Искусственный интеллект помогает прогнозировать побочные эффекты иммунотерапии

Р’ последние РіРѕРґС‹ РІ лечении онкологических заболеваний наибольший интерес представляют препараты, снимающие блок СЃ РёРјРјСѓРЅРЅРѕР№ системы Рё позволяющие ей самой работать против опухоли — ингибиторы иммунных контрольных точек (Immune checkpoint inhibitors). Рљ РЅРёРј относятся такие известные, без преувеличения совершившие революцию РІ онкологии, препараты, как Ipilimumab, Nivolumab, Pembrolizumab. Существует большой СЃРїРёСЃРѕРє онкологических заболеваний, РІ отношении которых уже достигнут эффект этих препаратов, Рё РјС‹ ожидаем расширения области РёС… применения. Однако подобные методы лечения СЃРїРѕСЃРѕР±РЅС‹ вызывать различные осложнения.

Искусственный интеллект помогает прогнозировать побочные эффекты иммунотерапии

Осложнения, вызванные приемом этой группы препаратов

Данные препараты «разблокируют» иммунную систему, и она начинает активно работать против опухоли.

К сожалению, при этом теряются некоторые «ограничители», и здоровые клетки организма могут быть восприняты иммунной системой как чужеродные.

В этом случае возникает аутоиммунное воспаление с такими симптомами, как отек, покраснение, боль.

Аутоиммунный механизм лежит в основе всех симптомов, которые могут развиться на фоне лечения.

Первые признаки осложнений РјРѕРіСѓС‚ появляться уже после 2-3 введений препарата, как правило, РЅР° третьей неделе лечения – СЃРѕ стороны кожных РїРѕРєСЂРѕРІРѕРІ, РЅР° пятой – СЃРѕ стороны желудочно-кишечного тракта, позднее – СЃРѕ стороны СЌРЅРґРѕРєСЂРёРЅРЅРѕР№ системы Рё печени. Очень важно как можно быстрее сообщить РѕР± этом лечащему врачу. 

Искусственный интеллект помогает прогнозировать побочные эффекты иммунотерапии

Большое значение в предупреждении появления и лечении этих симптомов имеет опыт лечебного учреждения.

Данные препараты являются передовыми не только в России, но и в мире, некоторые пока еще не имеют государственной регистрации в нашей стране.

Однако опыт их применения у россиян уже имеется в ряде специализированных центров. В Санкт-Петербурге к ним относятся Н�� онкологии им. Н.Н.

Петрова, Ленинградский Городской онкологический диспансер, Онкоцентр.

По существующей статистике, чем больше опыта у докторов, тем ниже частота проявления осложнений, особенно серьезных, у пациентов.

Так же следует учитывать, что симптомы могут охватывать любую область организма и наличие в лечебном учреждении широкого спектра специалистов является весомым преимуществом. Существует определенный риск развития серьезных, даже угрожающих жизни пациента, побочных реакций. В этом случае требуется экстренная госпитализация больного и срочное начало лечения осложнений.

Искусственный интеллект помогает прогнозировать побочные эффекты иммунотерапии

Действия врачей при возникновении симптомов

В первую очередь необходимо исключить другие причины, ведь симптомы, связанные с приемом ингибиторов, неспецифичны и схожи со многими расстройствами.

Дальнейшие действия зависят от степени проявления осложнения.

При легких проявлениях следует наблюдение, возможны такие меры, как симптоматическая терапия, отсрочка следующего введения препарата, лечение кортикостероидными гормонами. В случае тяжелых осложнений требуется госпитализация пациента. Доктор может назначить длительное (более четырех недель) лечение кортикостероидными гормонами в высоких дозах. Возможно даже применение иммуносупрессантов для прерывания побочной аутоиммунной реакции.

Симптомы осложнений

Пострадать может любой орган, но чаще всего симптомы проявляются в отношении кожи или желудочно-кишечного тракта.

Симптомы можно спутать с обычными расстройствами и не придать им должного значения, что грозит серьезным ухудшением состояния пациента.

Самыми распространенными осложнениями, наблюдающимися у 20-25% пациентов, являются колит (воспаление кишечника), диарея (понос), кожная сыпь, зуд.

