人類疾病隨著人工智能的發(fā)展得到了一定的改善，在人類疾病的治療中，科學(xué)家利用人工智能得到極大的突破。
【1】Nat Med：開發(fā)出新型AI診斷工具 不需要進行檢測就能預(yù)測COVID-19的感染風(fēng)險
doi：10.1038/s41591-020-0916-2
近日，一項刊登在國際雜志Nature Medicine上的研究報告中，來自倫敦大學(xué)國王學(xué)院等機構(gòu)的科學(xué)家們通過研究開發(fā)了一種人工智能診斷技術(shù)，其能根據(jù)機體癥狀來幫助預(yù)測個體患COVID-19的可能性。這種AI模型能利用來自COVID癥狀研究app中的數(shù)據(jù)，通過對比個體的癥狀和傳統(tǒng)COVID檢測的結(jié)果來預(yù)測一個人患COVID-19的風(fēng)險，這就能幫助檢測受限的確的人群進行COVID-19的篩查，目前在英國和美國的兩項臨床試驗即將開始。
全球有超過330萬人下載了該app，并且利用其來記錄自身每天的健康狀態(tài)，比如其是否感覺良好或有什么新的疾病癥狀，比如持續(xù)咳嗽、發(fā)燒、疲勞及味覺喪失等。文章中，研究人員對定期在app中記錄自身健康狀況、來自英國和美國250萬人的數(shù)據(jù)進行分析，其中約有三分之一的人群記錄了與COVID-19相關(guān)的癥狀，有18374名個體表示曾經(jīng)接受過冠狀病毒的檢測，有7178人為陽性結(jié)果。
【2】Cell：AI從超1億個分子中預(yù)測強力抗生素，殺傷超級耐藥細菌
doi：10.1016/j.cell.2020.01.021
一項開創(chuàng)性的機器學(xué)習(xí)方法已經(jīng)從1億多個分子中識別出了強大的新型抗生素，包括一種可以對付多種細菌的分子--包括肺結(jié)核和被認為無法治愈的菌株。研究人員表示，這種名為halicin的抗生素是第一個被人工智能發(fā)現(xiàn)的抗生素。盡管人工智能以前曾被用于協(xié)助抗生素發(fā)現(xiàn)過程的某些部分，但他們表示，這是人工智能首次在不使用任何人類假設(shè)的情況下，從零開始識別出全新種類的抗生素。這項研究由劍橋麻省理工學(xué)院的合成生物學(xué)家Jim Collins領(lǐng)導(dǎo)，發(fā)表在Cell雜志上。
研究者Jacob Durrant表示，這項研究意義非凡。目前研究小組不僅確定了候選分子，還在動物實驗中驗證了有希望的分子。更重要的是，這種方法也可以應(yīng)用于其他類型的藥物，如用于治療癌癥或神經(jīng)退行性疾病的藥物。細菌對抗生素的耐藥性在全球范圍內(nèi)急劇上升，研究人員預(yù)測，除非緊急開發(fā)新的藥物，否則到2050年，耐藥感染每年可能導(dǎo)致1000萬人死亡。但在過去的幾十年里，新抗生素的發(fā)現(xiàn)和監(jiān)管審批都有所放緩。"人們不斷地發(fā)現(xiàn)同樣的分子，我們需要新的化學(xué)反應(yīng)和新的作用機制。
【3】Nat Biomed Engine：科學(xué)家有望利用人工智能技術(shù)來預(yù)測人群患心血管疾病的風(fēng)險
doi：10.1038/s41551-020-00626-4
近日，一項刊登在國際雜志Nature Biomedical Engineering上的研究報告中，來自新加坡全國眼科中心等機構(gòu)的科學(xué)家們通過研究開發(fā)了一種新方法利用人工智能技術(shù)來預(yù)測個體患心血管疾病的風(fēng)險，文章中，研究者描述了如何利用視網(wǎng)膜血管掃描作為深度學(xué)習(xí)系統(tǒng)的數(shù)據(jù)源，從而教會該系統(tǒng)如何識別人群患心血管疾病的跡象。
