癌癥患者的數(shù)字雙胞胎可能是預(yù)測(cè)性腫瘤學(xué)的范式轉(zhuǎn)變

一個(gè)包括勞倫斯利弗莫爾國(guó)家實(shí)驗(yàn)室 (LLNL) 貢獻(xiàn)者在內(nèi)的多機(jī)構(gòu)團(tuán)隊(duì)提出了一個(gè)癌癥患者數(shù)字孿生模型框架，研究人員稱該框架將為預(yù)測(cè)性腫瘤學(xué)創(chuàng)造“范式轉(zhuǎn)變”。

11 月 25 日在線發(fā)表在Nature Medicine上的癌癥患者數(shù)字孿生 (CPDT) 框架——使用實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)對(duì)癌癥患者的虛擬表示——將結(jié)合高性能計(jì)算建模和模擬、模型推理和臨床數(shù)據(jù)進(jìn)行治療癌癥患者的預(yù)測(cè)和個(gè)性化醫(yī)療保健決策。作者總結(jié)說，當(dāng)完全實(shí)現(xiàn)時(shí)，CDPT 將反映患者隨著時(shí)間推移和不同治療方法的演變而變化的分子、生理和生活方式特征，并通過增加最佳護(hù)理的可能性幫助“開創(chuàng)醫(yī)學(xué)新時(shí)代”。

“在高性能計(jì)算和腫瘤學(xué)日益融合的過程中，CPDT 是一個(gè)巨大的挑戰(zhàn)問題，”貢獻(xiàn)者 Amy Gryshuk 說，他是 LLNL 戰(zhàn)略科學(xué)參與辦公室的負(fù)責(zé)人。“它們?cè)谕七M(jìn)預(yù)測(cè)醫(yī)學(xué)方面具有巨大潛力，但為了實(shí)現(xiàn)這一承諾，我們需要整合多尺度和多模態(tài)數(shù)據(jù)，然后大規(guī)模構(gòu)建和測(cè)試動(dòng)態(tài)模型。”

CDPT 概念源于能源部實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家癌癥研究所 (NCI)、學(xué)術(shù)界和工業(yè)界之間的合作，他們于 2019 年成立了展望癌癥挑戰(zhàn)的計(jì)算創(chuàng)新 (ECCIC) 社區(qū)。 LLNL 主辦了第一次 ECCIC 會(huì)議——共同由 Gryshuk 組織——它調(diào)查了先進(jìn)計(jì)算和癌癥研究的十字路口并產(chǎn)生了這個(gè)想法。

在提議的框架下，研究人員將根據(jù)個(gè)人級(jí)別的患者數(shù)據(jù)以及臨床試驗(yàn)和人群研究創(chuàng)建一個(gè)多尺度和多模式數(shù)據(jù)集，以訓(xùn)練機(jī)械和人工智能 (AI) 模型。它將解決從分子水平到人口水平跨時(shí)間尺度的變化，隨著患者疾病狀態(tài)的發(fā)展，數(shù)字雙胞胎將結(jié)合實(shí)時(shí)觀察數(shù)據(jù)來預(yù)測(cè)未來狀態(tài)。

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