Реже страдают печень и эндокринная система.

Р–РљРў

Симптомами являются учащенный или жидкий стул с кровью или слизью. Очень важно сразу сообщить доктору о развитии этих симптомов.

В тяжелых случаях, при позднем обращении и длительном течении осложнения, возможно появление язв и трещин в стенке кишки.

При необходимости врач назначит эндоскопическое обследование кишечника (фиброколоноскопию). Доктор назначает диету, возможно с переходом на жидкую пищу.

При эффективном лечении симптомы постепенно прекращаются, но возврат к обычному питанию происходит не сразу и только по согласованию с врачом.

При колите, помимо диеты, назначается длительный прием кортикостероидов в течение 4-6 недель. В случае серьезных осложнений возможна госпитализация больного, назначение иммуносупрессантов.

Искусственный интеллект помогает прогнозировать побочные эффекты иммунотерапии Искусственный интеллект помогает прогнозировать побочные эффекты иммунотерапии

Кожа

Наиболее часто осложнения выражаются в виде сыпи, сопровождающейся зудом, в первую очередь на сгибательных поверхностях – локти, колени. В этом случае врач должен оценить площадь поражения, выраженность, наличие инфекции и назначить лечение.

Печень

Жалобы могут быть неспецифические: снижение аппетита, дискомфорт в правом подреберье, слабость, легкая тошнота.

При тяжелом поражении печени – желтушное окрашивание кожи, склер глазных яблок.

В то же время возможны такие изменения, которые можно увидеть только после проведения биохимического анализа крови, например, повышение уровня билирубина или ферментов печени (трансаминаз). Поэтому перед каждым введением препарата лечащий доктор всегда назначает контроль анализов крови.

Эндокринная система

Для контроля за состоянием эндокринной системы во время лечения доктор назначает регулярные анализы для определения уровня гормонов щитовидной железы и глюкозы в крови.

Симптомы, связанные с осложнениями в работе эндокринной системы, знакомы обычному человеку: головные боли, утомляемость, снижение аппетита, легкая тошнота.

Очень важно сразу сообщать доктору о наличии даже незначительных жалоб.

Дыхательная система

Значительные осложнения могут проявиться со стороны легочной системы. Может возникнуть пульмонит (или пневмонит), т.е. неинфекционное воспаление легочной ткани.

При этом пациенты могут жаловаться, например, на одышку или сухой кашель.

Доктор проводит дополнительное обследование, назначает рентгенограмму или компьютерную томограмму легких.

Если доктор недостаточно опытен в лечении осложнений, или если пациент не следует рекомендациям, осложнения могут характеризоваться «волнообразным» течением.

Например, если прервать лечение сыпи гормональным препаратом, через некоторое время она снова проявится в более выраженной форме и потребует более серьезного вмешательства.

Как правило, полный курс лечения занимает около месяца.

Если осложнений нет, специальная диета во время проведения иммунотерапии не требуется.

Если же диета назначена, необходимо убедиться, что организм получает все необходимые витамины другими способами, например, при помощи регулярного приема поливитаминов.

Следует помнить, что осложнения, вызванные иммунотерапией, могут развиваться и в течение первых недель лечения, и через 2-3 года после его завершения.

Всем пациентам мы рекомендуем следовать несложным правилам:

  • РќРµ лечить осложнения самостоятельно
  • Своевременно информировать лечащего врача РѕР±Рѕ всех изменениях самочувствия
  • РќРµ отказываться РѕС‚ госпитализации

Каждый пациент, получающий подобное лечение в Н�� онкологии им. Н.Н. Петрова, до его начала получает подробный инструктаж и всю необходимую информацию о возможных осложнениях.

Также Сѓ нас существует круглосуточная линия поддержки, СЃ помощью которой, РІ случае появления симптомов осложнений, пациент РІ любое время может получить грамотную консультацию РїРѕ дальнейшим действиям. 

Семенова Анна �горевна – к.м.н., старший научный сотрудник отделения инновационных методов терапевтической онкологии и реабилитации Н�� онкологии им. Н.Н. Петрова

Побочные эффекты иммунотерапии

Атезолизумаб (Тецентрик) — это гуманизированное моноклональное антитело из класса IgG1 с видоизмененным Fc-фрагментом, которое непосредственно связывается с PD-L1 и блокирует его взаимодействие с рецепторами PD-1 и B7.1.

