Harvardo dirbtinio intelekto modelis prognozuoja, kurie vėžiu sergantys pacientai reaguos į imunoterapiją

Harvardo medicinos mokyklos tyrėjai sukūrė dirbtinio intelekto modelį, pavadintą COMPASS, kuris gali prognozuoti, kurie vėžiu sergantys pacientai reaguos į imuninės kontrolės taškų inhibitorius – vaistų klasę, kuri veikia tik nedidelę dalį juos vartojančių asmenų. Tyrimas buvo paskelbtas liepos 3 d. žurnale „Nature Medicine“.medicalxpress+1

Sprendžiant pagrindinę neišspręstą onkologijos problemą

Imuninės kontrolės taškų inhibitoriai pakeitė vėžio gydymą nuo tada, kai pirmasis iš jų buvo patvirtintas FDA 2011 m., tačiau klinikiniai tyrimai rodo, kad tik 10–40 % pacientų reaguoja į gydymą, priklausomai nuo vėžio tipo. Tie, kuriems gydymas nepadeda, rizikuoja patirti rimtų šalutinių poveikių, kol jų vėžys nekontroliuojamai progresuoja.pubmed.ncbi.nlm.nih+1

COMPASS analizuoja beveik 16 000 genų, atliekančių žinomus vaidmenis imuninių ląstelių būsenose, naviko mikroaplinkos sąveikose ir signalizacijos keliuose, aktyvumą. Modelis buvo apmokytas naudojant duomenis iš 10 184 navikų, apimančių 33 vėžio tipus, paimtus iš Vėžio genomo atlaso, o vėliau patikslintas naudojant 16 klinikinių tyrimų, kuriuose buvo tiriami skirtingi kontrolės taškų inhibitorių režimai septyniems vėžio tipams, rezultatus.medicalxpress+1

„Suprasti, kas reaguos į ICI, nėra menka žinių spraga“, – sakė vyresnioji autorė Marinka Zitnik, HMS biomedicinos informatikos docentė ir Harvardo Kempnerio instituto asocijuotoji dėstytoja. „Tai viena iš pagrindinių neišspręstų onkologijos problemų.“medicalxpress

Esamų metodų pranokimas

Bandymų metu COMPASS vidutiniškai beveik 10 % pranoko geriausią esamą metodą, skirtą prognozuoti atsaką į kontrolės taškų inhibitorius, pasižymėdamas 8,5 % didesniu tikslumu, 12,3 % geresniu Matthew koreliacijos koeficientu ir 15,7 % padidėjusia sritimi po tikslumo ir atšaukimo kreive. Tikslumas išliko stabilus įvairių tipų vėžio, vaistų, genų transkriptų sekos nustatymo platformų ir biopsijos vietų atveju.pubmed.ncbi.nlm.nih+1

Skirtingai nei „juodosios dėžės“ dirbtinio intelekto sistemos, COMPASS naudoja koncepcinę „bottleneck transformer“ architektūrą, kuri pateikia žmogui suprantamus rezultatus. Jis iššifruoja navikus į 44 biologiškai pagrįstas imunines koncepcijas, leisdamas gydytojams suprasti kiekvienos prognozės pagrindimą. Šis interpretuojamumas padėjo paaiškinti išskirtinius atvejus – pavyzdžiui, kodėl kai kurie pacientai, turintys imuninės sistemos uždegimo paveiktus navikus, vis tiek nereagavo į gydymą, ir kodėl kiti, turintys vadinamuosius „imuninės dykumos“ navikus, gavo naudos iš gydymo.medicalxpress+1

Klinikinės pasekmės

Jei būtų patvirtintas perspektyviniuose tyrimuose, COMPASS galėtų tarnauti kaip klinikinės pagalbos priemonė, padedanti onkologams pritaikyti pacientams tinkamą gydymą ir pagerinti dalyvavimą klinikiniuose tyrimuose, nustatant dalyvius, kuriems labiausiai tikėtinas prasmingas atsakas. M. Zitnik ir jos kolegos planuoja patikrinti, ar elektroninių sveikatos įrašų ir vienos ląstelės sekos nustatymo duomenų įtraukimas galėtų dar labiau padidinti tikslumą.medicalxpress