新方法可檢測(cè)血液中的罕見癌細(xì)胞

腫瘤的次發(fā)性生長(zhǎng)，即在轉(zhuǎn)移后的部位生長(zhǎng)，是導(dǎo)致大多數(shù)癌癥惡化以及患者死亡的原因。

因此，循環(huán)腫瘤細(xì)胞或CTC的檢測(cè)對(duì)于嚴(yán)重疾病的早期預(yù)后以及監(jiān)測(cè)治療效果非常重要。當(dāng)前，只有一種獲得美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局（FDA）批準(zhǔn)的CTC檢測(cè)方法CellSearch，該方法可用于診斷乳腺癌，結(jié)直腸癌和前列腺癌。

Lehigh大學(xué)，Lehigh Valley癌癥研究所和賓夕法尼亞州立大學(xué)之間的一項(xiàng)最新研究得出的結(jié)果證明了檢測(cè)循環(huán)腫瘤細(xì)胞的新方法的潛力。與現(xiàn)有的，依靠昂貴且費(fèi)時(shí)的熒光標(biāo)記抗體不同，該技術(shù)使用了一種功能強(qiáng)大的無標(biāo)記檢測(cè)方法。

該技術(shù)由Lehigh大學(xué)生物工程學(xué)系和機(jī)械工程與力學(xué)系的Yaling Liu教授與賓夕法尼亞州立大學(xué)信息科學(xué)與技術(shù)學(xué)院的Xiaolei Huang教授合作開發(fā)，該技術(shù)將機(jī)器學(xué)習(xí)算法應(yīng)用于包含白細(xì)胞和四氯化碳的患者血液樣本中檢測(cè)到的細(xì)胞的現(xiàn)場(chǎng)顯微鏡圖像。

在Lehigh Valley癌癥研究所主任醫(yī)師Suresh G. Nair醫(yī)師的照護(hù)下，從Lehigh Valley醫(yī)院-Cedar Crest接受治療第4期腎癌或腎癌的參與患者中抽取血液樣本。該模型具有很高的準(zhǔn)確率：患者血液的總準(zhǔn)確度為88.6％，培養(yǎng)細(xì)胞的總準(zhǔn)確度為97％。相關(guān)結(jié)果發(fā)表在最近的《Scientific Reports》雜志上。

Nair博士說，Liu的創(chuàng)新技術(shù)可分離一管血液中的稀有循環(huán)癌細(xì)胞。他說，該方法需要極少的數(shù)據(jù)預(yù)處理，并且僅僅依靠簡(jiǎn)單的實(shí)驗(yàn)設(shè)置。為了獲得結(jié)果，該團(tuán)隊(duì)對(duì)全血樣本進(jìn)行了預(yù)處理，捕獲了細(xì)胞的明場(chǎng)和熒光圖像。他們使用裁剪的單細(xì)胞在明場(chǎng)圖像中訓(xùn)練了深度學(xué)習(xí)模型，并將相應(yīng)的熒光圖像用作標(biāo)簽。他們還以培養(yǎng)的細(xì)胞系作為對(duì)照，對(duì)模型進(jìn)行了訓(xùn)練和測(cè)試。然后，該小組進(jìn)行了實(shí)地測(cè)試，并總結(jié)了經(jīng)過訓(xùn)練的模型的統(tǒng)計(jì)結(jié)果。

“我們調(diào)整了模型的細(xì)節(jié)，以達(dá)到更好的結(jié)果，直到結(jié)果達(dá)到最新水平為止?！?Liu說。

他們基本上進(jìn)行了兩個(gè)實(shí)驗(yàn)：一個(gè)是對(duì)白細(xì)胞和培養(yǎng)的癌細(xì)胞系進(jìn)行操作的比較組，另一個(gè)是對(duì)白細(xì)胞和患者CTC進(jìn)行操作的對(duì)照組。他們期望使用比較組的**組實(shí)驗(yàn)?zāi)軌蛘９ぷ?，因?yàn)榕囵B(yǎng)的細(xì)胞有大量的訓(xùn)練數(shù)據(jù)集。他們使用了1745個(gè)單細(xì)胞圖像，總體準(zhǔn)確率為97.5％。