100多年來，臨床醫(yī)生一直會觀察病人的眼睛來尋找其視網(wǎng)膜血管的變化，這些變化能夠反映個體在一段時間內(nèi)遭受高血壓所帶來的影響，而諸如這種影響或許是心血管疾病即將發(fā)生的征兆，而隨著時間推移，醫(yī)學(xué)科學(xué)家們就開發(fā)出了特殊儀器來幫助眼科大夫更好地觀察眼睛中最容易受到高血壓影響損傷的部分，并能將其作為診斷高血壓患者的一個關(guān)鍵部分，但諸如此類工具仍然需要醫(yī)療專業(yè)技術(shù)人員對患者的診斷做出最后的決定，這項最新研究中，研究人員就能夠教會人工智能系統(tǒng)識別人群機體出現(xiàn)的相同類型的癥狀，其并不需要人類人為地干預(yù)。
【4】GigaScience：在全球首次開發(fā)基于人工智能技術(shù)的VariantSpark平臺 能對一萬億個基因組數(shù)據(jù)進行分析并找出多種致病基因
doi：10.1093/gigascience/giaa077
日前，一篇發(fā)表在國際雜志GigaScience上的研究報告中，來自澳大利亞聯(lián)邦科學(xué)與工業(yè)研究組織(CSIRO)等機構(gòu)的科學(xué)家們在世界上首次通過利用基于人工智能技術(shù)的VariantSpark平臺來處理一萬億個基因組數(shù)據(jù)，該平臺還能幫助鎖定人類基因組中特定疾病致病基因的具體位點。
人類基因組是一個完整的DNA集合，其包含超過30億個DNA堿基對，研究者表示，通過分析大規(guī)模的基因組數(shù)據(jù)庫，人工智能(AI)要比傳統(tǒng)方法在更短的時間內(nèi)對多種復(fù)雜疾病進行更加深入地分析，VariantSpark平臺能分析諸如疾病和易感性等特性，從而揭示誘發(fā)疾病的具體基因;這或許就能在分子水平上提供關(guān)于疾病發(fā)病機制的重要信息，以便后期開發(fā)新型靶向性療法，VariantSpark平臺目前已經(jīng)被用來識別與心血管疾病、運動神經(jīng)元疾病、癡呆癥及阿爾茲海默病相關(guān)的致病基因了。
【5】Hypertension：科學(xué)家有望利用人工智能技術(shù)篩選患心血管疾病的高風(fēng)險人群
doi：10.1161/hyp.76.suppl_1.MP10
如今越來越多的研究證據(jù)表明，生活在機體消化道中的細菌會對機體心血管健康產(chǎn)生深遠的影響效應(yīng);近日，一項刊登在國際雜志Hypertension上的研究報告中，來自托雷多大學(xué)等機構(gòu)的科學(xué)家們通過研究表示，如今我們或許就不需要進行專門的檢測，而是利用這些微生物就能幫助診斷心臟和血管疾病。
研究者Bina Joe說道，目前我們非常清楚個體機體腸道菌群與其患諸如高血壓和心力衰竭等多種疾病之間的關(guān)聯(lián)，盡管我們并不是完全清楚其中涉及的所有的機制;利用人工智能技術(shù)，研究者就能開發(fā)出一種新型的機器學(xué)習(xí)模型，其能簡單地利用糞便中的細菌特性來對人群的心血管疾病進行篩查。文章中，研究人員利用計算機算法對來自大約1000名個體的糞便樣本中的細菌組成進行了分析，其中有大約一半人群被診斷為某些形式的心血管疾病，而另一半人群則報告并未患上心血管疾病。
【6】Nature解讀!新型人工智能技術(shù)如何揭開病毒控制細胞內(nèi)部改變的奧秘!
