医学进展
2018年11月号
医学进展

你得白血病的几率有多大? 多国科学家联手推出AI预测

作者:白蕊

随着年龄的增长,血液系统中会逐渐累积越来越多的突变,这将使人面临一种疾病风险的增加,这就是急性髓系白血病(AML)。而一旦在年过65岁后被诊断为AML,死于这种疾病的风险将高达90%以上!

大多数这类病人早期并没有什么症状,通常要等到出现骨髓衰竭的种种并发症时才被发现,最常见的是贫血,患者看上去苍白无力。但其实早在AML发生前,病人的血液中已经悄然出现了改变:造血干细胞/祖细胞(HSPCs)携带着经年累积的突变,背叛了主人,成了白血病前体细胞,并获得了克隆增生的能力,在血液中占到上风,独霸一方。需要说明的是,即便是没有罹患AML的健康人,伴随着年龄的增加,每个HSPC大约每十年就会获得1个突变,从而也会逐年累积AML相关突变,这种现象的学名叫做“年龄相关克隆性造血(age-related clonal haematopoiesis,ARCH)”。

为什么同样是HSPCs发生了AML相关突变,有些人就有很高的风险发生AML,而另一些人却很健康?来自加拿大、英国、以色列等多个国家的科学家组成了课题组,从引发AML的基因突变本身探索了这背后的原因。

研究人员用深度测序技术分析了95名AML患者在被诊断前平均6.3年时的外周血细胞(这类患者可称之为pre-AML),同样的测序也在414名健康人中展开。结果发现,在距离AML发病数年以前,就能从血液中看出哪些人将会罹患AML:与健康人的良性ARCH相比,AML高风险者的血样表现为突变更多、克隆扩增更严重、某些基因突变更富集。通过这些基因参数,研究人员提取出了能够快速预测AML何时发病的模型,并在另一个由29名pre-AML和262名健康人组成的独立队列中验证了该模型。此外,研究人员还将机器学习技术应用于大型电子健康记录数据库的挖掘,建立了AML预测模型,用于识别哪些人有可能发生AML,为将来早发现、早监测、早干预奠定了基础。

这项多国科学家联合开展的研究告诉我们:在AML发生前6年左右,就能够区分出哪些人将发生恶性转变,哪些人是良性的ARCH。更令人欣喜的是,研究中融入了数据科学技术,从基因数据、电子健康记录中提取出了AML预测模型,让AML向智能预测迈进了一步。(作者:白蕊) 

参考文献:Nature 2018;559:400-404

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