大数据挖掘助力肿瘤免疫治疗

美国癌症研究协会（AACR）2018 年度会议现场 （图片来自网络）

未来 5 年，刘小乐团队将负责相关项目中肿瘤免疫治疗药物的临床试验数据整合分析与大数据挖掘工作，目标是找到对癌症病人进行免疫治疗的最佳方案。

■ 野马

近日，哈佛大学刘小乐教授在美国癌症研究协会（AACR）2018 年度会议上的发言，受到一些门户网站和医药专业网站的高度关注。刘小乐教授和她团队的研究成果以及她在年会上对未来充满乐观的展望，让公众看到了个性化癌症治疗甚至攻克癌症的曙光。

年度会议上讲演的首位华人女科学家

国际医学会议网及医药类网站消息称，当地时间4 月14日至18日，美国癌症研究协会2018 年度会议在美国芝加哥举行。来自美国哈佛大学及其实力雄厚的丹娜-法伯癌症研究院的刘小乐教授成为历史上首位在主会议演讲的华人女性科学家。此前，曾在2016 年年度会议上获此殊荣的华人是 CRISPR 基因编辑技术的主要发明人，麻省理工学院的张锋教授。

资料显示，成立于 1907 年的 AACR 是当今世界肿瘤研究领域最权威的机构，是世界上创立最早、规模最大的专注于癌症研究的科学组织，目前拥有超过39000名会员。其任务是通过研究、教育、交流、协作预防和治疗癌症，并提高公众对癌症的认识。

AACR年会也是肿瘤研究与治疗领域最重要的全球性会议，每年都会吸引来自全球60多个国家的近2万名专业人士出席。AACR 的主会议演讲作为其年会的核心部分，在肿瘤研究最热门的领域，仅邀请少数顶尖科学家做主题报告。

作为世界肿瘤功能基因组学和生物信息学领域的领军科学家，刘小乐曾就读北京大学生物化学系，后以优异成绩毕业于美国史密斯女子学院。主修生物化学和计算机科学的刘小乐2002年获得美国斯坦福大学生物医学信息及计算机科学专业博士，博士毕业后加入美国哈佛公共健康研究院丹娜-法伯癌症研究所生物统计及生物信息部门从事研究工作，主要研究领域包括计算基因组学，转录调控和表观遗传组学。

计算基因组学用基因组数据和医疗数据来帮助疾病预测、防治、诊断及治疗，提高人类健康水平，是现代生物医学研究的核心学科。

大数据挖掘指导肿瘤治疗

据上海寻百会生物科技有限公司的微信公众号介绍，近年来，肿瘤免疫治疗技术和药物有了突破性进展，而与此同时，由于对肿瘤免疫机制理解的不足，也导致了一些免疫治疗药物临床试验的失败。对此，肿瘤免疫基因组学上的大数据挖掘作为解决该问题的突破口，已成为肿瘤免疫领域的重要热点。

资料显示，数据挖掘一般是指从大量的数据中通过算法搜索隐藏于其中信息的过程，通常与计算机科学有关，并通过统计、在线分析处理、情报检索、机器学习和模式识别等诸多方法来实现上述目标。

刘小乐教授挖掘大规模公共转录组学数据，并应用于癌症免疫研究与癌症免疫治疗。她在此次AACR年度会议上的演讲，展示了大数据挖掘和肿瘤免疫基因组学在免疫治疗研发中的关键作用。

演讲中，刘小乐教授以转录组 RNA-seq 大数据为基础，介绍了她的团队开发的三项重要算法研究成果，从不同维度诠释了肿瘤免疫基因组学在肿瘤免疫治疗中的应用。

利用他们自己研发的不同算法，通过分析癌症基因组图谱数据库中海量的数据，刘小乐团队终结了以往又贵又费样品的实验技术，来寻找生物标志物并预测免疫检查点抑制剂的疗效，以此为基础找到新的免疫治疗生物标记和药物。

作为肿瘤免疫治疗的明星药物，免疫检查点抑制剂最主要的缺陷是仅仅对少数病人有效。因此找到准确的生物标志物，对判别药物对病人的有效性和优化药物的临床试验都至关重要。

刘小乐在演讲中表示，在最近发布的免疫检查点抑制剂临床试验中，他们开发的一种算法预测效果要显著优于现有的生物标志物，而且可以预测病人生存期。

她说，通过这三个算法在肿瘤表达谱数据的有效挖掘，能够精准地获得大量肿瘤微环境和肿瘤免疫的关键信息，从而指导免疫治疗。

同时，刘小乐教授还介绍了最近由美国卫生部发起的加速癌症免疫治疗研究的“癌症登月计划（Cancer Moonshot）”项目。该项目由肿瘤免疫和大数据领域的顶尖科学家组成，并与 11 家业界领先的生物制药企业强强联手。

技术进步促癌症研究步履加快

未来 5 年，刘小乐团队负责该项目的肿瘤免疫治疗药物的临床试验数据整合分析与大数据挖掘工作，目标是找到对癌症病人进行免疫治疗的最佳方案。

最后，刘小乐展望未来，认为靶向药物、免疫药物和表观遗传药物存在不同机理，将它们合理组合，有望提高癌症治疗效果。她表示，随着高通量测序成本不断降低，肿瘤测序、CRISPR 筛选和大数据挖掘的有效应用，将会为不同的肿瘤患者找到个体化的最佳药物组合，真正做到癌症精准治疗而攻克癌症。

高通量测序技术指一次对几十万到几百万条DNA分子进行序列测定，能够极大地提高效率和降低成本，是基因组学研究领域一个具有里程碑意义的事件。这项技术的应用，让30年前一个博士生整个学业才能完成的任务在一秒钟之内就被搞定。

具体到癌症研究，通过培养上百万细胞，用CRISPR病毒库，每个细胞敲除不同基因。然后通过高通量测序，确定不同基因的功能，以找到癌症可用药靶点和药品作用机制。这种方法单次可以生产千万量数级的数据。

据悉，刘小乐教授及其团队创立的上海寻百会生物科技，已将大数据挖掘和肿瘤药物开发的平台技术转化落地到上海张江高科技园区。背靠领先的技术优势，寻百会生物科技目前正在努力推动肿瘤免疫治疗药物的开发，并希望成长为中国下一代肿瘤创新药的代表企业。