doi：10.1038/s41586-020-2714-x
日前，一項刊登在國際雜志Nature上題為“Cytoplasmic control of intranuclear polarity by human cytomegalovirus”的研究報告中，來自美國西北大學(xué)等機構(gòu)的科學(xué)家們通過研究開發(fā)了一種新型的AI技術(shù)(人工智能技術(shù))，其或能幫助識別病毒如何控制細胞內(nèi)的變化。研究者指出，病毒可以控制細胞核內(nèi)的結(jié)構(gòu)和遺傳極性，這一研究結(jié)果強調(diào)了感染過程中基因組組織的重要性，以及AI技術(shù)到底能在多大程度上幫助科學(xué)家們識別復(fù)雜的細胞內(nèi)改變。
病毒能以多種方式控制細胞，從存在于細胞核中能直接控制基因表達的病毒蛋白，到能在細胞表面或細胞質(zhì)中發(fā)揮作用能控制細胞信號網(wǎng)絡(luò)的蛋白等，研究者表示，在各種情況下(包括在病毒感染期間)，細胞核如何以及為何會移動并重組，或許還是后期需要進行深入研究的一個問題。研究任何細胞內(nèi)過程的一個核心問題就是，在細胞培養(yǎng)物中的每個單一細胞發(fā)生的事件到底有多大的異質(zhì)性，在感染過程中我們可以有一些未發(fā)生感染的細胞，其中一些感染失敗，而在那些被感染的細胞中，每個細胞都處于不同的感染階段，這在實驗上或許很難控制或者同步化。
【7】Nat Rev Neurol：人工智能技術(shù)或有望加速并改善阿爾茲海默病的診斷
doi：10.1038/s41582-020-0377-8
近日，一項刊登在國際雜志Nature Reviews Neurology上的研究報告中，來自謝菲爾德大學(xué)等機構(gòu)的科學(xué)家們通過研究表示，利用人工智能(AI)或能幫助快速診斷阿爾茲海默病并改善患者的預(yù)后;文章中，研究人員分析了在醫(yī)療領(lǐng)域中如何使用AI來幫助改善常見神經(jīng)變性疾病給英國國民健康保險制度(NHS)所帶來的時間和經(jīng)濟的影響，比如阿爾茲海默病和帕金森疾病等。
很多神經(jīng)性障礙的主要風(fēng)險因素是年齡，隨著全球人群預(yù)期壽命的延長，患有神經(jīng)變性疾病的患者的數(shù)量預(yù)計也會達到前所未有的數(shù)量，研究者預(yù)測，截止到2050年，僅阿爾茲海默病患者的數(shù)量就會增加兩倍，達到1.15億，這對健康衛(wèi)生系統(tǒng)會帶來一定的挑戰(zhàn);這項研究中，研究人員利用AI技術(shù)(比如機器學(xué)習(xí)算法)在疾病癥狀惡化前檢測神經(jīng)變性疾病，這就能夠改善患者因成功疾病修飾療法而獲益的機會。
【8】Nat Metabol：新型算法或能利用人工智能技術(shù)來幫助管理1型糖尿病患者
doi：10.1038/s42255-020-0212-y
近日，一項刊登在國際雜志Nature Metabolism上的研究報告中，來自俄勒岡健康與科學(xué)大學(xué)等機構(gòu)的科學(xué)家們利用人工智能和自動化的監(jiān)測手段開發(fā)出了一種新方法，其或能幫助1型糖尿病患者更好地管理自身的血糖水平。研究者Nichole Tyler博士表示，我們的系統(tǒng)設(shè)計非常獨特，文章中我們完全利用特殊的數(shù)學(xué)模擬器來設(shè)計人工智能算法，然而，當(dāng)這種算法在1型糖尿病患者的真實數(shù)據(jù)上得到驗證時，其所產(chǎn)生的建議與內(nèi)分泌學(xué)家提出的建議高度相似。這一點非常重要，因為糖尿病患者常常需要3-6個月時間才能與內(nèi)分泌科的醫(yī)生進行預(yù)約和診治。
在這段時間里，如果患者機體血糖水平過高或過低的話，其就可能存在出現(xiàn)危險并發(fā)癥的風(fēng)險，1型糖尿病患者自身無法產(chǎn)生足夠的胰島素，因此其就必須通過使用胰島素泵或每天多次胰島素的注射來控制血糖，這項研究中，研究人員所開發(fā)出的這種新型算法能利用從連續(xù)葡萄糖監(jiān)測設(shè)備和無線胰島素筆收集的數(shù)據(jù)從而為患者的治療提供指導(dǎo)。當(dāng)與一種名為DailyDose的手機app配合使用時，該算法的推薦結(jié)果顯示，其在67.9%的時間里與醫(yī)生的意見一致。
【9】Nature：診斷乳腺癌 人工智能完勝人類專家!
