AI设计的空间基因图谱识别特发性肺纤维化的早期标志物

一项由国际研究团队进行的研究首次创建了成人肺部细胞位置和身份的详细图谱，该图谱涵盖了健康肺部和慢性肺病患者的肺部。通过对来自特发性肺纤维化（IPF）患者的160万个肺细胞进行空间基因表达图谱绘制，研究人员有了一个惊人的发现：这些患者的某些肺组织在发生显著结构重塑之前就已经显示出疾病的迹象。

这一由人工智能驱动的发现可能指向未来的治疗策略，即根据IPF患者的细胞和分子重塑阶段进行个性化治疗。研究结果带来了希望，科学家们可能通过靶向早期分子变化来阻止或逆转疾病进展，从而避免患者因IPF而遭受严重的肺功能丧失和致残症状。

IPF患者最初会感到呼吸困难，这种疾病可能会迅速恶化，若不加以干预，最终会导致死亡。每年有超过1,250名澳大利亚人被诊断为IPF，其中大多数年龄在50至70岁之间。

“如果你想象一下地图册中的城市地图，我们已经能够创建一个‘谷歌街景’视图来识别各个小区和建筑物，这是一项革命性的突破。”圣文森特医学研究所（SVI）副教授戴维斯·麦卡锡（Davis McCarthy）说道，他是这项研究的主要研究人员之一。

研究发表在《自然遗传学》杂志上，使用了基于图像的空间转录组学技术，这是一种研究IPF的重要工具，并依赖于人工智能计算方法。研究团队分析了26名接受肺移植的PF患者和9名未患PF者的肺组织样本中的343个基因。

“虽然有一些新疗法可以减缓疾病进展，但目前唯一有效的治疗方法是肺移植，然而肺移植资源有限，并且会带来新的医疗挑战。”麦卡锡副教授表示，他与美国转化基因组学研究所的Nicholas Banovich副教授和范德比尔特大学医学中心的Jon Kropski副教授共同领导了这项研究。

他们的分析帮助确定了具有PF迹象的细胞出现的位置，并识别了一些PF特征的细胞和分子基础。他们还表征了健康和受PF影响的肺部中12种不同的、分子定义的空间生态位。

“近年来，研究表明遗传因素在一个人患IPF的风险中起着重要作用，但这些遗传变异的确切影响尚未完全了解。”麦卡锡副教授说。

(全文结束)