Ультрачувствительная технология жидкой биопсии обнаруживает рак раньше стандартных методов
Последняя редакция: 14.06.2024
Весь контент Web2Health проверяется медицинскими экспертами, чтобы обеспечить максимально возможную точность и соответствие фактам.
У нас есть строгие правила по выбору источников информации и мы ссылаемся только на авторитетные сайты, академические исследовательские институты и, по возможности, доказанные медицинские исследования. Обратите внимание, что цифры в скобках ([1], [2] и т. д.) являются интерактивными ссылками на такие исследования.
Если вы считаете, что какой-либо из наших материалов является неточным, устаревшим или иным образом сомнительным, выберите его и нажмите Ctrl + Enter.
Метод, основанный на использовании искусственного интеллекта для обнаружения опухолевой ДНК в крови, продемонстрировал беспрецедентную чувствительность в прогнозировании рецидива рака, согласно исследованию, проведенному учеными из Медицинской школы Уайлла Корнелла, NewYork-Presbyterian, Нью-Йоркского геномного центра (NYGC) и Мемориал Слоан Кеттеринг (MSK). Новая технология имеет потенциал улучшить онкологическое лечение за счет очень раннего обнаружения рецидива и тщательного мониторинга реакции опухоли на терапию.
В исследовании, опубликованном 14 июня в журнале Nature Medicine, исследователи показали, что они смогли обучить модель машинного обучения, тип платформы искусственного интеллекта, обнаруживать циркулирующую опухолевую ДНК (ctDNA) на основе данных секвенирования ДНК из анализов крови пациентов с очень высокой чувствительностью и точностью. Они успешно продемонстрировали технологию на пациентах с раком легкого, меланомой, раком молочной железы, раком толстой кишки и предраковыми полипами толстой кишки.
"Нам удалось достичь значительного улучшения соотношения сигнал-шум, что позволило нам, например, обнаруживать рецидив рака за месяцы или даже годы до того, как это делают стандартные клинические методы," — сказал соавтор исследования доктор Дэн Ландау, профессор медицины в отделении гематологии и медицинской онкологии в Медицинской школе Уайлла Корнелла и основной член Нью-Йоркского геномного центра.
Соавтором и первым автором исследования был доктор Адам Уидман, постдокторант в лаборатории Ландау, который также является онкологом-молочной железы в MSK. Другими первыми авторами были Минита Шах из NYGC, доктор Аманда Фридендал из Университета Орхуса и Даниэль Халмос из NYGC и Медицинской школы Уайлла Корнелла.
Технология жидкой биопсии долго не могла реализовать свой большой потенциал. Большинство существующих подходов нацелены на относительно небольшие наборы ракоассоциированных мутаций, которые часто слишком редко присутствуют в крови для надежного обнаружения, что приводит к недооценке рецидивов рака.
Несколько лет назад доктор Ландау и его коллеги разработали альтернативный подход на основе полногеномного секвенирования ДНК в образцах крови. Они показали, что таким образом можно собрать гораздо больше "сигнала", что позволяет более чувствительно и логистически проще обнаруживать опухолевую ДНК. С тех пор этот подход все больше принимается разработчиками жидкой биопсии.
В новом исследовании исследователи сделали еще один шаг вперед, используя продвинутую стратегию машинного обучения (аналогичную той, что используется в популярных приложениях ИИ, таких как ChatGPT) для обнаружения тонких паттернов в данных секвенирования, в частности, для различения паттернов, свидетельствующих о наличии рака, от паттернов, свидетельствующих о ошибках секвенирования и другом "шуме".
В одном из тестов исследователи обучили свою систему, которую они назвали MRD-EDGE, распознавать специфические для пациента мутации опухоли у 15 пациентов с раком толстой кишки. После операции и химиотерапии система предсказала на основе данных крови, что у девятерых из них остался рак. У пятерых из этих пациентов позже, через несколько месяцев, рецидив был обнаружен менее чувствительными методами. Однако не было ложных отрицательных результатов: ни один из пациентов, которых MRD-EDGE считал свободными от опухолевой ДНК, не испытал рецидива в течение исследовательского периода.
MRD-EDGE продемонстрировал схожую чувствительность в исследованиях у пациентов с раком легкого на ранней стадии и тройным негативным раком молочной железы, рано обнаружив все, кроме одного, рецидивы и отслеживая статус опухоли во время лечения.
Исследователи продемонстрировали, что MRD-EDGE может обнаруживать даже мутантную ДНК из предраковых аденом толстой кишки — полипов, из которых развиваются раки толстой кишки.
"Не было ясно, что эти полипы могут высвобождать обнаружимую ctDNA, поэтому это значительное достижение, которое может указать на будущие стратегии, направленные на обнаружение предраковых изменений," — сказал доктор Ландау, который также является членом онкологического центра Сандры и Эдварда Мейера в Медицинской школе Уайлла Корнелла и гематологом-онкологом в NewYork-Presbyterian/Медицинском центре Уайлла Корнелла.
Наконец, исследователи показали, что даже без предварительного обучения на данных о секвенировании опухоли пациентов, MRD-EDGE может обнаруживать ответы на иммунотерапию у пациентов с меланомой и раком легкого за несколько недель до обнаружения с помощью стандартного рентгеновского изображения.
"В целом, MRD-EDGE решает большую потребность, и мы взволнованы его потенциалом и работаем с промышленными партнерами, чтобы попытаться предложить его пациентам," — сказал доктор Ландау.