- Исследователи разработали простой и дешевый экспериментальный тест для диагностики рака.
- Для анализа требуется всего лишь крошечное засохшее пятно крови.
- Исследователи обнаружили, что он имеет чувствительность 82–100% и занимает всего несколько минут.
- Этот подход может быть особенно полезен для людей в странах с низкими доходами.
Ученые в Китае создали тест на высушенную кровь для диагностики рака. В новом исследовании они сосредоточились на раке поджелудочной железы, желудка и колоректального рака.
Система, использующая форму искусственного интеллекта (ИИ), называемую машинным обучением, значительно быстрее и экономичнее, чем текущие анализы цельной крови и другие диагностические методы.
Согласно их недавней статье в
Рост использования ИИ в медицине
Сегодня практически все работает на базе искусственного интеллекта, к лучшему или к худшему. Но хотя ИИ может отнимать у людей рабочие места и создавать ужасное «искусство», его силы также можно использовать во благо.
Исследователи-медики заняты использованием новейших технологий искусственного интеллекта, которые помогут нам понять и лечить болезни.
Одной из частей этого путешествия открытий является поиск инновационных способов диагностики заболеваний. Это важная работа: раннее выявление заболеваний обычно приводит к лучшим результатам.
Поскольку некоторые виды рака трудно диагностировать и отсутствуют надежные маркеры крови, некоторые эксперты изучают, может ли ИИ помочь.
В настоящее время для точной диагностики часто требуются дорогостоящие помещения, оборудование и транспорт. Например, цельная кровь требует хранения при контролируемой температуре при транспортировке, что обходится дорого.
Как пишут авторы новой статьи: «Эффективность затрат является ключевым моментом в скрининге заболеваний».
Эти затраты являются дополнительным бременем для развивающихся стран и более бедных регионов, где многие случаи рака пропускаются из-за отсутствия доступа к здравоохранению. В связи с этим некоторые эксперты полагают, что к 2030 г.
Использование проб крови для выявления рака
Некоторые заболевания уже могут быть
Однако наиболее распространенные диагностические маркеры рака, такие как микроРНК и белки, легче разрушаются во время высыхания. Кроме того, небольшого количества крови, взятого для анализа пятен крови, обычно недостаточно для диагностики рака.
Медицинские новости сегодня разговаривал с доктором Джоэлом Ньюманом, гематологом-консультантом и руководителем отделения патологии в окружной больнице общего профиля Истборна, который не принимал участия в исследовании.
Он рассказал о трудностях использования пятен крови для выявления рака:
«Вам нужно найти что-то обнаруживаемое в небольшом количестве крови, что можно воспроизводимо связать с раком. Чего вы не хотите, так это обнаружить что-то, что может возникнуть естественным путем и привести к ненужным дальнейшим расследованиям или беспокойству».
Недавнее исследование использует инновационный подход. Вместо того, чтобы сосредоточиться на существующих маркерах рака, их технология обнаруживает метаболические изменения, связанные с раком. Как объясняют авторы, это происходит потому, что «большинство метаболитов остаются стабильными на высушенных пятнах».
Они считают, что экономически эффективный и быстрый тест на рак с использованием искусственного интеллекта может быть жизнеспособным вариантом. Их экспериментальные испытания основаны на технологии, называемой масс-спектрометрией лазерной десорбции/ионизации с усилением наночастиц (NPELDI MS).
Более надежно, быстро и безопасно, чем анализы цельной крови.
Используя свой экспериментальный тест, исследователи показали, что он может диагностировать рак по высушенным пятнам крови с чувствительностью 82–100%. Это превосходит современные тесты цельной крови, чувствительность которых, по их словам, составляет 50–80%.
В рамках своего исследования они подвергли образцы крови воздействию различных температур и условий окружающей среды. Они обнаружили, что образцы остались жизнеспособными. Для сравнения, многие стандартные анализы цельной крови требуют очень низких температур, чтобы предотвратить порчу.
Кроме того, стандартные тесты основаны на дорогостоящей и трудоемкой предварительной обработке образцов, тогда как анализ пятен крови можно анализировать напрямую, что экономит время и деньги. Аналогичным образом, анализы капель крови требуют меньше физического пространства, что упрощает и удешевляет их транспортировку.
Этот подход также может быть более безопасным: процесс высыхания пятен крови инактивирует некоторые вредные патогены, которые остаются активными в цельной крови.
Помощь в выявлении ошибочного диагноза рака
В рамках своего анализа авторы оценили, сколько дополнительных случаев рака они могли бы обнаружить, используя свою систему сухих капель крови, если бы она была широко внедрена.
В настоящее время скрининг колоректального рака основан в первую очередь на колоноскопии, рак поджелудочной железы требует компьютерной томографии (КТ), а рак желудка диагностируется с помощью гастроскопии. Все это дорогостоящие методы, требующие квалифицированного медицинского персонала.
Напротив, авторы объясняют, что их подход «может достичь высокого уровня диагностической точности, даже если он проводится местными медицинскими работниками в клинических условиях с ограниченными ресурсами».
По их оценкам, недиагностированные случаи рака среди малообеспеченных групп населения колеблются от 34,56% до 84,30%.
Однако, если бы этот новый подход к популяционному скринингу рака был реализован в сельских районах Китая, по оценкам авторов, количество невыявленных случаев снизилось бы с:
- От 84,30% до 29,20% для колоректального рака
- От 34,56% до 9,30% для рака поджелудочной железы
- От 77,57% до 57,22% при раке желудка
МНТ беседовал с Антоном Бильчиком, доктором медицинских наук, хирургом-онкологом, главным врачом и директором гастроинтестинальной и гепатобилиарной программы в Онкологическом институте Провиденс-Сент-Джон в Санта-Монике, Калифорния, который не принимал участия в исследовании.
Мы спросили, были ли эти результаты удивительными:
«Я был очень удивлен этими выводами. Снижение предполагаемого процента невыявленных случаев рака (…) поражает, особенно в менее развитых регионах».
Сколько будет стоить анализ крови?
Чтобы избежать ошибочной постановки диагноза, тесты крови необходимо будет распространить на все население, а это означает, что важным фактором является стоимость.
Авторы приводят один пример того, как их технология может сэкономить деньги: конверт со 100 тестами на высушенные пятна крови на фильтровальной бумаге можно отправить из Ганьсу — одной из самых слаборазвитых провинций Китая — в Шанхай всего за 1,5 дня. Доставка обойдется всего в 0,32 доллара.
Для сравнения, упаковка из 100 образцов жидкой сыворотки, которые в семь раз больше, занимает 4–5 дней, требует транспортировки в холодовой цепи и стоит 3,42 доллара.
Необходимы испытания на людях
Поиск экономически эффективного и точного способа диагностики рака является захватывающим, но предстоит проделать большую работу, прежде чем эта технология попадет в клинику.
В этом исследовании они протестировали свою модель искусственного интеллекта только на нескольких сотнях образцов от людей, у которых было обнаружено онкологическое заболевание.
Прежде чем эта технология станет мейнстримом, ученым необходимо протестировать ее на тысячах реальных людей. Бильчик, однако, по-прежнему оптимистично оценивает эту перспективу:
«Результаты необходимо подтвердить и проспективно изучить, поскольку это может изменить практику и оказать серьезное влияние на диагностику пропущенных видов рака».