Использование искусственного интеллекта, чтобы определить, работает ли иммунотерапия

K_O_S | 25 ноября, 2019 | Здоровье | Комментариев нет

В настоящее время только около 20% всех больных раком действительно выиграют от дорогостоящей иммунотерапии. Новое исследование теперь может определить, какие из них относятся к этой категории, просто анализируя ранее невиданные изменения в схемах КТ-сканирования, сделанных, когда впервые диагностируется рак легкого, по сравнению со сканами, выполненными после первых 2-3 циклов иммунотерапии.

Ученые из лаборатории цифровых изображений Case Western University University, уже впервые использовавшей искусственный интеллект для прогнозирования успешности химиотерапии, теперь могут определить, какие пациенты с раком легкого выиграют от дорогостоящей иммунотерапии.

И, опять же, они делают это, обучая компьютер находить ранее невиданные изменения в схемах КТ-сканирования, сделанных, когда впервые диагностируется рак легкого, по сравнению со сканами, выполненными 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.

«Это не проблески — это исследование действительно, кажется, отражает кое-что о самой биологии болезни, о которой является более агрессивным фенотипом, и этой информации онкологи в настоящее время не имеют», — сказал Анант Мадабхуши, чей Центр для компьютерной визуализации и персонализированной диагностики (CCIPD) стал мировым лидером в области обнаружения, диагностики и характеристики 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, согласно Национальному раку. Институт.

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 изменила всю экосистему рака, 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 того, чтобы «лучше определить, какие пациенты будут реагировать на иммунотерапию, а не выбрасывать 800 000 долларов», — добавил он, сославшись на четырех пациентов. из пяти человек, которые не получат выгоды, умноженные на годовую сметную стоимость.

Новое исследование опубликовано

Новое исследование, проведенное соавторами Мохаммадхади Хоррами и Пратиком Прасанной, а также Мадабхуши и 10 других сотрудников из шести различных учреждений (см. Список ниже) было опубликовано в этом месяце 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.

«Это важно, потому что когда врач принимает решение на основании только компьютерной томографии, отреагировал ли пациент на терапию, это часто зависит от размера поражения», — сказал Хоррами. «Мы обнаружили, что изменение текстуры является лучшим показателем того, работает ли терапия.

«Иногда, например, узелок может выглядеть больше после терапии по другой причине, например, из-за сломанного сосуда внутри опухоли — но терапия действительно работает. Теперь у нас есть способ узнать это».

Прасанна, постдокторский научный сотрудник лаборатории Мадабхуши, сказал, что исследование 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 ингибиторы иммунной контрольной точки», — сказал он. «Мы имеем дело с фундаментальным биологическим принципом».

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, позже были также обнаружены, что они тесно связаны с расположением иммунных клеток на исходных диагностических биопсиях. из 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 иммунотерапия, сказал он.

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 выиграют от адъювантной химиотерапии на основе изображений, полученных при скольжении ткани. Журнал «Профилактика» назвал это достижение одним из 10 лучших медицинских достижений в 2018 году.

Источник истории:

Материалы предоставлены Case Western Reserve University . Примечание: содержание может быть отредактировано по стилю и длине.

Ссылка на журнал :

Мохаммадхади Хоррами, Пратик Прасанна, Амит Гупта, Прадня Патил, Прия Д. Велю, Раджат Тхавани, Герман Корредор, Мехди Алилу, Каустав Бера, Пинфу Фу, Майкл Фельдман, Вамсидхар Велчети, Анант Мадабхуши. Изменения рентгенологических особенностей КТ, связанные с распределением лимфоцитов, предсказывают общую выживаемость и реакцию на иммунотерапию при немелкоклеточном раке легкого . Исследования в области иммунологии рака , 2019; canimm.0476.2019 DOI: 10.1158 / 2326-6066.CIR-19-0476