Keuhkosyöpä: AI osoittaa, kuka hyötyy immunoterapiasta
Keuhkosyöpä on yleinen ja usein aggressiivinen syövän muoto. Koska lääkäreiden on vaikea havaita sitä varhaisessa vaiheessa, keuhkosyöpää sairastavien on saatava paras ja kohdennetumpi hoito positiivisten näkymien lisäämiseksi. Immunoterapia on vaihtoehto, mutta mistä lääkärit tietävät, kuka hyötyy?
Kansallisen syöpäinstituutin mukaan keuhko- ja keuhkoputkisyöpä on toiseksi yleisimpiä syöpätyyppejä Yhdysvalloissa, mikä on 12,9% kaikista uusista syöpätapauksista.
Tällä syövän muodolla ei usein ole havaittavia oireita alkuvaiheessa, mikä voi tarkoittaa, että lääkärit eivät pysty havaitsemaan sitä aluksi. Tämä tarkoittaa, että hoidon jälkeiset näkymät eivät välttämättä ole yhtä hyvät kuin muilla syöpämuodoilla.
Jotta keuhkosyöpäpotilaat saisivat suotuisimmat tulokset, terveydenhuollon ammattilaisten on valittava kullekin yksilölle paras hoitotyyppi. Tämä voi kuitenkin olla hankalaa, koska on usein vaikea sanoa, kuka hyötyy eniten tietystä hoidosta.
Lääkärin voi olla myös vaikeaa määrittää, kuinka hyödyllisiä uudentyyppiset hoidot, kuten immunoterapia, ovat yksilölle. Toisin kuin kemoterapia, johon liittyy tiettyjen lääkkeiden käyttö syöpäsolujen hyökkäykseen ja tuhoamiseen, immunoterapia lisää ihmisen immuunivastetta syöpäkasvaimia vastaan.
Nyt Clevelandin (OH) Case Western Reserve University -tutkijoiden tutkijoiden johtama työryhmä on yhteistyössä kuuden muun laitoksen tutkijoiden kanssa kehittänyt uuden tekoälymallin. Malli antaa terveydenhuollon ammattilaisille mahdollisuuden selvittää, mitkä keuhkosyöpää sairastavat ihmiset hyötyisivät eniten immunoterapiasta.
Tutkijat selittävät menetelmänsä ja raportoivat havainnoistaan päiväkirjaan sisältyvässä tutkimuspaperissa Syöpäimmunologinen tutkimus.
"Vaikka immunoterapia on muuttanut koko syövän ekosysteemiä", selittää tutkimuksen tekijä Anant Madabhushi, "se on myös edelleen erittäin kallista - noin 200 000 dollaria potilasta kohden vuodessa.
"Tämä on osa taloudellista myrkyllisyyttä, joka liittyy syöpään ja jonka seurauksena noin 42% kaikista vasta diagnosoiduista syöpäpotilaista menettää elämänsä säästöt vuoden kuluessa diagnoosista", hän lisää. Madabhushi huomauttaa myös, että uusi työkalu, jonka parissa hän ja hänen kollegansa työskentelevät, voi auttaa lääkäreitä ja potilaita päättämään, mikä hoito sopii heille parhaiten, ja välttämään tarpeettomia kustannuksia.
Uusi malli voi ennustaa lopputuloksen
Madabhushi selittää, että hän ja hänen kollegansa kehittivät uuden mallin viimeaikaisten havaintojen perusteella, jotka tunnistivat merkit, jotka osoittavat, mitkä syöpäkasvaimet reagoivat hoitoon.
Aikaisemmassa tutkimuksessa tutkijat havaitsivat, että vaikka lääkärit ovat yleensä ajatelleet kasvaimen koon olevan hyvä indikaattori siitä, toimiiko terapeuttinen lähestymistapa vai ei, yksin tämän ominaisuuden tarkasteleminen voi olla harhaanjohtavaa.
Sen sijaan, sanoo Madabhushi, "[olemme havainneet, että tekstuurimuutos ennustaa paremmin hoidon toimivuuden".
"Joskus esimerkiksi solmu voi näyttää suuremmalta hoidon jälkeen toisesta syystä, esimerkiksi rikkoutuneesta astiasta kasvaimen sisällä - mutta hoito todella toimii", hän selittää. "Nyt meillä on tapa tietää se."
Uuden tekoälyn mallin kehittämiseksi joukkue käytti ensin tietokonetomografia (CT) -tutkimuksia 50 keuhkosyöpää sairastavalta ihmiseltä. Tämä antoi heille mahdollisuuden perustaa matemaattinen menetelmä, joka pystyi tunnistamaan kasvaimen koko- ja tekstuurimuutokset, kun he olivat altistuneet kahdelle tai kolmelle immunoterapiasyklille.
Menetelmä löysi malleja, jotka osoittivat, että tiettyihin kasvainten muutoksiin liittyi positiivinen vaste immunoterapiahoitoon sekä potilaiden korkeampi eloonjäämisaste.
Tässä tutkimuksessa korostettiin jälleen kerran, että ne keuhkosyöpäkasvaimet, joilla on havaittavimmat muutokset tekstuurissa, vastaavat myös parhaiten immunoterapiaan.
"Tämä on osoitus ohjelman perusarvosta, että koneoppimismallimme voisi ennustaa vasteen potilailla, joita hoidetaan erilaisilla immuunipisteen estäjillä. Kyse on biologisesta perusperiaatteesta. "
Tutkimuksen toinen kirjoittaja Prateek Prasanna
Aikaisemmin tänä vuonna toinen kirjoittaja Prateek Prasanna sai American Society of Clinical Oncology 2019 Conquer Cancer Foundation Merit Award -palkinnon tähän tutkimukseen liittyvästä tutkimuksesta.
Jatkossa tiimi aikoo testata tekoälymenetelmäänsä edelleen useilla TT-kuvilla muista sivustoista ja ihmisistä, joita hoidetaan erilaisilla immunoterapia-aineilla.
