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人工智能和人类一样擅长诊断疾病 最新研究显示，人工智能和医疗专业人士在基于医学成像的疾病诊断方面同样有效。一篇新文章研究了现有的证据，试图确定人工智能能否像医疗专业人士那样有效地诊断疾病。 英国伯明翰大学医院NHS基金会的Alastair Denniston教授领导的一个庞大的研究团队，第一次系统地比较了人工智能和医学专业人员对所有疾病的表现。Denniston教授和他的团队搜索了2012年1月1日至2019年6月6日发表的所有研究的几个医学数据库。研究小组在《柳叶刀数字健康》杂志上发表了他们的分析结果。 研究人员寻找了一些研究，将深度学习算法的诊断效率与医疗专业人员基于医学成像做出诊断的效率进行了比较。他们检查了上述研究报告的质量、临床价值和研究设计。当评估人工智能与医疗专业人员的诊断性能时，研究人员考察了两个结果:特异性和敏感性。“敏感性”定义了一个诊断工具在患有这种疾病的人身上得到阳性结果的概率。特异性是指诊断测试的准确性，它补充了敏感性测量。 Denniston教授解释说:“我们审阅了超过20,500篇文章，但其中只有不到1%的文章在设计和报告上足够稳健。此外，只有25项研究从外部验证了人工智能模型(使用来自不同人群的医学图像)，只有14项研究使用相同的测试样本比较了人工智能和健康专业人士的表现。在那几项高质量的研究中，我们发现深度学习确实可以像健康专家一样准确地检测出从癌症到眼疾等各种疾病。但值得注意的是，人工智能并没有明显优于人类诊断。” 研究者分析发现，87%的病例中，人工智能能够正确诊断疾病，而医疗专业人员的诊断正确率为86%。深度学习算法的特异性为93%，而人类为91%。 首先，大多数研究都是在不模拟常规临床实践的孤立环境下对人工智能和医疗专业人员的诊断准确性进行检验——例如，剥夺了医生进行诊断通常需要的额外临床信息。其次，研究人员说，大多数研究只比较数据集，而高质量的诊断性能研究需要在人身上进行这样的比较。 此外，作者说，所有的研究报告都很糟糕，分析没有考虑到数据集中缺失的信息。作者写道:“大多数(研究)没有报告是否有任何数据丢失，这一比例有多大，以及在分析中如何处理丢失的数据。” 其他限制包括术语不一致、没有为敏感性和特异性分析明确设置阈值，以及缺乏样本外验证。 该研究的第一作者刘晓轩博士（伯明翰大学）评论说:“希望使用新的、有可能挽救生命的诊断方法和迫切需要开发高质量的证据，以便在临床实践中造福患者和卫生系统之间存在着内在的紧张关系。我们工作的一个关键教训是，在人工智能领域——与医疗保健的任何其他领域一样——好的研究设计很重要。没有它，你可以很容易地引入偏见，扭曲你的结果。这些偏见可能会导致夸大人工智能工具的良好性能，而这些工具无法转化为现实世界。” 来自英国伦敦Moorfields眼科医院的Livia Faes博士补充道:“人工智能算法将如何改变患者结果的证据，需要来自与随机对照试验中替代诊断测试的比较。到目前为止，还没有任何这样的试验，利用人工智能算法做出的诊断决定来观察对患者真正重要的结果会发生什么，比如及时治疗、出院时间，甚至生存率。” 一种新的单次给药疗法可对抗多种癌症 不变的自然杀伤T细胞(iNKT)是一种强大的免疫细胞，能够对抗许多不同的“入侵者”，包括癌细胞。人体中这种细胞相对较少，限制了它们对抑制肿瘤生长的作用。然而，它们的效力使它们成为创新抗癌免疫疗法的理想候选药物。 加州大学洛杉矶分校(UCLA)的一组研究人员利用不同癌症的小鼠模型，测试了一种新的疗法，可以提高iNKT细胞的潜能。这项研究发表在最新一期的《细胞干细胞》杂志上。研究者声称：“真正令人兴奋的是，我们可以只进行一次这种治疗，它增加了iNKT细胞的数量，使之达到可以终生对抗癌症的水平” 在研究论文中，研究人员解释说，这些免疫细胞之所以特别，是因为它们与其他免疫细胞不同，它们“具有同时针对多种癌症的非凡能力”。