Таким образом, атезолизумаб способствует прекращению опосредованного PD-L1/PD-1 подавления иммунного ответа и вызывает реактивацию противоопухолевого иммунитета.  Вторая сторона медали современной иммунотерапии – это побочные эффекты, осложнения, иммуноопосредованные нежелательные явления.

Они обусловлены избыточной активацией иммунной системы с аутоиммунным поражением нормальных тканей различных органов и систем. Эти симптомы могут появиться уже в течение 1 недели или только через 54 недели от начала терапии, могут усиливаться в любой момент времени и приводить к фатальным последствиям.

Искусственный интеллект помогает прогнозировать побочные эффекты иммунотерапии

Иммуноопосредованный пневмонит наблюдается у 2,7% пациентов. Начальные признаки и симптомы: сухой кашель, прогрессирующая одышка, хрипы на вдохе, гипоксия, лихорадка, боль в груди. Необходимо как можно раньше сообщать о симптомах, что позволит оперативно и эффективно предотвратить угрожающую жизни дыхательную недостаточность и срочного вмешательства, например, трахеостомии или интубации.

Иммуноопосредованный гепатит — у 2% пациентов.

Проявляется преимущественно бессимптомным повышением активности печеночных ферментов, редко повышением общего билирубина и желтухой, потемнением мочи, посветлением кала, кожным зудом, повышением кровоточивости, иногда присутствие лихорадки. Крайне важен контроль функции печени до начала терапии и перед каждым введением, что позволит предотвратить развитие тяжелой степени гепатита и соответственно прерывание лечения.

Иммуноопосредованный колит — у 1.1%. Проявляется болями в животе, спазмы, изменения частоты и характера стула, слизь или кровь в стуле. В запущенной форме вплоть до перфорации кишечника, сепсиса, симптомов раздражения брюшины и кишечной непроходимости.

Иммуноопосредованное нарушение функции щитовидной железы:

Гипотериоз — у 5.2% в монотерапии и у 24.3% в комбинации с бевацизумабом. Признаки: низкий обмен веществ в организме-запор, холодовая непереносимость, забывчивость и изменения личности, увеличение веса, задержка жидкости, отечность лица, изменения голоса, сухость кожи.

Читайте также:  Укорочение теломер защищает от рака

Гипертиреоз – у 4.9% с карбоплатином и наб-паклитакселом, 6,35%- с бевацизумабом, 0.9%- в монотерапии. Признаки: внезапное снижение массы тела, несмотря на повышенный аппетит, беспокойство, раздражительность, бессонница, потливость, мелкий тремор.

Надпочечниковая недостаточность — у 0.4% может проявляться усталостью, анарексией, снижением массы тела, гиперкортезолэмией, гипонатриемией.

Развитие сахарного диабета в 0.3% случаев будет проявляться гипергликемией, заторможенностью, рвотой, болями в мышцах, полидипсией и полиурией и потребовать заместительной инсулинотерапии.

  • Симптомы панкреатита как осложнения иммунотерапии атезолизумабом — боли в спине/животе, анорексией, тошнотой, рвотой, отеком поджелудочной железы.
  • Иммуноопосредованный менингоэнцефалит встречается в 0.4% случаев и может проявляться головной болью, изменениями психического состояния, нарушеним зрения, судорогами, тошнотой, рвотой, ригидностью затылочных мышц ,ознобом, спутанностью сознания 
  • Нейропатия может проявляться как неспецифической симптоматикой: головной болью, головокружением, парестезией (онемение, покалывание, болевые ощущения), так и расстройствами вегетативной нервной системы, птозом, двоением в глазах, дисфагией, быстро прогрессирующей мышечной слабостью, дыхательной недостаточностью.

