數(shù)學(xué)方程式可預(yù)測和檢測肝癌

通過將RNA測序，生物信息學(xué)和數(shù)學(xué)建模相結(jié)合，加利福尼亞大學(xué)圣地亞哥分校醫(yī)學(xué)院和摩爾斯癌癥中心的研究人員確定了突然的轉(zhuǎn)錄組轉(zhuǎn)換，使健康的肝組織癌變。該發(fā)現(xiàn)用于開發(fā)定量分析工具，以評估慢性肝病患者的癌癥風(fēng)險(xiǎn)，并預(yù)測肝癌患者的腫瘤分期和預(yù)后。

在2019年12月16日的《美國國家科學(xué)院院刊》(PNAS)在線版中，馮根生博士，加州大學(xué)生物科學(xué)系病理學(xué)系和分子生物學(xué)系教授San Diego及其小組描述了發(fā)展致瘤指數(shù)評分，該評分可識(shí)別從健康細(xì)胞向惡性細(xì)胞的轉(zhuǎn)變。

“因?yàn)槲覀儧]有有效的藥物治療肝臟腫瘤在其晚期，早期發(fā)現(xiàn)肝癌，當(dāng)腫瘤小于10毫米，使腫瘤學(xué)家能夠更好地治療，外科手術(shù)取出，殺死癌細(xì)胞，”馮說，本文的資深作者。“我們首次有了一個(gè)數(shù)學(xué)方程式，可以預(yù)測健康的肝細(xì)胞何時(shí)會(huì)癌變，而且重要的是，我們能夠在標(biāo)準(zhǔn)臨床環(huán)境中看到腫瘤之前檢測出癌細(xì)胞。”

新的分析工具專注于轉(zhuǎn)錄因子簇的分析。轉(zhuǎn)錄因子是與特定DNA序列結(jié)合的蛋白質(zhì)，目的是指導(dǎo)應(yīng)在細(xì)胞中打開或關(guān)閉哪些基因。通過定量測量轉(zhuǎn)錄因子和下游靶基因作為一個(gè)單位(轉(zhuǎn)錄因子簇)的變化，該研究小組詢問了在患有不同形式的肝癌和慢性肝的小鼠模型的癌前期和癌癥期收集的RNA測序數(shù)據(jù)。脂肪變性，纖維化和肝硬化等疾病。

分析發(fā)現(xiàn)61個(gè)轉(zhuǎn)錄因子簇在患有癌癥的小鼠中被上調(diào)或下調(diào)，甚至鑒定出先前未在肝癌中報(bào)道的轉(zhuǎn)錄因子。

王高偉博士是馮氏實(shí)驗(yàn)室的計(jì)算生物學(xué)家和博士后研究員，他幫助設(shè)計(jì)了肝細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組的全面分析，該轉(zhuǎn)錄組是細(xì)胞中RNA序列的全部集合。這樣一來，研究小組就可以比較健康肝臟和慢性肝病各個(gè)階段的轉(zhuǎn)錄因子簇的表達(dá)，從而確定小鼠何時(shí)細(xì)胞癌變。

在使用鼠標(biāo)數(shù)據(jù)建立數(shù)學(xué)模型之后，研究人員將分析工具應(yīng)用于公共數(shù)據(jù)庫，以重新分析人類患者數(shù)據(jù)，并能夠識(shí)別出哪些人患有癌癥以及哪些人患有慢性肝病。在罹患癌癥的高風(fēng)險(xiǎn)的肝硬化患者中，他們可以看到陽性的腫瘤指數(shù)評分，在某些情況下可以在臨床上看不到腫瘤結(jié)節(jié)。

馮說：“這種數(shù)學(xué)方法可以發(fā)展成肝癌發(fā)展的風(fēng)險(xiǎn)評估和早期診斷工具，以供更多的慢性肝病患者，特別是肝硬化患者使用。” “對高風(fēng)險(xiǎn)個(gè)體的分析可能在精密醫(yī)學(xué)中具有重要的應(yīng)用。而且，隨著進(jìn)一步的開發(fā)和優(yōu)化，可以對該工具進(jìn)行修改以預(yù)測其他癌癥的發(fā)生。”

根據(jù)美國癌癥協(xié)會(huì)的數(shù)據(jù)，全球診斷出超過70萬例新的肝癌病例，每年有60萬例死亡，這使其成為世界上導(dǎo)致癌癥死亡的主要原因。2019年，僅在美國，估計(jì)將診斷出42,000例新的肝癌病例，將有31,000人死亡。

它需要進(jìn)一步測試才能用于臨床。Feng說，下一步是分析肝活檢，其最終目標(biāo)是使用血液樣本來預(yù)測風(fēng)險(xiǎn)和分期肝癌。

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