Принимает участие в иммунотерапии искусственный интеллект

Приятные новости в медицинских разработках. Ученые из лаборатории цифровых изображений Case Western University University, уже впервые использовавшие искусственный интеллект для прогнозирования успешности химиотерапии, теперь могут определить, какие пациенты с раком легких спасутся благодаря дорогостоящей иммунотерапии.

И, опять же, они сделали это, обучив компьютер находить ранее невиданные изменения в схемах КТ-сканирования, сделанных, когда впервые диагностируется рак легкого, по сравнению со сканированием, выполненным после первых 2-3 циклов иммунотерапии.

И, как и в предыдущей работе, эти изменения были обнаружены как внутри, так и снаружи опухоли, что является признаком недавнего исследования лаборатории.

Суть нового исследования

«Это больше не мечты - это исследование действительно поможет узнать нам больше о самой биологии болезни и ее более агрессивных фенотипах, и именно этой информацией онкологи в настоящее время не обладают», - сказал Анант Мадабхуши, чей Центр Вычислительной визуализации и персонализированной диагностики (CCIPD) стал мировым лидером в выявлении, диагностике и характеристике различных видов рака и других заболеваний с помощью медицинской визуализации, машинного обучения и искусственного интеллекта.

В настоящее время только около 20% всех онкологических больных действительно получают пользу от иммунотерапии, которая отличается от химиотерапии тем, что она использует лекарства, помогающие вашей иммунной системе бороться с раком, в то время как химиотерапия использует лекарства для непосредственного уничтожения раковых клеток. Мадабхуши сказал, что недавняя работа его лаборатории поможет онкологам узнать, какие пациенты действительно получат пользу от терапии, а кто - нет.

«Несмотря на то, что иммунотерапия способна очень эффективно бороться с раком, она также остается чрезвычайно дорогой - около 200 000 долларов на пациента в год», - сказал Мадабхуши. «Это часть финансовой токсичности, которая сопровождает рак и приводит к тому, что около 42% всех новых диагностированных больных раком теряют свои сбережения в течение года после постановки диагноза».

Наличие инструмента, основанного на исследованиях, проводимых в настоящее время его лабораторией, будет иметь большое значение для «более точного определения того, какие пациенты будут реагировать на иммунотерапию, а не выбрасывать 800 000 долларов на ветер», добавил он, сославшись на четырех пациентов из пяти, которые не получат должного результата от данного метода.

Новое исследование, проведенное соавторами Мохаммадхади Хоррами и Пратиком Прасанной, а также Мадабхуши и 10 другими сотрудниками из шести различных учреждений (см. Список ниже) было опубликовано в журнале «Исследования в области иммунологии рака».

Хоррами, аспирант, работающий в CCIPD, сказал, что одним из наиболее значительных достижений в исследовании была способность компьютерной программы замечать изменения в текстуре, объеме и форме данного поражения, а не только его размера.

Для чего было проведено это исследование

«Это важно, потому что, когда врач принимает решение на основании только компьютерной томографии о реакции раковых клеток пациента на иммунотерапию, то определяет эффективность по размерам пораженной области», - сказал Хоррами. «Мы обнаружили, что изменение текстуры является лучшим показателем того, эффективна ли терапия.

«Иногда, например, узелок может выглядеть больше после терапии по другой причине, скажем, из-за поврежденного сосуда внутри опухоли, но терапия на самом деле работает. Теперь у нас есть способ узнать это». Прасанна, сотрудник в лаборатории Мадабхуши, сказал, что исследвание также показало, что результаты были согласованы при сканировании пациентов, получавших лечение в двух разных местах и с тремя различными типами иммунотерапевтических агентов.

«Это демонстрация фундаментальной ценности программы в том, что наша модель машинного обучения может предсказать реакцию у пациентов, получающих различные виды лечения», - сказал он. «Мы имеем дело с фундаментальным биологическим принципом». Как проходило обучение ИИ Прасанна сказала, что первоначальное исследование использовало компьютерную томографию 50 пациентов для обучения компьютера и создания математического алгоритма для выявления изменений в очаге поражения.

Он сказал, что следующим шагом будет тестирование программы на случаях, полученных из других мест и с использованием различных средств иммунотерапии. Это исследование недавно получило награду ASCO 2019 Conquer Cancer Foundation. Кроме того, по словам Мадабхуши, исследователи смогли показать, что паттерны на КТ, которые в наибольшей степени ассоциировались с положительным ответом на лечение и с общей выживаемостью пациентов были тесно связаны с расположением иммунных клеток на исходных диагностических биопсиях этих пациентов.

Это говорит о том, что эти КТ на самом деле, по-видимому, фиксируют иммунный ответ, вызванный опухолями на инвазию рака, и что те, у кого самый сильный иммунный ответ, демонстрируют наиболее значительные структурные изменения и, что наиболее важно, лучше всего реагируют на иммунотерапию. Мадабхуши основал CCIPD в Case Western Reserve в 2012 году. В настоящее время в лаборатории работают около 60 исследователей.

В некоторых из последних работ лаборатории, в сотрудничестве с Нью-Йоркским университетом и Йельским университетом, ИИ использовался для прогнозирования того, какие пациенты с раком легкого получат максимальную пользу отадъювантной химиотерапии на основе изображений, полученных при диагностике. Журнал «Профилактика» назвал это достижение одним из 10 лучших медицинских достижений в 2018 году.