При иммунотерапии атезолизумабом крайне важно информирование и обучение пациентов для оперативного выявления нежелательных явлений, так как своевременная диагностика и надлежащая медикаментозная терапия улучшит результаты и при этом не окажет негативного влияния на активность иммунопрепарата. В клинике De Vita мы используем все возможности и достижения современной онкологии для лечения злокачественных опухолей, в том числе новейшие таргетную и иммунотерапию. Мы накопили большой клинический опыт применения всех иммунопрепаратов, перечисленных в этой статье. Разработанные нами уникальные восстановительные программы, а также мультидисциплинарный подход с привлечением смежных специалистов – онкокардиолога, гастроэнтеролога-нутрициолога и онкокосметолога-дерматолога помогают делать лечение не только эффективным, но и максимально комфортным для пациента. Узнайте о возможностях лечения побочных эффектов иммунотерапии в вашем случае. Запишитесь на прием к онкологу-химиотерапевту по телефонам клиники +7 (812) 952-83-73, +7 (812) 318-59-90, и мы проконсультируем вас в день обращения.

Иммунотерапия — эффективность при лечении рака идругих заболеваний

Искусственный интеллект помогает прогнозировать побочные эффекты иммунотерапии

Сейчас трудно встретить человека, который так или иначе не встречался с онкологическим заболеванием. Только в 2016 году в США было диагностировано почти 1,7 миллионов новых случаев рака. При том умерло от этого заболевания 595 690 человек.

Нет ничего удивительного, что как ученые, так и пациенты пытаются найти эффективный способ лечения или стабилизации рака.

Последние несколько лет все большую популярность обретает иммунотерапия. Так уж она эффективна? Исследование 2015 года, опубликованное в «Медицинском Журнале Новой Англии», сообщало, что 54% пациентов, получающих комбинацию иммунотерапевтических препаратов, испытывали побочные эффекты третьей или четвертой степени (тяжелые или угрожающие жизни). Результаты не слишком оптимистичные.

Что такое иммунотерапия?

Когда организм обнаруживает наличие раковых клеток, он, как правило, не пытается с ними бороться (как это происходит с простудой или гриппом).

Рак «скрывается» от иммунной системы, позволяя клеткам расти и распространяться. Это происходит благодаря производству белка PD-1 или запрограммированной гибели клеток.

Когда наши Т-клетки, которые борются с раком, вступают во взаимосвязь с белком PD-1, они получают команду к саморазрушению.

Кажется весьма странным, что защитные механизмы нашего тела «получают запрет» на борьбу с заболеванием, но на самом деле именно PD-1 защищает иммунную систему от саморазрушения, как это может происходить в случае с волчанкой или болезнью Крона. Раковые клетки понимают, что с помощью PD-1 они способны командовать Т-клетками, не позволяя им реагировать. Таким образом, они могут успешно распространяться.

Иммунотерапия позволяет стимулировать иммунную систему, используя как природные, так и искусственные вещества для ее укрепления. Теоретически, подобный метод заставляет иммунитет атаковать раковые клетки.

Конечная цель состоит в том, чтобы избавиться от заболевания естественным путем, как другие методы лечения сделать не могут. Однако если иммунная система не в состоянии полностью уничтожить рак, терапия может помочь остановить или замедлить рост клеток, предотвратить метастазирование и распространение рака, что значительно облегчит жизнь пациента.

Помимо своих возможностей в борьбе с раком пероральная иммунотерапия может помочь справиться с пищевой аллергией.

Исследование 2017 года показало, что пролонгированная и устойчивая комбинация пробиотической и арахисовой пероральной иммунотерапии привела к окончательному подавлению аллергической реакции на арахис у добровольцев.

Участники исследования, входящие в группу с иммунотерапией, более вероятно смогут употреблять арахис по сравнению с участниками из плацебо-группы (67% и 4% соответственно).

Спустя 8 недель 58% добровольцев из первой группы были нечувствительными к арахису, во второй группе этот показатель составил лишь 7%.

А исследование 2018 года, опубликованное в «Медицинском Журнале Новой Англии», также обнаружило, что пероральная иммунотерапия у детей и взрослых с высокой чувствительностью к арахису может уменьшить тяжесть симптомов после его употребления.

Пациенты получали иммунотерапевтический препарат на основе арахиса в возрастающих дозах в течение 24 недель. К концу исследования 67% участников из группы с иммунотерапией и 4% из группы с плацебо смогли усвоить 600 мг и более арахисового белка без проявления серьезных симптомов.

