「AI抗癌」讓腦瘤細胞轉為免疫細胞，生存機率猛漲75%，即將進入臨床試驗

新智元報導  

編輯：耳朵 祖楊

【新智元導讀】南加州大學凱克醫學院利用AI技術將腦癌細胞轉化為免疫細胞，在膠質母細胞瘤小鼠模型中將生存機會提高了75%。

膠質母細胞瘤 (GBM) 是最常見和最致命的腦癌，以其高侵襲性、高復發率和低生存率著稱，患者在確診後，平均預期壽命往往只有一年左右。

膠質母細胞瘤是僅次於腦膜瘤的第二最常見的腦腫瘤，每年每10萬人中約出現3起病例。

在未經治療的情況下，生存期通常僅剩3個月，僅有不到10%的患者能在確診後活過了五年。而且由於多種原因，膠質母細胞瘤的治療非常困難。

儘管免疫療法對其他癌症有效，但由於血腦屏障 (BBB)，免疫細胞很難到達膠質母細胞瘤，而且還可能導致腦損傷。

面對這一醫學難題，南加州大學(USC) 凱克醫學院的學者在美國國立衛生研究院（NIH）的支持下進行了一系列新研究，採用人工智能技術來控制細胞的命運——將癌細胞轉化為免疫細胞。

研究人員發現可，以利用人工智能來識別並重新編程膠質母細胞瘤細胞的基因，將其轉變為樹突狀細胞 (DC)，從而有效地瞄準並摧毀它們周圍的癌細胞。

在膠質母細胞瘤小鼠模型中，該方法將生存機會提高了75%。研究結果剛剛發表在美國癌症研究協會旗下期刊《癌症免疫學研究》上。

論文地址：https://doi.org/10.1158/2326-6066.CIR-23-0721

在這項新研究中，研究小組利用人工智能找到了一組可以將人類GBM細胞轉化為DC細胞的基因，可以將遺傳物質嵌入病毒載體並將其傳遞給GBM患者。

David Tran博士是該研究的主要作者，也是凱克醫學院神經外科和神經病學副教授以及神經腫瘤科主任，他還領導了南加州大學諾里斯綜合癌症中心和腦腫瘤中心。

「這項開創性的研究利用人工智能的力量將膠質母細胞瘤細胞轉化為免疫激活細胞，標誌著癌症免疫治療的重大進步，」David Tran博士說。

「通過讓癌症自身的細胞對抗它，我們正在為更有效的治療鋪平道路，並為與這種癌症和許多其他侵襲性癌症作鬥爭的患者提供新的希望。」

控制細胞的命運

樹突狀細胞在激活免疫反應、採集抗原並將其呈遞給其他免疫細胞方面至關重要。

樹突狀細胞在激活免疫反應中起著核心作用，它們從抗原(如癌細胞)中取樣，並將其呈現給其他免疫細胞，包括T細胞軍團。

儘管之前的研究表明樹突狀細胞可以對抗GBM，但研究人員尚未找到可靠的方法，讓它們穿過血腦屏障並進入腫瘤。

因此，研究小組通過對腫瘤內已有的癌細胞進行重新編程，繞過了這個巨大的困難。

然而，特異性是一個重要的考慮因素。

「我們不想給患者注射把所有種類細胞都轉化為樹突狀細胞的東西，」Tran博士說。

研究團隊利用人工智能的高計算能力，開發了一種機器學習系統，對數以萬計的基因和數百萬個基因間連接進行了深度分析。

這一方法能夠準確識別出靶向膠質母細胞瘤細胞，然後將其進行重新編程，轉化為為類似樹突狀細胞的基因組合。

這一過程不僅複雜且極具挑戰性，但人工智能的介入極大地加速了這一發現過程。

為了驗證這一方法的有效性，研究團隊在膠質母細胞瘤小鼠模型中進行了大量實驗。

他們發現，經過基因重編程的膠質母細胞瘤細胞能夠顯著增強小鼠體內的免疫反應，有效抑制腫瘤的生長並延長小鼠的生存期。

當與其他免疫療法一起使用時，對GBM細胞進行重編程可以大大提高小鼠模型的免疫反應和存活率。

當與免疫檢查點治療相結合時，生存機率提高了75%；此外，當與經典的DC疫苗結合使用時，新方法使生存機會增加了一倍。但單獨使用這兩種療法都不能增加GBM患者的生存機會。

Tran表示，「人工智能正在幫助我們解決對抗癌症的關鍵問題，並為我們提供了操縱細胞命運的強大方法。」

從實驗室走向臨床

儘管目前的研究仍處於動物模型階段，但這一突破性成果已經為膠質母細胞瘤的臨床治療帶來了無限可能。

除了在小鼠身上進行的概念驗證研究外，研究人員還利用他們的人工智能系統識別了一組人類基因，這些基因可以將人類膠質母細胞瘤細胞轉化為類似樹突狀細胞的細胞。

研究團隊表示，他們接下來將對這些基因組合進行微調，並計劃將其包裝到無害的病毒載體中，以便在動物模型中進行進一步的安全性和有效性測試。

Tran說，「我們希望擴大搜索範圍，在對患者進行測試時，利用人工智能幫助我們找到可能的最佳組合。」

如果這種方法被認為是安全有效的——這意味著它改善了膠質母細胞瘤模型的結果，並且不會產生意想不到的副作用。

如果該方法被認為安全有效，該團隊將申請批準在幾年內開始對患者進行臨床試驗。

此外，研究團隊還希望利用他們的人工智能模型，探索更多可以重新編程其他類型癌細胞的基因組合，為更多類型的癌症治療提供新的思路和方法。

他們相信，通過人工智能與基因工程的完美結合，人類將能夠解鎖更多治療癌症的鑰匙，為更多患者帶來生命的希望。

參考資料：

https://www.ainews.com/p/ai-turns-glioblastoma-cells-immune-cells-cancer-treatment

Using AI, USC researchers pioneer a potential new immunotherapy approach for treating glioblastoma