生物评论周报111期:Nature:人工智能实现对乳腺癌的筛查

 

1、Nature:人工智能实现对乳腺癌的筛查

 

近日,来自谷歌健康Shravya Shetty、Daniel Tse、Scott Mayer McKinney等研究人员在nature上发表题为“International evaluation of an AI system for breast cancer screening”的研究结果,建立了能够对乳腺癌进行筛查的人工智能系统。

 

人工智能实现对乳腺癌的筛查

Fig.1| Development of an AI system to detect cancer in screening mammograms.

 

研究人员提出了一种人工智能(AI)系统,该系统能够在乳腺癌预测方面超越人类专家。为了评估其在临床环境中的性能,研究人员选择了来自英国的大型代表性数据集和来自美国的大型丰富数据集。研究人员发现假阳性绝对值降低了5.7%和1.2%(美国和英国),假阴性绝对值降低了9.4%和2.7%。研究人员提供了可将该系统从英国推广到美国的证据。在对六位放射科医生的独立研究中,人工智能系统的表现优于所有人类专家:人工智能系统在接收器工作特性曲线下的面积(AUC-ROC)比一般放射线医师的AUC-ROC绝对幅度大了11.5%。研究人员进行了模拟,其中AI系统参与了在英国使用的双重判断过程,结果发现AI系统保持了不逊色的性能并将第二重判断的工作量减少了88%。AI系统的强大评估为临床试验铺平了道路,从而可提高乳腺癌筛查的准确性和效率。

 

据了解,乳腺钼靶筛查的目的是在疾病较早的阶段识别乳腺癌,从而更成功地进行治疗。尽管全世界都存在筛查程序,但乳房X光照片的判断存在较高的假阳性和假阴性。

 

(评论:女性的福音呀,这也太便利了,可见未来人工智能的重要性。)

 

文章来源:

Scott Mayer McKinney et al, International evaluation of an AI system for breast cancer screening. DOI: 10.1038/s41586-019-1799-6、Nature,最新IF:43.07

 

2、Nature:静脉注射卡介苗(BCG)可在猕猴中预防结核病

 

近日,来自美国国立卫生研究院Robert A. Seder及其团队在nature上发表了题为“Prevention of tuberculosis in macaques after intravenous BCG immunization.”的研究成功,研究人员发现静脉注射卡介苗(BCG)可在猕猴中预防结核病。

 

静脉注射卡介苗

Fig. 2: Protection against Mtb infection after IV BCG immunization

 

研究人员发现,静脉注射BCG可以显著改变非人类灵长类动物(猕猴)中结核分枝杆菌(Mtb)的感染结果。与皮内或气雾剂递送相比,静脉内免疫在血液、脾脏、支气管肺泡灌洗和肺淋巴结中诱导了更多的抗原反应性CD4和CD8 T细胞反应。此外,静脉免疫在所有肺实质组织中诱导了高频率的抗原反应性T细胞。卡介苗接种六个月后,猕猴接受了有毒的Mtb感染。值得注意的是,接受了BCG静脉注射的十只猕猴中有九只受到了高度保护,并且六只猕猴显示出没有可检测的感染水平,这由正电子发射断层扫描-计算机断层摄影成像、分枝杆菌生长、病理学和肉芽肿的形成判断所确定。静脉BCG可预防或大大限制了高度易感恒河猴的Mtb感染,这一发现对疫苗的递送和临床开发具有重要意义,并为定义免疫相关性和疫苗引发的抗结核保护机制提供了模型。

 

研究人员表示,Mtb是全世界感染死亡的主要原因。唯一可用的疫苗BCG皮内注射,对肺结核(死亡率和疾病传播的主要原因)具有不确定的疗效。

 

(评论:为了解结核感染和针对疾病的疫苗保护机​​制提供了新的认识)

 

文章来源:

Patricia A. Darrah et al, Prevention of tuberculosis in macaques after intravenous BCG immunization. DOI: 10.1038/s41586-019-1817-8. Nature、最新IF:43.07

 

3、Nature:男性女性对体液免疫应答的差异性机制

 

近日,来自清华大学祁海团队在nature上发表了题为“A GPR174–CCL21 module imparts sexual dimorphism to humoral immunity”的研究论文,研究组发现GPR174-CCL21模块影响体液免疫应答的两性差异。

 

体液免疫

fig. 3 | GPR174 regulates B-cell positioning and suppresses germinal-centre formation in male, but not female, mice

 

研究人员表明,在雄性和雌性小鼠中产生生发中心的B细胞之间存在内在差异。研究人员发现,抗原激活的雄性B细胞不能像雌性B细胞那样有效地将自己定位在次生淋巴器官的滤泡中心(这是生发中心发育的地方)。此外,GPR174是一种X染色体编码的G蛋白偶联受体,可抑制雄性小鼠(而非雌性小鼠)生发中心的形成。这种效应是B细胞所固有的,并且与GPR174增强的B细胞朝向滤泡的T细胞-B细胞边界的位置相关,此外与雄性而非雌性B细胞从S1PR2驱动的滤泡中心定位中分散开来有关。

 

以GPR174依赖性方式诱导B细胞迁移的条件培养基的生化分离可确定CCL21为GPR174配体。响应CCL21,GPR174触发钙流并优先诱导雄性B细胞迁移。与雌性B细胞相比,雄性中GPR174还与更多的Gαi蛋白相关。摘除睾丸的小鼠的雄性B细胞表现出受损的GPR174介导的向CCL21的迁移,而睾丸激素治疗可以挽救这一缺陷。睾丸激素处理过小鼠的雌性B细胞表现出类似雄性的GPR174–Gαi缔合和GPR174介导的迁移。从雄性B细胞中删除GPR174导致更有效地定位于滤泡中心,形成更多的生发中心,并增加了对B细胞依赖性实验性自身免疫性脑脊髓炎的敏感性。

 

通过鉴定GPR174作为CCL21的受体,并证明了其对B细胞定位和参与生发中心的性别依赖性控制,研究人员揭示了一种机制,即通过该机制来微调B细胞生理,以赋予体液免疫性别二态性。

 

据悉,男性对免疫和感染的体液免疫反应以及对抗体介导的自身免疫的敏感性较低。但是,这种性别二态性的潜在机制尚未得到很好的理解。

 

(评论:女性免疫力强也是有原因的。)

 

文章来源:

Ruozhu Zhao, Xin Chen et al, A GPR174–CCL21 module imparts sexual dimorphism to humoral immunity. DOI: 10.1038/s41586-019-1873-0. Nature, 最新IF:43.0

 

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