发了不少人的反驳。有威胁、没有威胁,双方各有论点,更客观全面的看法是:直到真的能够自我更新的 ai 出现之前,它还是一种纯粹的工具。工具没有善恶,要看用它的人。

如果说ai有一天会灭绝人类,至少今天有人还在用它给人类续命:以下几家公司或机构,正在医药/医疗行业应用人工智能相关技术,提高医药的研发和测试速度,尝试找到不治之症的治疗方法。

【5】人工智能助力癌细胞活体检测
原文阅读:ai boosts cancer screens to nearly 100 percent accuracy

-随着人工智能技术的快速崛起,基于人工智能的癌症筛选也获得了长足的进步。科学家们利用人工智能技术,可以高效区分出普通的健康细胞和癌变的细胞,其准确率不亚于一个专业训练的病原学专家。

在过去的近一白年间,研究人员和医生们检测人体病原体的方法并没有太大的变化。通过获取样品,在显微镜下进行镜检,需要在成千上万的细胞中,找到那么几个被感染的细胞或者癌变的细胞,或者直接发现视野中的病原体。这个过程需要大量的体力劳动和机械性的工作,同时,检测的精度和准确率也并不理想。然而,现在情况开始出现了变化。

今年四月份,在捷克首都布拉格举行的国际生物医学成像国际研讨会上,一组来自哈佛大学的科学家们,展示了他们最新的研究成果。该研讨会组织了一次利用计算机模型来进行病理检测的竞赛。组织者们选择的病理活体组织检测基于前哨淋巴结活检。哈佛大学组的基于机器学习模型的分辨方法,可以在人类乳腺癌细胞组织中,成功区分开正常的组织细胞和乳腺癌细胞,其分辨的成功率达到了惊人的92%,远超出其他的机器学习模型。然而人类依然有着天然的优势。

【6】科学家开发新算法帮助计算机理解人类语言 实现人工智能指日可待
原文报道:teaching computers to understand human languages

来自英国利物浦大学的研究人员最近开发了一种算法,能够帮助计算机处理和理解人类语言。

虽说掌握自然语言对人类来说比较简单,人类可以通过多种方式加深对语言的理解,比如查字典或者结合语境,但是计算机至今无法实现。

研究人员开发的这套算法能够帮助计算机在遇到未知词汇的时候通过类似人类学习的方式进行运作,一旦碰到一个无法识别或理解的词汇,算法会指示计算机进行词汇搜索(比如通过互联网),并猜测在一段文本中可能出现的与该未知词汇有关的其他词汇。这样就赋予了计算机对一个词汇语义的表现能力,既与字典意思一致,又能够符合语境。

为了了解这套算法为计算机提供的词汇精确表达能力究竟如何,他们将计算机算法学习词汇表达之后产生的相似性得分与人类进行了对比。利物浦的计算机专家dr danushka bollegala表示:"学习精确的词汇表达是计算机学习人类语言的第一步。"

【7】人工智能新算法可识别不同类型细胞甚至癌细胞
英国斯旺西大学日前发布的一项新研究说,该校研究人员参与开发的一种人工智能算法可高效识别包括癌细胞在内的不同类型细胞。这项技术得以应用后不但能提升科研效率,还可助力癌症等疾病治疗。

要在一个健康的细胞群内识别癌细胞等特定细胞,目前的做法是让荧光剂附着在这些细胞内,然后通过显微镜观察进行识别,但这种做法容易干扰细胞行为,影响观察结果。

斯旺西大学研究人员与来自美、德等国的同行共同在计算机上开发了这一人工智能算法,它对细胞的识别过程无需使用染色剂,很好地避免了上述问题。

参与这项研究的斯旺西大学研究人员保罗·里斯介绍说,团队首先通过数据输入,让这种人工智能算法“观察”多种细胞样本的特征。经过数据积累后,它能迅速在一群细胞中识别出目标细胞,并及时算出这一细胞处在其生命周期的哪个阶段。

【8】ibm将开发虚拟医生 用人工智能治疗糖尿病
生物制药公司诺和诺德将与ibm旗下沃森健康(watson health)合作为糖尿病人开发“虚拟医生”,为患者提供胰岛素用量等治疗建议。

这家丹麦糖尿病治疗机构希望使用ibm的沃森超级计算机平台分析糖尿病患者的健康数据,并帮助其治疗疾病。

诺和诺德执行副总裁雅各布·瑞思(jakob riis)表示,持续性的血糖监控数据将上传到互联网,然后进行分析,并借此做出治疗决策。

他表示,将有越来越多的数据集成到这类工具中,包括食品摄入、锻炼信息以及胰岛素注射的时间和用量数据。

瑞思认为,有很多常规问题都可以利用人工智能来解决,比如胰岛素注射量,以及饮食、锻炼和注射胰岛素之间的相互影响。

【9】美国公司研究复活技术:人工智能让人类起死回生
包括谷歌在内的多家公司都在研究延长人类寿命的方法,就算不能让人类多活几百年,能多活几十年也是不错的。但洛杉矶一家名为humai的公司却反其道而行之。与其延长人类的寿命,这家公司更希望能利用人工智能,让去世的人起死回生。

该公司解释称,他们计划使用人工智能和纳米科技“将对话风格、行为模式、思维过程等信息数据存储起来”。然后这些数据会经过编码,转化成“多种传感技术”,和遗体的头颅一起移植到一具人造的身体上。

谷歌工程主管雷·库兹韦尔此前表示,在30年之内,人类将能够将自己的全部思维上传到计算机上,并以数字的形式永存于世——这一事件被称作“奇点”。这些是在我们在世时完成的,而humai公司的计划则是让我们死而复生,两者是不同的。

关于这一技术的细节还十分有限,而且我们还不清楚它是不是一场骗局,但就我们了解到的信息来看,它需要先将大脑冷冻起来,然后为其配上一枚“个性芯片”。

humai公司创始人乔希·博卡内格拉(josh bocanegra)向批评者保证说,自己会对人类复活一事保持认真严肃的态度,并且他相信,这一技术在30年之内便有望实现。

据该公司凯发k8网址官网上称,humai是一家“以重建来世生活为己任的人工智能公司”。我们希望在您死后,能让您起死回生。”

【10】人工智能可以预测乳腺癌治愈率
据外媒报道,患有同种疾病的不同病人在接受同一种治疗方案时,其获得的疗效也会存在不同,这就给医生留下了一个难题:他们怎样才能知道哪种治疗方法对该名病人最有效呢?如果医生选择了适合该名病人的疗法,那么他就可能重获健康,但如果选择错了,那么,他的健康将可能被彻底摧毁。现在,来自加拿大西方大学的科研人员将可能帮助医生解决这个难题。

他们开发出了一套机器学习算法--人工智能的其中一个分支--通过基因数据的分析得出最可能的有效治疗方案,并且让该治疗方案变得更加个体化。

该项研究的负责人peter rogan表示,由于人工智能可以查看所有相互之间有影响的基因,所以它是一种非常强大的药物结果预测工具,并称越早使用最具疗效的法案,病人治愈的可能性越大。(生物谷bioon.com)

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