日本東京醫(yī)科大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)通過對人類尿液中相關(guān)成分含量分布圖譜進(jìn)行分析，依靠人工智能（AI）技術(shù)成功地對大腸癌進(jìn)行了高精度的診斷。該成果發(fā)表在瑞士學(xué)術(shù)雜志《International Journal of Molecular Sciences Cancers》上。多數(shù)大腸癌是由大腸息肉惡變產(chǎn)生的，通過腸鏡切除息肉或早期腫瘤，是可以達(dá)到根治效果的，早發(fā)現(xiàn)早治療極為重要。盡管總體上該病癥術(shù)后較好，但癌細(xì)胞向肝臟轉(zhuǎn)移的情況也很多。而檢查血液蛋白標(biāo)志物CEA（癌癥胚胎抗原），或其它腫瘤抗原等，其敏感度、特異性及精確度都有限。檢查大便潛血是目前提高大腸息肉和癌癥早期發(fā)現(xiàn)的唯一途徑。所以，建立一種簡便、低費(fèi)用的大腸癌診斷法是當(dāng)務(wù)之急。

該團(tuán)隊(duì)長期潛心專攻代謝物組學(xué)，對人體內(nèi)數(shù)百類代謝物進(jìn)行全面測定，以圖通過對代謝物的檢測來診斷癌癥。在本項(xiàng)研究中，課題組收集了242名大腸癌患者及非癌人群的尿液，利用液體色譜質(zhì)量分析裝置對尿液中離子性強(qiáng)的代謝物進(jìn)行了測定。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，相比健康人及大腸息肉患者，大腸癌患者的尿液中含有較高濃度的聚氨類化合物。人們知道大腸癌的發(fā)生是由于若干基因發(fā)生了變異，這些變異會促使代謝物鳥氨酸（ornithine）轉(zhuǎn)變?yōu)楦罚≒utrescine），腐胺又進(jìn)一步代謝成10多種各色各樣的聚氨類化合物。其中，尤其被稱作diacetylspermine的癌癥標(biāo)志物“N1、N12”化合物從癌細(xì)胞進(jìn)入血液，并且以較高的濃度存在于尿液中。然而，單靠這一項(xiàng)指標(biāo)還不能對是否是癌癥進(jìn)行確診。

課題組在采集尿液時，首先連續(xù)3天早中晚對每個人進(jìn)行多次采集，從而消減了不同時段代謝物的濃度差。其次，在非癌對照組中，不僅有健康人，還有息肉患者，這有助于提高診斷的特異性。他們成功觀測了每人尿液中各種聚氨類化合物分子的濃度，從而形成它們的濃度圖譜，然后再將這些圖譜交由人工智能（AI）進(jìn)行學(xué)習(xí)，最后實(shí)現(xiàn)了對大腸癌患者的高精度識別。