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Cancer Cell
ADAPT系统推动癌症治疗实时适应肿瘤进化
2026-02-19
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ADAPT项目整合多模态数据与可解释AI,构建动态生物标志物,实现对肿瘤进化驱动的耐药性进行实时监测与治疗调整,为精准肿瘤学提供可扩展新范式。

 

文献概述

本文《The ADAPT learning cancer treatment system: ARPA-H’s initiative to revolutionize cancer therapy》,发表于《Cancer cell》杂志,回顾并总结了ADAPT(Advanced Analysis for Precision Cancer Therapy)项目的设计理念、技术框架与临床实施策略。该研究提出通过整合纵向多模态数据、可解释人工智能(AI)模型与进化型临床试验平台,实现对肿瘤进化过程的实时监测与治疗策略动态调整,以应对癌症治疗中频繁出现的耐药性问题。研究强调建立统一的国家级数据与治疗平台,推动发现—验证—应用闭环的加速迭代,最终实现个体化、响应式癌症治疗。整段通顺、有逻辑,结尾用中文句号,段落结尾使用

背景知识

癌症是一种高度异质且动态演化的疾病,其治疗失败常源于肿瘤在治疗压力下通过遗传、表观遗传或微环境重塑等机制获得耐药性。传统精准肿瘤学依赖静态生物标志物(如单基因突变)指导治疗,难以捕捉肿瘤随时间演变的复杂轨迹。尽管液体活检、ctDNA监测等技术提供了非侵入性动态监测手段,但缺乏系统性整合与预测性建模支持,导致临床决策滞后于肿瘤进化。近年来,多组学整合分析、深度学习与可解释AI的发展为构建动态预测模型提供了技术基础。然而,将这些先进工具无缝嵌入临床试验流程,实现实时数据驱动的治疗调整,仍面临数据共享、模型可解释性、监管路径与系统集成等多重挑战。ADAPT项目正是在此背景下提出,旨在建立一个全国性、模块化、开放源码的进化型临床试验基础设施,填补从生物标志物发现到实时治疗干预之间的鸿沟,推动癌症治疗从“静态匹配”向“动态适应”转型。段落结尾使用

 

针对阿尔茨海默病、脊髓性肌萎缩、视网膜色素变性等罕见病,可提供HUGO-GT®全基因组人源化模型,搭载了更高效的大片段载体融合技术,可以作为万能模板进行针对性的突变定制服务,是更贴近真实世界生物机制的药物临床前研究模型,我们期待与你共同开发新型全基因组人源化小鼠,加速基因治疗研究

 

研究方法与实验

ADAPT项目由三大核心组件构成:首先,生物标志物团队利用来自乳腺癌、结直肠癌和非小细胞肺癌患者的纵向多模态数据(包括ctDNA、组织活检、影像学、电子健康记录等),开发动态、可解释且鲁棒的预测性生物标志物模型。这些模型整合基因组、转录组、蛋白组及影像组学特征,通过自监督学习与多模态融合技术生成患者特异性嵌入表示,并结合SHAP等方法提升生物学可解释性。模型在回顾性数据上预训练,并在前瞻性临床试验中持续优化。

关键结论与观点

  • ADAPT提出了一种全新的“进化型临床试验”设计,允许在单一协议下测试多种治疗序列,并动态纳入新发现的生物标志物,显著提升试验灵活性与学习效率
  • 项目定义了五大类生物标志物:预测性药物响应标志物、早期疗效标志物(“delta biomarkers”)、动态耐药轨迹预测模型、肿瘤生长速率监测指标及预后标志物,全面覆盖治疗决策的各个阶段
  • 通过DNAnexus与XNAT构建的ADAPT治疗与分析平台(TAP),实现了临床与分子数据的近实时共享与分析,支持跨机构协作与结果追溯,确保研究可重复性
  • AI模型不仅预测药物响应,更能揭示潜在耐药机制(如ESR1突变、EGFR/RAS旁路激活、免疫冷表型转化),为理性设计联合疗法提供依据
  • 项目采用贝叶斯自适应N-of-one样(Bayes-Nano)子试验设计,针对个体患者快速验证个性化治疗策略,加速耐药机制的发现与干预

研究意义与展望

ADAPT代表了精准肿瘤学从“一次匹配,持续治疗”向“持续监测,动态调整”范式的根本性转变。其模块化、开放源码的设计理念有利于在全国多个中心快速推广,并可扩展至其他癌种。通过将AI驱动的生物标志物开发直接嵌入临床试验流程,ADAPT实现了从数据到决策的闭环加速,有望显著延长患者无进展生存期。

 

可为肿瘤药物研发人员提供一系列免疫缺陷程度不同的免疫缺陷模型,从缺失T、B细胞的NOD-Scid到缺失T、B、NK细胞的重度免疫缺陷小鼠C-NKG,并且支持多种人源肿瘤类型的异种移植(CDX/PDX),助力肿瘤药物的临床前研发

 

结语

ADAPT项目通过整合多模态纵向数据、可解释人工智能与进化型临床试验设计,构建了一个响应式癌症治疗系统,能够实时追踪肿瘤进化并动态调整治疗策略。该系统不仅提升了对耐药机制的理解,还通过统一的数据与分析平台实现了跨机构协作与知识积累。其核心创新在于将生物标志物发现、验证与临床应用整合于同一动态框架内,形成“测量—分析—干预—学习”的正反馈循环。这种数据驱动、自适应的治疗模式有望克服传统精准医学的滞后性,为晚期癌症患者提供更持久的疾病控制。未来,随着更多患者数据的积累与模型的持续优化,ADAPT有望成为下一代精准肿瘤学的标准框架,推动癌症治疗进入真正的实时适应时代。

 

文献来源:
Andrea H Bild, Michelle C Sangar, Jasmine A McQuerry, James A Eddy, and The ADAPT Consortium. The ADAPT learning cancer treatment system: ARPA-H’s initiative to revolutionize cancer therapy. Cancer cell.