全球最大结直肠癌多组学研究：如何让疾病分类

 
全球最大结直肠癌多组学研究：如何让疾病分类更准确  
 

 

·“在AI多组学模型建立的过程中通过深度学习可以判断出一个符合预期的结果，但这个结果具体是由什么机制推导出来的AI并不能给出特别具体的答案，也就是所谓的‘黑箱’，如果没有科学性的预测依据，可能结果不能完全令人信服。”

准确的疾病分类能够帮助医生对病人的病情、治疗手段以及预后（即预估治疗结果）进行快速和有效的判断。疾病分类的基础是致病机制，而在以前，分类往往是通过症状、病灶形态等表面现象进行的。现在，随着组学技术的发展，科学家能够深入基因，追本溯源，对疾病进行更为精准的分类，为诊疗作出贡献。

近日，一项研究通过全球最大规模的结直肠癌多组学数据分析，发现了多个与该疾病相关的关键基因，并在此基础上重构了结直肠癌类型学。该研究于2024年8月7日发表在《自然》（Nature）杂志上，作者是来自瑞典乌普萨拉大学、华大生命科学研究院以及华大基因智慧医学研究院的Tobias Sj?blom、林从、李甫强等多名研究者组成的团队。

结直肠癌发病率居所有癌症第三位，约20%的患者在确诊时已经发生转移，死亡率高居各类癌症第二位。该研究对瑞典知名癌症样本数据库U-CAN队列中的1063例结直肠癌样本进行全基因组和转录组测序分析，发现了一系列与癌症不同阶段相关的驱动基因，并识别了关键预后因子。

基于肿瘤基因表达差异，研究者们将结直肠癌预后分为了包含5个预后亚型的类型系统CRPS（CRC Prognostic Subtypes，结直肠癌预后分型）。与经典的结直肠癌分型CMS（Consensus Molecular Subtypes，共识分子分型）相比，该分类能够更加准确地预测预后。

通过对多组学数据的分析，研究团队对经典结直肠癌分类CMS（图片右侧）进行重构。新分型系统CRPS（图片左侧）对预后反应的预测效果更好。图片来源：《自然》杂志

  ?

基因与癌症是什么关系？什么是多组学数据？基因组与转录组有什么区别？AI能够帮助我们更好地对疾病进行分类吗？为了回答这些问题，澎湃科技采访了该研究共同通讯作者、华大基因智惠医学研究院专项科学家林从。

【对话】

基因：癌症的“密码”

澎湃科技：能否请你介绍一下结直肠癌的特点？该研究为什么选择这种癌症？

林从（论文共同通讯作者、华大基因智惠医学研究院专项科学家）：结直肠癌是全球第三大高发癌症，每年新增病例数约190万例，死亡人数接近90万，严重威胁人们的身体健康。尤其在发达国家，发病率和死亡率都较高。近年来，随着生活方式和饮食习惯的改变，许多发展中国家的发病率也在上升。

结直肠癌的病程相对缓慢，但发病隐匿，虽然有筛查和早期干预的机会但发现率有待提高。同时，结直肠癌的发生涉及遗传和环境等多种因素，肿瘤具有很高的异质性，大规模的研究可以帮助优化筛查方法，改善早期发现率，并帮助理解癌症发生的机制，在临床上也有助于研究新型治疗方案、标志物或药物靶点，可以改善患者生存率。

本研究使用的UCAN队列，是Uppsala University联合Ume? University、Stockholm university、Kungliga Tekniska H?gskolan (KTH) 等研究团队于2010年启动建设的，截至2023年底，已经采集了27,476名癌症患者的样本、影像及临床数据，该队列对患者每年定期随访，近20%的患者随访超过10年，75%以上的患者随访超过5年。其中结直肠癌患者占比很高，为大规模研究提供了很好的基础。

澎湃科技：基因与癌症的关系是怎样的？前者决定后者的产生和发展吗？在很多人眼中，基因是先天决定的，因此癌症的风险也是先天决定的吗？

林从：基因与癌症的关系非常密切，癌症的产生发展通常涉及基因的突变、异常表达或调控失常。虽然基因确实在癌症风险中起到重要作用，但不是所有癌症的风险都是先天决定的。大多数癌症（约90-95%）与后天环境因素和生活方式密切相关（如吸烟、辐射暴露、饮食、运动不足、肥胖等），这些因素可能引发基因突变，从而导致癌症。