มะเร็งปอด: AI แสดงให้เห็นว่าใครจะได้รับประโยชน์จากการบำบัดด้วยภูมิคุ้มกัน
มะเร็งปอดเป็นมะเร็งในรูปแบบที่พบบ่อยและมักลุกลาม เนื่องจากเป็นเรื่องยากสำหรับแพทย์ในการตรวจพบ แต่เนิ่น ๆ ผู้ที่เป็นมะเร็งปอดจึงจำเป็นต้องได้รับการบำบัดที่ดีที่สุดและตรงเป้าหมายที่สุดเพื่อให้มีแนวโน้มในเชิงบวก ภูมิคุ้มกันบำบัดเป็นทางเลือกหนึ่ง แต่แพทย์จะรู้ได้อย่างไรว่าใครจะได้รับประโยชน์?
จากข้อมูลของสถาบันมะเร็งแห่งชาติระบุว่ามะเร็งปอดและหลอดลมเป็นมะเร็งที่แพร่กระจายมากที่สุดเป็นอันดับสองของผู้คนในสหรัฐอเมริกาโดยคิดเป็น 12.9% ของผู้ป่วยมะเร็งรายใหม่ทั้งหมด
มะเร็งรูปแบบนี้มักไม่มีอาการให้เห็นชัดเจนในระยะแรกซึ่งอาจหมายความว่าแพทย์ไม่สามารถตรวจพบได้ในตอนแรก ซึ่งหมายความว่าแนวโน้มการรักษาต่อไปนี้อาจไม่ดีเท่ากับมะเร็งในรูปแบบอื่น ๆ
เพื่อให้แน่ใจว่าผลลัพธ์ที่ดีที่สุดสำหรับผู้ที่เป็นมะเร็งปอดบุคลากรทางการแพทย์จะต้องเลือกประเภทของการรักษาที่ดีที่สุดสำหรับแต่ละบุคคล อย่างไรก็ตามสิ่งนี้อาจเป็นเรื่องยุ่งยากเนื่องจากมักเป็นการยากที่จะบอกได้ว่าบุคคลใดจะได้รับประโยชน์สูงสุดจากการรักษาโดยเฉพาะ
นอกจากนี้ยังอาจเป็นเรื่องยากสำหรับแพทย์ในการพิจารณาว่าการรักษาประเภทใหม่ ๆ เช่นภูมิคุ้มกันบำบัดจะเป็นประโยชน์ต่อแต่ละบุคคลอย่างไร ต่างจากเคมีบำบัดซึ่งเกี่ยวข้องกับการใช้ยาเฉพาะเพื่อโจมตีและทำลายเซลล์มะเร็งการบำบัดด้วยภูมิคุ้มกันจะทำงานโดยการกระตุ้นภูมิคุ้มกันของบุคคลต่อเนื้องอกมะเร็ง
ตอนนี้ทีมที่นำโดยนักวิจัยจาก Case Western Reserve University ในคลีฟแลนด์รัฐโอไฮโอร่วมกับนักวิทยาศาสตร์จากสถาบันอื่น ๆ อีก 6 แห่งได้พัฒนารูปแบบปัญญาประดิษฐ์ (AI) ใหม่ แบบจำลองนี้ช่วยให้ผู้ปฏิบัติงานด้านการแพทย์สามารถค้นหาว่าผู้ป่วยมะเร็งปอดรายใดจะได้รับประโยชน์สูงสุดจากการบำบัดด้วยภูมิคุ้มกัน
ผู้วิจัยอธิบายวิธีการของพวกเขาและรายงานการค้นพบของพวกเขาในเอกสารการศึกษาที่มีอยู่ในวารสาร การวิจัยภูมิคุ้มกันวิทยามะเร็ง.
