沃森又有新动作,联合MIT和哈佛,探索癌症为何产生抗药性?

卢晓明 · 2016-11-14
为什么会产生抗药性,可能要分析下肿瘤基因才知道,但基因中包含的数据那么多怎么办?让AI帮忙。

IBM的沃森大神又发功了,这次想帮忙解决癌症治疗领域的一个难题。

之前,IBM的沃森除了跟新基生物制药公司合作,追踪药物的副作用,还运用自身的人工智能认知技术,推荐癌症治疗方案,主要是在美国的郊区、印度、中国等这些缺乏肿瘤学家的地区。IBM 沃森健康(Watson Health)的总经理Deborah DiSanzo曾经如此介绍。

比如,沃森可以阅读病人的电子病历、分析癌的医学图像、甚至观察肿瘤的基因序列,为特定的病人找出最优治疗方案。

现在,沃森又有新动作,要跟MIT和哈佛合作,寻找抗癌新疗法。

尽管有越来越多的疗法能抑制癌症,长达数月甚至数年,但不幸的是,大多数癌症最终仍会复发。其中部分原因在于,肿瘤会发生基因突变,产生了抗药性。有时候,一些病人对某些疗法完全没有反应;有时候药物一开始有用,但后来就无效了。

就此,IBM的沃森人工智能平台将与麻省理工学院(MIT)及哈佛大学布罗德研究所合作,研究对癌症药物产生抗药性的病例,希望厘清抗药性产生的原因,研发新一代抗癌药物和疗法。

MIT及哈佛布罗德研究所是一所位于美国马萨诸塞州剑桥的非盈利研究机构,致力于生物医药与肿瘤学研究,与MIT和哈佛大学都有合作关系。

该研究所负责人Eric Lander表示,美国每年约有60万人死于癌症,其中有不少是因为病例产生了抗药性。尽管科学家们已为少数癌症病例找到了抗药性产生的原因,据此研发出新疗法,但大多数癌症病例产生抗药性的原因仍未明。

对于这个难题,布罗德研究所的科学家相信,基因的不同也许可以解释为什么药物在一些案例中有效在另外的案例中却不行。因此,IBM和MIT以及哈佛大学发起了一项新的为期5年投资5000万美元的癌症基因组计划。

在这五年间,研究所将会在全美大约一万名匿名病人身上收集肿瘤基因组数据,研究员会分析这些数据,然后用IBM的沃森超级计算机来处理,帮助研究员理解癌症案例如何产生抗药性。这项研究由IBM资助。

他们的目标就是要回答当今癌症治疗领域的难题:为什么有的癌对特定疗法有反应,但有的没有?

抗癌的难点就在于,癌细胞变得太快了,正如 Lander说:

抗癌就像在下一盘如履薄冰的生物棋局。当我们在疗法上走了一步,癌症就会发现新的方式来抵抗这种药物,以还击我们。因此解决问题的关键可能就是,通过学习临床经验我们可以提前预见癌症的下一步棋,从而做好部署切断它的退路。

为了了解癌细胞如何对特定疗法产生抗药性,布罗德研究所会通过从这些病人中提取生成肿瘤基因序列;然后使用新的基因编辑技术,在实验室进行大规模的癌症抗药性研究,找到肿瘤的软肋。研究员将使用沃森分析这些数据,确定基因组模式,更好地理解癌症抗药性背后的分子机理,预测药物的过敏性,以及哪些肿瘤可能对哪些药物产生抗药性。

简而言之,研究员会获取肿瘤的“基因组图谱(genomic fingerprints)”,比较它们在病人被治疗前后的不同,等到肿瘤产生了抗药性之后又再对比一次。布罗德研究所的首席科学馆Todd Golub博士说,不同情况下不同肿瘤的分子差异可能会告诉我们一些线索,为什么他们会产生抗药性。

如此一来,医生就可以给不同的病人制定更有效的药物治疗方案。这样就能减少在无效药物上的花费,否则每个病人可能要花上好几万甚至几十万。

同时,据北卡罗来纳大学Lineberger肿瘤中心主任Norman Sharpless称,为癌症患者确定适当的药物组合非常复杂,需要对不同的大数据源进行复杂的分析。通过沃森计算系统,利用人力需要几个小时或几天来处理的数据,几分钟即可处理完毕。

因此,肿瘤中心与IBM合作,利用沃森的认知技术,希望可以来解决这个问题,提高患者治愈率。去年,IBM宣布在北美14家肿瘤中心部署沃森系统,根据患者的肿瘤基因选择适当的治疗方案。

沃森又有新动作,联合MIT和哈佛,探索癌症为何产生抗药性?

据财富杂志,10月初,IBM和奎斯特诊断公司宣布合作,发布沃森基因组学( Watson Genomics),这是一项开放给美国肿瘤学家的服务。这项服务将认知计算同肿瘤基因组测序结合起来,旨在促进个性化医疗的发展。这是沃森基因组学首次广泛地给病人和医生使用。

这次跟布罗德研究所的合作是沃森基因组学最新的应用,帮助研究员和临床医生应对癌症基因组的挑战和机遇。IBM将会运用研究数据去开发软件,卖给医生和医院。去年,IBM成立了沃森健康部门,而且已经在加速商业化。

沃森是一台不断更新数据的人工智能超级计算机(或者称为认知系统,可以点击这里查看对它的介绍)。沃森学习了海量医学论文,处理海量的医疗健康数据,然后向医生推荐,帮助他们寻找合适的药物、临床实验和医学图像。

沃森最早出名是在2011年,在美国的智能竞答节目《危险边缘》中战胜了两位节目中的人类大神。而它最近的一项惊人成就发生在今年8月。8月8日有外媒称,沃森仅用了约10分钟就为一名60岁女性患者诊断出罕见的白血病,并向东京大学医科学研究所提出了适当的治疗方案。

一开始,医生诊断这位患者得了急髓白血病,但在使用各种疗法之后,效果还是不明显。 据东大医学院研究人员Arinobu Tojo说,后来他们用沃森为患者诊断,沃森通过比对2000万份癌症研究论文,在10分钟得出了诊断结果:患者得了一种罕见白血病。

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