5/12/2025

阿根廷科研团队开发人工智能系统,为癌症患者量身定制最佳治疗方案

人工智能在医学领域的应用正以前所未有的速度改变传统模式,尤其是在肿瘤治疗中,其潜力愈发受到关注。阿根廷布宜诺斯艾利斯大学(UBA)与国家科研委员会(CONICET)的一个跨学科团队正在开发一项前沿技术:利用人工智能预测癌症患者对不同治疗方案的反应。该系统的目标是缩短等待时间、减少无效治疗,并帮助医生为每一位患者选择更精准的治疗路径。

当前的肿瘤治疗往往基于试错。医生通常按照既定的临床指南给患者进行数个月的化疗或靶向治疗,然后再观察肿瘤是否缩小或停止生长。在这一过程中,患者不仅承受药物副作用,还可能白白失去宝贵的治疗时间。布宜诺斯艾利斯大学的生物化学家马蒂亚斯·皮布埃尔指出,如果能在治疗开始前就判断疗效,将极大改善病程管理。

为此,研究团队构建了一套基于人工智能的分析系统,其核心是生成每个肿瘤的“分子指纹”。具体来说,研究人员使用质谱技术从肿瘤样本中获取大量蛋白质与代谢物数据,并将这些高维信息输入特制的人工智能软件。系统随后会将样本与以往病例的分子特征进行比对,从中提取出“敏感型”与“耐药型”肿瘤之间的模式差异,从而预测患者是否对某种疗法具备反应。

这个创新源于早期对一种名为4MU的药物的研究。当时,团队注意到同一种药物在不同细胞系中表现出截然不同的反应,其中存在明确的分子差异。这个发现促使他们开始思考:如果这些分子特征能够提前识别,是不是就可以在临床中预测治疗效果?在生物信息学专家马丁·莱德斯马以及研究者西尔维娜·隆巴迪亚等人的合作下,团队最终开发出能够读取和解释这些复杂数据的软件。

迄今为止,该系统已在实验室的肿瘤细胞系中得到初步验证。研究人员对细胞进行处理、检测,并利用人工智能模型寻找特征模式。当累积一定数量的数据后,模型开始具备可观的预测能力。然而,真正的挑战来自临床应用:系统必须在患者的实际样本上表现可靠。

目前,团队正在与阿根廷加拉罕儿童医院合作,接收来自中枢神经系统肿瘤的样本,尤其是儿童胶质瘤与白血病病例。将这套系统引入儿科肿瘤学意义重大,因为儿童患者的治疗窗口极为有限。如果能够在一个月内得知疗效,而不是等待三个月,将可能为患者争取到关键时间,并减少不必要的治疗负担。

尽管前景令人期待,但研究过程并不轻松。儿科中枢神经系统肿瘤发病率较低,导致可用于训练模型的样本数量有限。这意味着人工智能系统的发展速度受制于样本积累的速度,而为了达到足够的统计可靠性,模型需要大量样本不断优化。皮布埃尔预计,这一阶段至少还需要两年的时间。

为了扩大数据来源,团队也与另一家重要机构——FLENI神经科学医院合作,希望未来能覆盖更多类型的肿瘤。由于软件的构建具有高度可扩展性,它不仅能用于化疗药物的疗效预测,也可能应用于免疫治疗、抗体疗法等新型治疗方式,为精准医学提供更全面的支持。

人工智能在医疗领域的引入也引起了一些讨论:医生和患者是否会对这种技术持犹豫态度?皮布埃尔的经验表明,至少在加拉罕医院,医生们对创新相当开放,特别是在面对儿童肿瘤这样高风险的领域。对于患者家庭而言,如果一项技术能够减少无效治疗,大多数人都会愿意尝试。

这一项目自2019年启动,尽管疫情期间实验室工作一度放缓,但团队并未停止研究方向。随着恢复实验后,他们陆续建立了耐药细胞系并持续改进分析流程。皮布埃尔回忆说,理解人工智能系统的工作方式起初并不容易,但当庞大数据中的规律逐渐显现,模型预测准确性不断提升时,他意识到这将为医学带来质的飞跃。

从更广的角度来看,这一研究代表了阿根廷在全球人工智能医疗领域迈出的关键一步。通过整合生物化学、临床医学与数据科学,它为未来的肿瘤个体化治疗提供了可行路径。尽管距离全面临床应用仍需时间,但这套系统有潜力改变癌症患者的治疗体验,让治疗变得更精准、更高效,也更人性化。

正如皮布埃尔所说,这是一段充满挑战的旅程,但同样满怀希望。随着数据的不断积累和模型的持续完善,人工智能将在医学中扮演越来越重要的角色,而这一阿根廷团队的努力,正在推动肿瘤精准治疗走向新的高度。