Американские и китайские биоинформатики разработали систему искусственного интеллекта, которая способна очень точно прогнозировать эффективность иммунотерапии по гистологическим данным и замерам активности 16 тыс. генов в образцах пациентских опухолей. Ее внедрение в медицинскую практику позволит сократить расходы на малоэффективное лечение, пишут ученые в статье в научном журнале Nature Medicine.
© ТАСС
"Иммунотерапия на базе блокаторов иммунных контрольных точек широко применяется для борьбы с большим числом опухолей, однако они хорошо помогают относительно небольшой доле пациентов. Мы создали систему ИИ, которая прогнозирует эффективность иммунотерапии на базе транскриптомных данных, и позволяет изучать механизмы, обуславливающие различия в ее действии на организм", — говорится в исследовании.
Данная система ИИ была разработана группой китайских и американских исследователей под руководством доцента Чжецзянского университета (Китай) Шэня Ваньсяня. Для ее создания ученые подготовили огромный банк данных, который включает в себя данные по активности генов и устройству образцов свыше 10,1 тыс. пациентских опухолей, относящихся к 33 типам злокачественных новообразований.
Ученые предположили, что вариации в работе генов в опухолевых клетках, а также особенности в структуре самих новообразований, содержат в себе неочевидную для человека информацию о том, насколько эффективно иммунотерапия может воздействовать на опухоль. Руководствуясь этой идеей, исследователи сопоставили вариации в активности свыше 16 тыс. генов с результатами лечения больных и использовали эти данные для обучения нейросети-трансформера, способной не только давать прогноз, но и объяснять свои решения на каждой стадии анализа.
Работу этой системы ИИ ученые проверили на результатах 16 клинических испытаний, в рамках которых медики изучали действие нескольких разных протоколов иммунотерапии на организм носителей семи форм рака. Эти проверки показали, что новый подход на 8-15% превосходит уже существующие методы прогнозирования эффективности иммунотерапии, а также при этом Шэню Ваньсяню и его коллегам удалось открыть несколько ранее неизвестных закономерностей.
В частности, ученые обнаружили, что даже при активном проникновении иммунных клеток внутрь опухоли эффективность иммунотерапии обычно бывает очень низкой, если у пациента активны гены, связанные с истощением B-клеток и белковыми сигналами, тормозящими рост новых клеток. Раскрытие и изучение подобных закономерностей поможет ученым точнее прогнозировать эффект от иммунотерапии, а также разработать ее более совершенные версии, подытожили Шэнь Ваньсянь и его коллеги.
Об иммунотерапии
В последние годы медики начали активно использовать методы иммунотерапии для борьбы с раком. Как правило, в их рамках врачи особым образом "перепрограммируют" Т-клетки или блокируют рецепторы на их поверхности при помощи антител, что повышает агрессивность этих иммунных клеток по отношению к опухоли. За разработку одной из первых форм иммунотерапии, связанной с подавлением работы гена PD-1, в 2018 году была вручена Нобелевская премия по физиологии и медицине.