通过回顾以往的临床研究，研究人员还发现，癌症患者体内的iNKT细胞水平越高，他们的寿命就越长。研究人员解释说:“它们是非常强大的细胞，但它们在人体血液中自然存在的数量非常少，通常无法产生治疗效果。” 通过最近的实验，研究人员想要创造一种疗法，可以刺激身体永久性地产生更多的iNKT细胞。可以说，该团队希望找到一种“单次给药”疗法。 为了做到这一点，科学家们通过基因工程将一种干细胞——骨髓造血干细胞——培育成iNKT细胞。他们将产生的细胞命名为HSC-iNKT。 然后，为了观察这些细胞是否像它们预期的那样工作，研究人员在小鼠身上测试了HSC-iNKT细胞，他们将人类骨髓和人类起源的癌症，包括多发性骨髓瘤(一种血癌)和黑色素瘤(实体瘤)，都转移到了小鼠身上。 研究小组发现实验是成功的:HSC-iNKT细胞能够分化并形成iNKT细胞，这一过程在啮齿动物的余生中一直持续着。不仅如此，他们治疗的小鼠也表现出对多发性骨髓瘤和黑色素瘤生长的有效抑制。 “这种方法的一个优点是，它是一次性的细胞治疗，可以为患者提供终生的iNKT细胞供应，”研究人员说。研究人员还指出，与对照组小鼠相比，接受HSC-iNKT治疗的小鼠中，iNKT细胞占总T细胞数的60%，这是一个显著的提高。 研究人员表示，他们可以通过调整HSC-iNKT细胞编程来控制小鼠产生多少iNKT细胞。 尽管这种治疗目前还处于临床前研究阶段，而且目前还不清楚这种治疗方法是否对人类也同样有效，但加州大学洛杉矶分校的研究人员相信，由于将干细胞移植到人类骨髓的程序已经到位，而且医生们正在将其用于其他治疗干预，所以这项研究的前景是光明的。 生物钟影响免疫系统的工作 昼夜节律，人们通常称之为“生物钟”，是人体根据昼夜循环等自然节律自动调整生理机制的手段，如饥饿和睡眠需求。生物钟还调节其他“自我驱动”机制，包括呼吸、心跳和体温。研究人员已经知道，昼夜节律影响着我们内在机制的许多不同方面。然而，他们还不知道这些“时钟”在多大程度上决定了我们的幸福感。 所有哺乳动物都有昼夜节律。因此，来自道格拉斯心理健康大学研究所和加拿大蒙特利尔大学的一组研究人员对老鼠进行了研究，以确定生物钟是否能影响免疫反应的工作。通过他们的研究，科学家们发现身体用来抵抗感染和癌症的CD8 T免疫细胞在一天的不同时间以不同程度的效率工作。研究小组在《美国国家科学院院刊》上发表了这些发现。 研究人员对两组老鼠进行了研究。他们通过关闭调节昼夜节律的特定基因来改造第一组，并让第二组的基因自然活跃。研究小组给这两组啮齿动物注射了一种疫苗，以触发免疫反应。 “使用小鼠疫苗模型，我们观察到，接种疫苗后，CD8 T细胞的反应强度随着一天的时间而变化，”该研究的作者之一Nicolas Cermakian教授说。“相反，在CD8 T细胞缺乏时钟基因的小鼠中，这种昼夜节律被消除，白天对疫苗的反应减弱，”塞尔马基安教授继续说。 早期的研究已经暗示，一天的时间可能会影响免疫细胞的增殖，包括T细胞。然而，目前还不清楚这是否来自昼夜节律干扰。通过对基因工程小鼠和普通小鼠的研究，研究人员能够确定生物钟确实在调节免疫反应的有效性方面发挥了作用。然而，这种情况发生的途径仍然是个谜。 “我们的研究表明，T细胞更容易在一天的特定时间被激活。确定生物钟调节T细胞反应的机制，将有助于我们更好地理解调节最佳T细胞反应的过程。” “这些知识将有助于改进疫苗接种策略和癌症免疫治疗，”Labrecque教授指出。 研究人员在他们的论文中写道，这项研究及其后续研究可能会让科学家开发出一种疫苗接种方法，这种方法将考虑每天的时间，以最大限度地提高疫苗的效力。 科学出版社赛医学（sci_med） 科学出版社医药卫生分社订阅号 |
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