科学发现建立在既往研究的基础之上。随着新发现的不断涌现，它们往往会形成良性循环，引领出更新的研究方向。科学家们该如何确定研究的起点？他们又该如何在关注成熟领域的同时，将精力集中在那些正逐渐受到重视的新理念上？
通过利用先进技术，CAS 科学家使用 CAS Content CollectionTM ——目前全球最大的经人工收录的科学信息库——来揭示 新兴联系 ，从而确定令人振奋的研究方向。
这在实践中是如何体现的呢？最近，我们采用了一种基于自然语言处理（NLP）的方法，对 CAS Content Collection 中有关免疫肿瘤学的文献进行了分析。我们首先开发了 CAS TrendScape 地图，以易于阅读的格式将相似概念进行聚类。接下来，我们检查了文献中概念的共现情况，以识别出有前景的交叉点，这些交叉点预示着新突破可能发生的方向。这种方法有助于研究人员聚焦新兴理念，从而更快地实现下一次发现。
如何识别概念共现
为了理解 免疫肿瘤学 CAS TrendScape 地图中突出显示的新兴概念之间的联系，我们执行了一项基于 NLP 的分析，统计了单个新兴概念在同一出版物句子（特别是摘要或标题）中的共现次数。这种方法使我们能够量化已发布的免疫肿瘤学新兴概念 CAS TrendScape 地图中任意两个新兴概念之间联系的程度和强度。
我们将此分析重点放在四个主要概念对上：
- 生物标志物与癌症类型
- 治疗靶点与癌症类型
- 治疗靶点与治疗类型
- 治疗类型与癌症类型
我们绘制了 2019 年至 2022 年间术语共现的文献数量（x 轴）以及同期这些共现文献的平均增长率（y 轴）（见图 1）。
我们的分析表明，共现的概念对往往处于两个极端之一：
- 高增长 在过去几年中，相关文献数量呈现 较低的总体数量 （占据图 1 的左上部分）
- 增长放缓 近期文献中，但 总体数量较高 的文献（位于图 1 中图表的右下角）。
前者代表潜在的新兴概念对，而后者则是研究和报道较多的概念对。
通过了解哪些理念是新颖的且正在获得发展势头，研究人员可以选择将精力集中在潜在的新突破上。
我们将此方法应用于免疫肿瘤学研究，因为它是 快速发展 的医学领域。免疫疗法为化疗和放疗等传统疗法提供了一种有前景的替代或补充策略，因为它利用人体自身的免疫系统来识别和对抗癌细胞。这种治疗方法包括免疫检查点抑制剂 (ICI)、 嵌合抗原受体 (CAR) T 细胞疗法以及癌症疫苗等策略。
该领域动态变化的特性意味着，此项分析增加了实现突破的机会，这些突破不仅能提高生存率，还能带来长期缓解并治愈癌症。让我们来看看四大主要概念对中新兴研究领域的一些示例：
生物标志物与癌症类型
了解 生物标志物 及其与癌症类型的共现性，有助于实现个性化医疗，根据个体患者特征和肿瘤特性定制治疗方案。以生物标志物为驱动的临床试验侧重于根据特定的生物标志物特征招募患者，从而提高治疗成功率并加速新疗法的开发。
免疫肿瘤学文献中生物标志物与癌症概念的共现，凸显了免疫反应与癌症生物学之间复杂且相互依存的关系（见图 2）。先进的分析技术对于揭示这些关系至关重要，从而能够实现更有效、更个性化的癌症免疫疗法。
- 肿瘤突变负荷（TMB）是一种量化肿瘤基因组内突变数量的生物标志物。它作为免疫检查点抑制剂（ICI）反应的预测指标，在免疫肿瘤学中正变得越来越重要，我们观察到 TMB-结肠癌 这一概念对呈现出显著增长。高 TMB 与产生新抗原的可能性增加相关，这使得肿瘤更容易被免疫系统识别和靶向。PD-1/PD-L1 抑制剂等 ICI 通过激活免疫系统来攻击癌细胞。高 TMB 可以通过增加可供免疫识别的靶点（新抗原）数量来增强 ICI 的疗效。
- nectin-4-膀胱癌 这一概念对呈现出上升趋势，2020 年至 2022 年间的相关出版物增加了六倍。Nectin-4 是一种在细胞间连接形成中发挥作用的细胞粘附分子。它在尿路上皮癌（最常见的膀胱癌类型）中高表达。其过表达与肿瘤进展和预后不良有关。高水平的 nectin-4 表达可用作膀胱癌的诊断标志物，有助于识别可能从靶向治疗中获益的患者。
治疗靶点与癌症类型
癌症治疗中靶点的识别已成为精准肿瘤学的基石，旨在开发能够特异性靶向癌细胞同时保护正常组织的疗法。癌症靶点的概念是指在癌细胞存活和生长中起关键作用的蛋白质分子或通路。通过理解和利用这些靶点，研究人员和临床医生能够设计出比传统疗法更有效且副作用更少的治疗方案。
靶点与癌症类型的共现是指分子靶点与不同癌症特征之间的相互作用。理解这些关系对于开发有效疗法和改善患者预后至关重要。如图 3 所示，近年来几种共现关系激增：
