数学方程预测和检测肝癌

通过将RNA测序、生物信息学和数学模型相结合，加州大学圣地亚哥医学院和摩尔斯癌症中心的研究人员发现了一个突变转录组开关，该开关会使健康的肝脏组织癌变。该发现被用于开发一种定量分析工具，用于评估慢性肝病患者的癌症风险，并预测肝癌患者的肿瘤分期和预后。

在2019年12月16日在线版美国国家科学院院刊(PNAS)， Gen-Sheng Feng博士，加州大学圣地亚哥分校生物科学部病理和分子生物学部教授，和他的团队描述了一种从健康到肿瘤的转变的致瘤指数评分恶性肿瘤细胞。

“因为我们没有有效的药物来治疗肝该论文的资深作者冯教授说:“在癌症晚期，当肿瘤小于10毫米时，早期发现肝癌，可以让肿瘤学家更好地治疗、通过手术移除和杀死癌细胞。”“这是第一次，我们有了一个数学方程，可以预测健康肝细胞何时癌变。重要的是，我们能够在标准临床环境中肿瘤可见之前检测出癌细胞。”

新的分析工具集中于转录因子簇的分析。转录因子是一种蛋白质，它与特定的DNA序列结合，从而指导细胞中哪些基因应该被开启或关闭。通过定量测量变化转录因子与下游靶基因作为一个单位(转录因子簇)一起，研究小组询问了在不同形式的肝癌和慢性肝病(如脂肪变性、纤维化和肝硬化)的小鼠模型的癌前和癌症阶段收集的rna测序数据。

分析发现有61个转录因子群在患有癌症的小鼠中表达上调或下调，甚至还发现了以前在肝癌中没有报道过的转录因子。

王高伟博士，一位计算生物学家和冯博士实验室的博士后研究员，帮助设计了一个肝脏细胞转录组的全面分析——细胞中RNA序列的全部集合。这使得研究小组能够比较健康肝脏和慢性肝病患者在不同阶段的转录因子簇的表达，以确定何时出现细胞在老鼠身上变成了癌细胞。

在利用小鼠数据建立数学模型后，研究人员将分析工具应用于公共数据库，重新分析人类患者数据，并能够确定哪些人患有癌症，哪些人患有慢性肝病。在患有肝硬化的患者中，他们有很高的癌症风险，他们可以看到一个阳性的肿瘤指数评分，在一些病例中，肿瘤结节还没有在临床中发现。

“这种数学方法可以发展为风险评估和肝癌发展的早期诊断工具，适用于更多的肝癌患者慢性肝病尤其是那些患有肝硬化的人。”“对高风险个体的分析可能在精准医疗中有重要应用。而且，随着进一步的发展和优化，这个工具可能会被修改，以预测其他癌症的发展。”

根据美国癌症协会(American Cancer Society)的数据，全球每年确诊的肝癌新病例超过70万例，死亡病例达60万例，使其成为全球癌症死亡的主要原因之一。2019年，估计有4.2万例肝脏新病例癌症仅仅在美国就有31000人死亡。

在临床应用之前还需要进一步的测试。下一步是分析肝脏活检，最终目的是使用血液样本来预测风险和阶段肝癌冯说。

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