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AIを用いた血中癌細胞識別による食道癌化学療法効果予測アルゴリズムの確立

利用人工智能识别血液中的癌细胞，建立预测食道癌化疗效果的算法

基本信息

批准号：
21K08729
负责人：
奥村知之
金额：
$ 2.75万
依托单位：
University of Toyama
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Scientific Research (C)
财政年份：
2021
资助国家：
日本
起止时间：
2021-04-01 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

１．食道癌細胞株KYSEを用いたAI画像解析によるCTC検出アルゴリズムの作成: KYSEと単核球PBMCの画像を教師データとして事前学習し、各細胞画像がKYSEかPBMCかを判定させた。AIはKYSE140では99.8%、KYSE1440では100%の精度で識別した。KYSE140を事前学習したAIと4人の研究者に、EpCAMおよびDAPI染色した細胞100画像３セットを識別させたところ、AIとヒトの平均画像認識精度は100%および91.8%であった（p=0.01）。画像100 枚の識別に要した平均時間は、AIが0.7±0.01 秒、ヒトが630.4±49.5 秒であ（p=0.01）、CTC画像解析にAIを使用することでヒトと比較して高い分類精度と短時間での解析できる可能性が示された。２．食道癌患者血液を用いたCTC捕捉とAI解析による癌細胞識別アルゴリズムの確立: 倫理承認とインフォームドコンセントのもと、男性5名、女性5名を対象症例、健常ボランティア5名を陰性対照とした。EpCAM陽性/DAPI陽性細胞は、患者群と対照群の両者で検出されたが、患者群の検出数は平均44.5±20.9個であり、対照群の平均2.4±0.8個に比べて有意に多かった（p=0.02）。これらの結果から細胞株を用いて構築したAIアルゴリズムを用いて患者血液検体からCTCを検出できる可能性が示された。3. ヒト癌細胞を用いたマウスCTCバイオアッセイモデルの確立:ヌードマウスの胃壁内にヒト胃癌細胞株を移植し、6週間後に胃、肝を摘出した。25匹中16匹（64.0%）で胃壁内腫瘍を認め、8匹（32％）で肝転移を認めた。胃壁内腫瘍および肝転移についてはヒト特異的EMAの発現によって移植したヒト癌細胞由来であることを確認した。

1. Esophageal cancer cell line KYSE を with いた AI picture resolution による CTC 検 out アルゴリズムの is made: KYSE と単 nuclear ball PBMC の portrait を teachers データとして prior learning し portraits, each cell が KYSE か PBMC かを determine させた. AI で KYSE140で <e:1> 99.8%, KYSE1440で <e:1> 100% <s:1> accuracy で recognition たた. KYSE140 を prior learning した AI researchers のにと four people, EpCAM および DAPI staining した cells 100 portrait 3 セットを recognition させたところ, AI とヒトのは portrait known precision by an average of 100% および 91.8% であった (p = 0.01). Picture 100 の recognition に to した average time は, AI が 0.7 + / - 0.01 seconds, ヒトが 630.4 + / - 49.5 seconds であ (p = 0.01), and resolution of CTC portrait に AI を use することでヒトと compare して high classification accuracy といで short time の parsing できる possibility が shown された. 2 Esophageal cancer patients blood を with いた CTC capture と AI parsing による cancer cells recognition アルゴリズムの established: ethical admitted とインフォームドコンセントのもと, five men and five women を cases like a seaborne, nutrilite ボランティア five を negative polices according とした. EpCAM positive/DAPI positive cells とは, patient group according to the group of seaborne の struck the で検 out されたが, patient group の検は real average 44.5 + / - 20.9 であり, according to the group of seaborne の average 2.4 + / - 0.8 にべて intend に much かった (p = 0.02). これらの results から cell lines を with いて build した AI アルゴリズムを with いて blood 検 body から CTC を検 out できがる possibility in された. 3. ヒト cancer を with いたマウス CTC バイオアッセイモデルの established: ヌードマウスの inside the stomach にヒトし, six weeks after gastric cancer cell lines を transplantation に stomach, liver を pick out した. Of the 25, 16 (64.0%) で gastric parietal abscess を recognized め, and 8 (32%) で liver 転 metastasis を recognized めた. Inside the stomach is swollen sores および liver planning move についてはヒト specific EMA の発 now によって transplantation したヒト cancer cell origin であることを confirm した.