機器學(xué)習(xí)模型使用臨床和基因組數(shù)據(jù)來預(yù)測免疫治療效果

克利夫蘭 -克利夫蘭診所的Timothy Chan 醫(yī)學(xué)博士和同事開發(fā)的一種新機器學(xué)習(xí)模型可以準(zhǔn)確預(yù)測免疫檢查點阻斷 (ICB)，一種不斷增長的免疫治療藥物，是否對診斷出患有多種癌癥的患者有效.

該預(yù)測工具評估多個患者特定的生物學(xué)和臨床因素，以預(yù)測對免疫檢查點抑制劑的反應(yīng)程度和生存結(jié)果。根據(jù)發(fā)表在《自然生物技術(shù)》上的研究結(jié)果，它明顯優(yōu)于迄今為止開發(fā)的單個生物標(biāo)志物或其他變量組合。

通過進一步驗證，該工具可以幫助腫瘤學(xué)家更好地識別最有可能從 ICB 中受益的患者。在治療前識別 ICB 無效的患者可以減少不必要的費用和潛在副作用的暴露。它還可能表明需要尋求替代治療策略，例如聯(lián)合治療。

“了解患者最適合哪種治療方式很重要，”克利夫蘭診所免疫治療和精準(zhǔn)免疫腫瘤學(xué)中心主任陳博士說。“我們的模型可以更全面地了解患者對免疫檢查點阻斷反應(yīng)的多樣性。這是第一個組裝如此大規(guī)模的臨床和基因組變量，這些變量對多種癌癥類型的免疫治療具有預(yù)測價值。”

這些最新發(fā)現(xiàn)建立在 Chan 博士早期工作的基礎(chǔ)上，他發(fā)現(xiàn)具有高腫瘤突變負(fù)荷和 DNA 修復(fù)缺陷的患者對免疫檢查點治療反應(yīng)良好。這些發(fā)現(xiàn)已通過臨床試驗驗證，并且 FDA 批準(zhǔn)了任何癌癥治療的第一個腫瘤類型不可知批準(zhǔn)。

免疫檢查點是特定免疫細(xì)胞 (T 細(xì)胞) 上的蛋白質(zhì)，當(dāng)它們被激活或“開啟”時，可防止免疫反應(yīng)過于強烈并破壞健康細(xì)胞。一些癌細(xì)胞能夠劫持檢查點信號以偽裝自己并避免成為患者免疫系統(tǒng)的目標(biāo)。檢查點抑制劑是一類免疫治療藥物，可防止癌細(xì)胞激活這些檢查點。

然而，ICB 并非對所有癌癥類型都有效。即使在對 ICB 有反應(yīng)的癌癥中，接受 ICB 治療的所有患者中有一半或更多沒有獲得臨床益處。先前的研究已經(jīng)確定了一些與 ICB 療效相關(guān)的生物標(biāo)志物和基因組特征，但沒有一個因素可以被視為治療結(jié)果的最佳預(yù)測因子。

在這項研究中，陳博士和他的同事使用一個數(shù)據(jù)集開發(fā)了他們的模型，該數(shù)據(jù)集包含來自近 1,500 名患有 16 種不同癌癥類型的患者的臨床、腫瘤和基因測序信息，這些患者接受了兩種不同類型的免疫檢查點抑制劑(特別是 PD-1/ PD-LI 抑制劑和 CTLA-4 阻斷)或兩者的組合。然后，他們應(yīng)用了一種算法，該算法結(jié)合了許多遺傳、分子、臨床和人口統(tǒng)計學(xué)變量，其中一些已被證明與 ICB 反應(yīng)相關(guān)。

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