“ แม้ว่าภูมิคุ้มกันบำบัดจะเปลี่ยนระบบนิเวศทั้งหมดของมะเร็งไปแล้วก็ตาม” Anant Madabhushi ผู้ร่วมวิจัยอธิบาย“ มันยังคงมีราคาแพงมาก - ประมาณ 200,000 เหรียญต่อผู้ป่วยต่อปี
“ นั่นเป็นส่วนหนึ่งของความเป็นพิษทางการเงินที่มาพร้อมกับมะเร็งและส่งผลให้ประมาณ 42% ของผู้ป่วยมะเร็งที่เพิ่งได้รับการวินิจฉัยทั้งหมดสูญเสียชีวิตภายในหนึ่งปีของการวินิจฉัย” เขากล่าวเสริม Madabhushi ยังตั้งข้อสังเกตว่าเครื่องมือใหม่ที่เขาและเพื่อนร่วมงานกำลังทำอยู่อาจช่วยให้แพทย์และผู้ป่วยตัดสินใจได้ว่าการบำบัดแบบใดที่เหมาะสมกับพวกเขาที่สุดและหลีกเลี่ยงค่าใช้จ่ายที่ไม่จำเป็น
โมเดลใหม่สามารถทำนายผลลัพธ์ได้
Madabhushi อธิบายว่าเขาและเพื่อนร่วมงานได้พัฒนารูปแบบใหม่จากการค้นพบล่าสุดที่ระบุสัญญาณที่แสดงว่าเนื้องอกมะเร็งชนิดใดตอบสนองต่อการรักษา
ในการศึกษาก่อนหน้านี้นักวิจัยพบว่าในขณะที่แพทย์มักคิดว่าขนาดของเนื้องอกเป็นตัวบ่งชี้ที่ดีว่าวิธีการรักษาได้ผลหรือไม่ แต่การดูลักษณะนี้เพียงอย่างเดียวอาจเป็นการหลอกลวง
Madabhushi กล่าวว่า“ [w] e พบว่าการเปลี่ยนแปลงของพื้นผิวเป็นตัวทำนายที่ดีกว่าว่าการบำบัดนั้นได้ผลหรือไม่”
“ บางครั้งก้อนเนื้ออาจมีขนาดใหญ่ขึ้นหลังการรักษาด้วยสาเหตุอื่นเช่นเส้นเลือดแตกในเนื้องอก แต่การบำบัดยังได้ผลจริง” เขาอธิบาย “ ตอนนี้เรามีวิธีที่จะรู้ว่า”
ในการพัฒนารูปแบบ AI ใหม่ทีมงานได้ใช้ข้อมูลจากการสแกนเอกซ์เรย์คอมพิวเตอร์ (CT) ครั้งแรกจาก 50 คนที่เป็นมะเร็งปอด สิ่งนี้ทำให้พวกเขาสามารถกำหนดวิธีการทางคณิตศาสตร์ที่สามารถระบุการเปลี่ยนแปลงขนาดและเนื้อสัมผัสที่เกิดขึ้นในเนื้องอกหลังจากได้รับภูมิคุ้มกันบำบัดสองถึงสามรอบ
วิธีการนี้พบรูปแบบที่บ่งชี้ว่าการเปลี่ยนแปลงโดยเฉพาะของเนื้องอกมีความสัมพันธ์กับการตอบสนองเชิงบวกต่อการรักษาด้วยภูมิคุ้มกันบำบัดเช่นเดียวกับอัตราการรอดชีวิตของผู้ป่วยที่สูงขึ้น
การศึกษานี้เน้นย้ำอีกครั้งว่าเนื้องอกมะเร็งปอดที่แสดงการเปลี่ยนแปลงของเนื้อสัมผัสที่เห็นได้ชัดเจนที่สุดก็เป็นเนื้องอกที่ตอบสนองต่อภูมิคุ้มกันบำบัดได้ดีที่สุดเช่นกัน
“ นี่เป็นการแสดงให้เห็นถึงคุณค่าพื้นฐานของโปรแกรมที่โมเดลแมชชีนเลิร์นนิงของเราสามารถทำนายการตอบสนองของผู้ป่วยที่ได้รับการรักษาด้วยสารยับยั้งจุดตรวจภูมิคุ้มกันที่แตกต่างกัน เรากำลังดำเนินการกับหลักการพื้นฐานทางชีววิทยา”
ศึกษาผู้เขียนร่วม Prateek Prasanna
เมื่อต้นปีที่ผ่านมา Prateek Prasanna ผู้ร่วมเขียนได้รับรางวัล American Society of Clinical Oncology 2019 Conquer Cancer Foundation Merit Award สำหรับงานวิจัยที่เกี่ยวข้องกับการศึกษานี้
ในอนาคตทีมกำลังวางแผนที่จะทดสอบวิธี AI ของพวกเขาเพิ่มเติมในการสแกน CT เพิ่มเติมจากไซต์อื่น ๆ และจากผู้ที่ได้รับการรักษาด้วยสารภูมิคุ้มกันบำบัดที่แตกต่างกัน
