Искусственный интеллект научился выявлять рак легких при помощи анализа крови
Рак легких — самый смертоносный в мире, от него ежегодно умирают два миллиона человек. После постановки диагноза шансы прожить хотя бы пять лет не достигают даже 20 процентов. Так происходит, потому что часто болезнь выявляют на поздней стадии, когда лечение уже почти не работает, а опухоль продолжает расти.
Медицина постоянно нуждается в новых методах диагностики и лечения, которые будут точными и не будут вредить пациенту. Есть ли варианты?
Как сейчас диагностируют и лечат рак легких?
Есть один относительно успешный вариант лечения — скрининг рака легких при помощи компьютерной томографии грудной клетки с сокращенной дозой облучения. Он снижает смертность, но даже этот метод вызывает опасения из-за радиации и ложноположительных результатов.
Кроме компьютерной томографии есть еще и другие варианты.
Самые многообещающие — исследования белков, аутоантител, профилей экспрессии генов и микроРНК в крови или эпителии дыхательных путей. Они довольно успешно выступают биомаркерами для выявления этого онкологического заболевания, но некоторые из них могут не сработать из-за возраста пациента, воспаления в результате курения или других сопутствующих состояний.
Нужен точный метод, который не будет наносить вреда пациенту при диагностике.
Такой метод есть — технологию назвали DELFI
Новая разработка ученых из Школы медицины Университета Джонса Хопкинса в Балтиморе, США, анализирует профили миллионов фрагментов ДНК по всему геному и ищет фрагменты нуклеиновых кислот в кровотоке, которые могут указать на наличие опухолевых клеток. В ходе испытаний ИИ обнаружил рак в 90 процентах случаев из 800 примеров.
Здоровые клетки очень аккуратно «упаковывают» ДНК в ядро: разные участки генома расставлены по своим отсекам.
А ядра опухолевых клеток, наоборот, разбросаны хаотично, а когда они погибают, то беспорядочно выделяют ДНК в кровоток.
Технология DELFI помогает определить наличие рака с помощью машинного обучения. Для раннего выявления рака технология похожа на поиск по отпечатку пальцев.
Результаты впечатляют — точность более 90%
Ученые семь месяцев исследовали образцы крови 365 пациентов, проходивших обследование в больнице Биспебьерг в Копенгагене, Дания.
У многих из них был высокий риск развития рака легких. Пациентам с высоким риском было от 50 до 80 лет, это были курильщики более чем с 20-летним стажем.
У пациентов были легочные, нелегочные или конституциональные симптомы, у большинства были общие признаки болезни, связанные с курением, такие как кашель или одышка. Всем провели КТ грудной клетки.
От каждого пациента ученые выделили по два-четыре миллилитра плазмы крови и исследовали извлеченную ДНК с использованием нового метода DELFI, секвенировав ее геном.
Спустя в среднем 9,5 дня у 129 из 365 человек выявили рак легких, а у 87 нашли гистологически подтвержденные доброкачественные новообразования.
У людей, у которых обнаружили рак, были распространенные вариации фрагментов, которых не было у здоровых участников исследования.
Технологию перепроверили на другой группе — 46 больных раком и 385 человек без него. Новый метод определил злокачественное новообразование, в том числе на ранней и поздней стадиях развития, а также с разными подтипами, с точностью 94%.
