初步研究结果显示，一种简单的唾液测试和强大的人工智能算法可能帮助医生识别出因使用广泛使用的化疗药物5-氟尿嘧啶（5-FU）而有严重副作用风险的癌症患者。
5-氟尿嘧啶（5-FU）自20世纪50年代开始使用，是目前仍在使用的一种最古老的化疗药物之一。它仍然是癌症治疗的基石，用于近三分之一的结直肠癌、乳腺癌、头颈癌、胰腺癌和胃癌的化疗中。5-FU通过干扰细胞制造和使用DNA的过程来发挥作用。由于癌细胞分裂迅速并需要持续复制其DNA，这种药物模仿DNA构建块并阻断这一过程，从而阻止癌细胞的生长。
然而，一些患者携带的基因差异使得他们的身体无法正确分解该药物。在这种情况下，5-FU会在体内积累到毒性水平，导致严重的甚至危及生命的并发症。大约三分之一的人具有降低处理5-FU能力的遗传差异。尽管美国食品药品监督管理局建议进行筛查，但这种筛查并未得到广泛应用。
“这不仅仅是改善治疗效果的问题，而是拯救生命的问题，”弗吉尼亚理工大学弗拉林生物医学研究所教授兼该研究的资深作者卡洛斯·芬克尔斯坦说。“几十年来，5-FU一直被假设对所有人都有相同的效果，但事实并非如此。某些个体对这种药物具有遗传易感性。我们的方法为这种已经使用了几十年但仍对某些患者存在严重风险的治疗方法增加了一层精准度。”
该研究强调了与肿瘤学家和病理学家合作的重要性，他们的临床见解为研究方向提供了贡献。初步研究结果由该项目的主要研究人员约翰·贾尼加和德泽尼斯·马赫穆托维奇在2025年ASCO胃肠癌研讨会上进行了展示，并以摘要形式发表在《临床肿瘤学杂志》上，显示出对该研究临床潜力的早期兴趣。
科学家们专注于DPYD基因中的突变，该基因负责产生分解5-FU的酶。他们最初分析了健康志愿者和癌症患者的DNA，以确定唾液样本是否能可靠地检测已知的DPYD突变。为了扩展到已知变异之外，团队后来采用了先进的AI工具和3D蛋白质建模来评估数千个样本。
“AI驱动的方法帮助团队评估了之前未被识别的DPYD突变的结构和功能影响，揭示了传统方法可能遗漏的潜在有害变异，”该团队的主要生物信息学家凯瑟琳·布朗说。
在结肠癌患者中发现了几个新鉴定的DPYD突变，预测这些突变会损害5-FU的代谢。其中两个被多种预测工具标记为“致病性”，并通过临床遗传数据库得到了确认。
一些高风险突变也在健康人群中发现，这突显了实施基于唾液的基因筛查以进行更广泛人群层面风险评估的必要性和可行性。据领导弗吉尼亚理工大学弗拉林生物医学研究所分子诊断实验室的芬克尔斯坦说：“如果我们能够及早标记高风险患者，我们可以调整他们的治疗计划，减少住院次数，并可能避免致命的并发症。这是使癌症护理更安全、更智能和更个性化的一个真正进步。”
这些初步发现可能会扩大当前的基因检测范围，并指导更安全、更个性化的化疗。
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