科學也可以如此靠近

史丹福大學最新研究:當基因遇上影像,會碰撞出怎樣的火花?

11月
04
2017

2017年11月04日05時 今日科學 放射沙龍

放射沙龍

商務合作:2519330936@qq.com

fsslong2

影像學特徵和基因在癌症診斷中有什麼關係,看史丹福大學的這項最新研究。

影像基因組學研究是當前影像信息學的研究熱點。將分子標記物與圖像特徵結合能為影像篩查、診斷、預後分析提供更貼近病理的第一線臨床信息。

CT影像特徵與基於RNA的分子通路具有多種關聯性

史丹福大學醫學院生物信息實驗室聯合斯坦福放射科在非小細胞肺癌上開展了影像基因組學的深入研究。結果顯示CT影像特徵與基於RNA的分子通路具有多種關聯性。

該研究結合了基於CT的腫瘤語義特徵和RNA下一代測序數據,構建非小細胞肺癌(NSCLC)的影像基因組學生物標記(圖1),並建立了NSCLC的CT圖像表型與基於元基因的RNA標籤的影像組學關聯性信息。

影像基因組學的結果可以輔助對於肺癌的病理生理結構理解、分子通路信息在大分子層面表現方式,並可以回答如何使用影像特徵對分子特徵進行更好的描述等問題。另外,增加其他分子參數(例如DNA甲基化或DNA拷貝數),可以深化影像基因組學關聯,並進一步增加影像基因組學映射,從而挖掘出更多基於圖像的量化特徵指導臨床實踐 。

圖1 基於CT圖像與RNA生物信息的非小細胞肺癌影像基因組學研究

使用影像基因組學映射在分子層面無創性描述NSCLC具有可行性

該研究進行了RNA下一代測序分析並識別了10個由基因擴增分析得到的元基因(協同表達基因集合),這些元基因與CT定量圖像特徵之間存在32組重要的配對關聯。這些關聯表明了使用影像基因組學映射在分子層面無創性描述NSCLC具有可行性。

從已存在的五個公開數據集共1227例患者中進行進一步驗證表明,元基因集的生物信息具有共性。此外,在PRECOG公共數據集中,將元基因與臨床結果進行關聯分析後結果表明,元基因在獨立驗證的基因序列中表現出了有區分度的預後效用。

圖2:影像特徵與非小細胞肺癌基因信號通路的關聯

該研究發現元基因19與影像特徵的關聯可作為影像基因組學映射的典例(圖2)。元基因19低活性反映了NSCLC病灶EGF受體通路觸發,進而激活KRAS和PIK3CA基因,並導致癌細胞擴增。研究人員們還發現這些NSCLC病灶邊界光滑並呈現出CT特徵值較高的病灶。

這一例子表明圖像特徵可反映分子通路的不同激活方式,可無創性評價NSCLC病灶的分子活性,從而為非小細胞肺癌治療提供潛在的臨床決策方案。

另外,影像基因組學的映射關係可以推廣到目前臨床使用的或者新型藥物的治療反應評估。例如,通過影像基因組學映射,這些基因信息標籤可以映射到CT圖像特徵,繼而使非入侵性診斷評估成為可能。

未來,整合多尺度生物信息數據將進一步加深臨床醫生對肺癌病理的理解,並為基於影像的診斷提供更豐富的臨床決策支持。

中放會議重點推薦書籍

↓↓↓


延伸閱讀

金毛犬給2隻獵豹當奶媽,獵豹與4隻狗兄弟其樂融融

2017未來科學大獎「生命科學獎」得主施一公演講

「基因治療」大躍進帶來十年悲劇,我們能吸取教訓麼

四種其丑無比的動物,第二種像獅身人面獸!

吃伴侶的食物,其實是一種愛的表現哦


熱門內容

友善連結