doi：10.1038/s41586-019-1799-6
近日，一項刊登在國際雜志Nature上的研究報告中，來自谷歌健康公司的科學(xué)家們通過研究開發(fā)出了一種新型的計算機程序，其能通過常規(guī)掃描，以比人類專家更高的準(zhǔn)確率對乳腺癌進行診斷和檢測。乳腺癌是女性群體中最常見的一種癌癥類型，僅去年一年就有超過200萬的新確診病例，在沒有明顯癥狀的患者群體中，進行定期篩查對于發(fā)現(xiàn)疾病的早期癥狀至關(guān)重要;在英國，50歲以上的女性會被建議每三年進行一次乳腺X光檢查，同時檢查結(jié)果由兩位獨立的專家進行分析。
但對掃描結(jié)果的解讀往往留有出錯的余地，而且在所有乳腺X光檢查中，有一小部分結(jié)果會被出現(xiàn)假陽性(將健康人群誤診為患有癌癥)或假陰性(將疾病陽性誤診為陰性)。這項研究中，研究人員通過研究，成功利用人工智能模型對英國和美國的數(shù)千名女性進行乳腺癌的掃描檢測;這些圖像在現(xiàn)實生活中已經(jīng)被醫(yī)生分析檢查過了，但與臨床環(huán)境不同的是，機器(人工智能算法)并沒有依據(jù)病人的病史來進行疾病的診斷。
【10】Nature子刊：人工智能助力白血病的診斷
doi：10.1038/s42256-019-0101-9
每天，醫(yī)學(xué)實驗室或診所等機構(gòu)都要對數(shù)百萬個單細胞的診斷工作。大部分重復(fù)性工作仍由受過訓(xùn)練的細胞學(xué)家手動完成，他們通過檢查染色涂片中的細胞并將其分為大約15個不同類別。為了順利完成上述工作，需要具備專業(yè)知識且訓(xùn)練有素的細胞學(xué)家。
為了提高細胞分類以及檢測效率，Helmholtz Zentrum München和慕尼黑LMU大學(xué)醫(yī)院的一組研究人員“訓(xùn)練”了一個具有近20，000個單細胞圖像的深層神經(jīng)元網(wǎng)絡(luò)。在這項研究中，來自Helmholtz ZentrumMünchen的計算生物學(xué)研究所的Carsten Marr博士與Christian Matek博士以及來自LMU慕尼黑大學(xué)醫(yī)院的med Karsten Spiekermann和Simone Schwarz教授對 100例患有侵襲性血液病AML的患者和100例對照志愿者的血液涂片中提取了相關(guān)的圖像并且進行分析。通過比較其與人類專家的檢測準(zhǔn)確性，從而評估AI驅(qū)動的檢測方法的效果。結(jié)果表明，由AI驅(qū)動的解決方案能夠取得與訓(xùn)練有素的細胞學(xué)家一樣好的成績。
以上新聞，不難發(fā)現(xiàn)人工智能將會給醫(yī)療界帶來極大的幫助，人工智能無時無刻影響著我們的生活。