- m6A-肺癌 概念对在所有治疗靶点与癌症类型概念对中，其文献平均增长倍数最高（近 4.5 倍），这使其成为免疫肿瘤学领域的一个新兴主题对。该概念对在 2019 年后文献数量显著增加，并在两年内增长了八倍。
这种 RNA 修饰（也称为 N6-甲基腺苷）会影响肿瘤的发生、进展以及对治疗的反应。这些修饰还可能导致肺癌的耐药性。了解这些机制可能有助于制定克服耐药性的策略。
- The PD-1-肝癌 概念对是共现概念的一个例子，在 2020-2022 年期间以适度的平均速度（两倍）增长，同时总体文献数量相对较高，这表明它可能比其他概念更为成熟。由于肝脏独特的免疫环境以及易导致癌症发生的慢性肝病的高发病率，肝癌一直是免疫肿瘤学的重要研究重点。肝脏免疫耐受主要受多种机制调节，包括 PD-1/PD-L1 通路，该通路有助于防止自身免疫，但也可能促进肝肿瘤的免疫逃逸。
治疗靶点与治疗类型
治疗靶点与治疗类型的共现揭示了重要的关系，并为不同治疗策略的开发和应用提供了见解。这涉及研究特定的分子靶点、免疫通路以及正在 研究 并应用于癌症治疗的疗法类型（见图 4）。
- 在 NK 细胞-STING 激动剂 概念对中，文献数量的高增长（>4.5 倍）表明近年来科学界对此的兴趣日益浓厚。NK 细胞是一种淋巴细胞，在先天免疫反应中发挥关键作用，特别是在识别和杀伤病毒感染细胞及肿瘤细胞方面。在免疫肿瘤学背景下，NK 细胞因其无需预先接触肿瘤抗原即可靶向并清除癌细胞的能力而受到认可。
干扰素基因刺激因子（STING）通路是先天免疫反应的关键组成部分，特别是在检测病原体或受损细胞产生的胞质DNA方面，这种情况在癌症中可能发生。STING的激活会导致I型干扰素和其他细胞因子的产生，这些因子通过促进树突状细胞、T细胞和NK细胞的激活，从而增强抗肿瘤免疫反应。
- TROP2-ADC 概念对虽然没有像NK细胞-STING激动剂那样出现急剧增长，但在过去几年中也一直在快速增加。滋养层细胞表面抗原2（TROP2），也称为肿瘤相关钙信号转导子2（TACSTD2），是一种在细胞信号传导、增殖和存活中发挥作用的细胞表面糖蛋白。TROP2在正常组织中低水平表达，但在许多癌症中过表达，包括乳腺癌、肺癌、结直肠癌、胰腺癌和前列腺癌。这种过表达使TROP2成为癌症治疗中的一个重要靶点，特别是在抗体靶向药物（ADC）方面。
治疗类型与癌症类型
在免疫肿瘤学中，治疗类型与癌症类型的共现为理解各种治疗策略及其在不同恶性肿瘤中的应用之间的相互联系提供了宝贵的见解。分析这些共现情况有助于确定有效的治疗策略、研究趋势以及未来研究的潜在领域。这种理解对于开发更有效和个性化的癌症免疫疗法、改善患者预后至关重要（见图5）。
- 传统上，肝癌一直难以治疗，晚期阶段的选择有限。免疫检查点抑制剂（ICI）的引入为肝癌患者带来了新的希望，而 免疫检查点抗体-肝癌 概念对是目前最热门的新兴理念之一。
在肝癌中，ICI通过阻断T细胞上的PD-1与肿瘤细胞上的PD-L1之间的相互作用来发挥作用，从而解除免疫系统的“刹车”，使T细胞能够攻击并摧毁癌细胞。最常见的ICI靶向PD-1、PD-L1（程序性死亡配体1）和CTLA-4。
- CAR-T-多发性骨髓瘤（MM） 概念对是一个成熟概念的例子，从其在图表（图5）中靠右的位置可以看出，但近年来其平均增长倍数仍然相对较高。CAR-T疗法的成功取决于识别出在癌细胞上大量表达而不在健康细胞上表达的合适靶抗原。对于MM，最突出的靶点是B细胞成熟抗原（BCMA），这是一种在MM细胞上高表达的蛋白质，也是MM的CAR-T疗法中研究最广泛和最受关注的靶抗原。BCMA是主要靶点，但其他抗原如SLAMF7、CD19、CD138和GPRC5D也正在被探索用于CAR-T疗法，特别是在BCMA靶向治疗后复发的患者中。
即将到来的免疫肿瘤学突破
正如我们对 CAS Content Collection 的分析所显示的那样，免疫肿瘤学中有许多新兴理念，它们有潜力彻底改变治疗方案并改善患者预后。随着研究的深入，研究人员可能难以确定适合探索的新领域。我们对共现概念对的分析通过展示哪些理念正受到关注，以及在其他新兴主题的背景下哪些理念更为成熟，从而促进了研究突破。
这些研究方向在任何领域都极具价值，而在免疫肿瘤学这一快速发展的领域，它们对于挽救患者生命具有重要意义，能够帮助医疗界更快地为患者提供更好的治疗方案。
如需了解免疫肿瘤学领域不断涌现的共现主题，请查看我们的 同行评审出版物。
