一种用于检测肿瘤脱落并循环于患者血液中的DNA片段的人工智能技术，可帮助临床医生更快识别并确定胰腺癌疗法是否有效。
在胰腺癌治疗的两项大型临床试验患者血液样本中测试了名为ARTEMIS-DELFI的方法后，研究人员发现其可用于识别治疗反应。研究团队开发了ARTEMIS-DELFI和另一种名为WGMAF的突变研究方法，两者在治疗开始两个月后对治疗结果的预测能力均优于影像学或其他现有临床和分子标志物。然而，ARTEMIS-DELFI被确认为更优的检测方法，因其操作更简单且潜在适用范围更广。
该研究成果于5月21日发表于《科学进展》期刊，研究部分经费由美国国立卫生研究院资助。
癌症中心癌症遗传学与表观遗传学项目联合主任、资深研究作者Victor E. Velculescu医学博士与哲学博士解释，治疗胰腺癌患者时时间至关重要。许多患者在晚期确诊，此时癌症可能快速进展。
"随着越来越多针对胰腺癌的实验性疗法问世，为患者提供更多潜在治疗选择尤为重要，"Velculescu表示，"我们需要尽快了解疗法是否对患者有效。若无效，则需及时切换其他疗法。"
目前临床医生使用影像学工具监测癌症治疗反应和肿瘤进展。但这些工具产生的结果可能不及时，且对接受免疫疗法的患者准确性较低，使结果解读更复杂。研究中，Velculescu团队在胰腺癌免疫疗法II期CheckPAC试验中测试了两种替代性治疗反应监测方法。
一种名为WGMAF（肿瘤信息指导的血浆全基因组测序）的方法通过分析肿瘤活检组织DNA和血液样本中的游离DNA来检测治疗反应。另一种名为ARTEMIS-DELFI（不依赖肿瘤组织的全基因组cfDNA片段化分析和重复序列图谱）的方法则运用人工智能技术——机器学习，仅扫描患者血液样本中数百万个游离DNA片段。两种方法均能识别哪些患者从疗法中获益。但并非所有患者都有肿瘤样本，且许多患者肿瘤样本中癌细胞占比极低（样本中还包含正常胰腺细胞及其他细胞），这影响了WGMAF检测的准确性。
Velculescu指出ARTEMIS-DELFI方法适用患者范围更广且操作流程更简便。团队随后在名为PACTO的第二项临床试验中验证了ARTEMIS-DELFI作为治疗反应监测工具的有效性。该研究证实ARTEMIS-DELFI可在治疗开始后四周内识别出治疗应答者。
"'快速淘汰'的ARTEMIS-DELFI方法对胰腺癌尤其有价值，对初始疗法无应答的患者而言，快速更换治疗方案至关重要，"研究第一作者Carolyn Hruban表示（其在研究期间为约翰斯·霍普金斯大学研究生，现任职于丹娜-法伯癌症研究所博士后研究员），"该方法比使用肿瘤样本更简便、成本可能更低且适用性更广。"
团队下一步将开展前瞻性研究，验证ARTEMIS-DELFI提供的信息能否帮助临床医生更高效找到有效疗法并改善患者预后。类似方法也可用于监测其他癌症。今年早些时候，团队成员在《自然·通讯》发表研究，证明游离DNA片段化监测法的变体DELFI-TF有助于评估结肠癌治疗反应。
"我们的游离DNA片段化分析可实时评估患者治疗反应，有助于实现个体化诊疗并改善患者结局，"Velculescu强调。
其他合著者包括约翰斯·霍普金斯大学的Daniel C. Bruhm、Shashikant Koul、Akshaya V. Annapragada、Nicholas A. Vulpescu、Sarah Short、Kavya Boyapati、Alessandro Leal、Stephen Cristiano、Vilmos Adleff、Robert B. Scharpf、Zachariah H. Foda和Jillian Phallen；哥本哈根大学医院赫列夫-根托夫特分院及哥本哈根大学的Inna M. Chen、Susann Theile和Julia S. Johannsen；以及Delfi Diagnostics公司的Bahar Alipanahi和Zachary L. Skidmore。
本研究获得Miriam博士和Sheldon G. Adelson医学研究基金会、SU2C肺癌拦截梦想团队基金、抗癌行动-荷兰癌症协会国际转化癌症研究梦想团队基金、Gray基金会、Tina Brozman法官纪念基金会、联邦基金会、Cole基金会、Delfi Diagnostics研究基金及美国国立卫生研究院基金（CA121113,1T32GM136577, CA006973, CA233259, CA062924, CA271896）的支持。
Annapragada、Scharpf和Velculescu是约翰斯·霍普金斯大学提交的"癌症全基因组重复序列与游离DNA"专利发明人（美国专利申请号63/532,642）。Annapragada、Bruhm、Adleff、Foda、Phallen和Scharpf是该大学提交并授权给Delfi Diagnostics公司的相关技术专利申请发明人。Phallen、Adleff和Scharpf是Delfi Diagnostics公司创始人。Adleff和Scharpf担任公司顾问，Skidmore和Alipanahi为公司雇员。Velculescu作为公司创始人、董事会成员持有公司股份。约翰斯·霍普金斯大学亦持有公司股权。Velculescu是约翰斯·霍普金斯大学提交的癌症基因组分析和游离DNA相关专利发明人，这些专利已授权给Delfi Diagnostics、LabCorp、Qiagen、Sysmex、Agios、Genzyme、Esoterix、Ventana和ManaT Bio等实体，发明人及大学可获得专利使用费。相关利益关系由约翰斯·霍普金斯大学根据利益冲突政策统一管理。