日本利用人工智慧通過尿檢精準無創診斷大腸癌

多數大腸癌是由大腸息肉惡變產生的，通過腸鏡切除息肉或早期腫瘤，是可以達到根治效果的，早發現早治療極為重要。儘管總體上該病症術後較好，但癌細胞向肝臟轉移的情況也很多。而檢查血液蛋白標誌物CEA（癌症胚胎抗原)，或其它腫瘤抗原等，其敏感度、特異性及精確度都有限。檢查大便潛血是目前提高大腸息肉和癌症早期發現的唯一途徑。所以，建立一種簡便、低費用的大腸癌診斷法是當務之急。

該團隊長期潛心專攻代謝物組學，對人體內數百類代謝物進行全面測定，以圖通過對代謝物的檢測來診斷癌症。在本項研究中，課題組收集了242名大腸癌患者及非癌人群的尿液，利用液體色譜品質分析裝置對尿液中離子性強的代謝物進行了測定。結果發現，相比健康人及大腸息肉患者，大腸癌患者的尿液中含有較高濃度的聚氨類化合物。

人們知道大腸癌的發生是由於若乾基因發生了變異，這些變異會促使代謝物鳥氨酸（ornithine）轉變為腐胺（Putrescine），腐胺又進一步代謝成10多種各色各樣的聚氨類化合物。其中，尤其被稱作diacetylspermine的癌症標誌物「N1、N12」化合物從癌細胞進入血液，並且以較高的濃度存在於尿液中。然而，單靠這一項指標還不能對是否是癌症進行確診。

課題組在採集尿液時，首先連續3天早中晚對每個人進行多次採集，從而消減了不同時段代謝物的濃度差。其次，在非癌對照組中，不僅有健康人，還有息肉患者，這有助於提高診斷的特異性。他們成功觀測了每人尿液中各種聚氨類化合物分子的濃度，從而形成它們的濃度圖譜，然後再將這些圖譜交由人工智慧（AI）進行學習，最後實現了對大腸癌患者的高精度識別。