В первой группе также было отмечено общее уменьшение тяжести симптомов в результате потребления орехов.

Последующие исследования показывали способность иммунотерапии стимулировать иммунную систему, что лишь доказывает ее возможность бороться с заболеваниями.

Как иммунотерапия работает?

Газета «New York Times»говорит о нескольких видах иммунотерапии:

1. Ингибиторы контрольных точек

Чаще всего используются препараты, известные как ингибиторы контрольных точек. Они не дают PD-1 обманывать иммунную систему и позволяют Т-клеткам атаковать раковые новообразования. На сегодняшний день существует несколько видов ингибиторов контрольных точек.

2. Клеточная терапия

В ходе этого вида иммунотерапии иммунные клетки пациента удаляются из организма и генетически изменяются для борьбы с раком. Сначала они размножаются в лабораторных условиях, а затем вновь вводятся в тело человека. Эта форма лечения подбирается для каждого пациента индивидуально и все еще находится в экспериментальной фазе.

3. Биспецифические антитела

Это своего рода альтернатива суперперсонализированной клеточной терапии. Эти антитела обладают способностью присоединяться как к раковым, так и к Т-клеткам, приближая их друг к другу и позволяя Т-клеткам атаковать раковые. На данный момент на рынке существует лишь один такой препарат «Блинцито», который одобрен для лечения редкой формы лейкемии.

4. Противораковая вакцина

Противораковые вакцины являются наименее успешной формой иммунотерапии. Данный метод не представляет собой вакцину для профилактики заболевания в нашем традиционном понимании.

Ее вводят уже заболевшему пациенту в надежде, что инъекция побудит иммунную систему противостоять раку. Этот метод требует доработки, однако идея состоит в том, что в сочетании с ингибиторами контрольных точек вакцина сможет эффективно бороться с раковыми клетками.

Ограничения и риски

Несмотря на многообещающие результаты иммунотерапии, этот метод лечения требует ряда усовершенствований, прежде всего, потому что он не всегда работает, и неизвестно почему.

У некоторых пациентов иммунотерапия дает результаты, но их меньшинство. В настоящее время она кажется наиболее эффективной в лечении меланомы и некоторых типов лимфомы и лейкемии.

Одно исследование обнаружило эффективность иммунотерапии у более 40% пациентов с прогрессирующей меланомой (при одновременном использовании Ипилимумаба и Ниволумаба).

Однако в большинстве случаев иммунотерапия не оказывает никакого влияния на сокращение опухолей.

Еще одна причина — это стоимость. Ингибиторы контрольных точек, например, могут обойтись порядка $150 000 в год или даже больше. Иногда есть возможно получить поддержку от государства, но так бывает не всегда. Далеко не каждый может позволить себе проведение иммунотерапии: лекарства стоят очень дорого, а дополнительные расходы могут быть еще больше.

И, наконец, несмотря на тот факт, что иммунотерапия влияет на развитие заболевания естественным путем, она необязательно будет лучше, чем более традиционные методы лечения рака, например лучевая или химиотерапия. На самом деле, перед началом иммунотерапии, как правило, необходимо пройти курс химии.

Иммунотерапия обладает рядом сильных побочных эффектов (наш организм не зря подавляет иммунный ответ).

В журнале «Scientific American» говорится о том, что «иммунная система обладает в своем арсенале мощным оружием, которое способно убить Вас быстрее, чем любое заболевание».

Когда иммунитет не находится под контролем, он может атаковать здоровые органы, например печень, легкие, почки, надпочечники, гипофиз, поджелудочную железу и даже сердце.

Читайте также:  Онкология: что такое рак? Понятие онкологического заболевания, причины возникновения злокачесвенных новообразований

Так как иммунотерапия только получает свое развитие, многое пока находится на стадии клинических исследований, в результате которых, к сожалению, пациенты умирают от побочных эффектов. Хотя подобные риски неизбежны в ходе медицинских разработок, становится очевидно, что данному виду терапии предстоит пройти еще долгий путь, прежде чем стать доступным и безопасным для пациентов.

К наиболее тяжелым побочным эффектам ингибиторов контрольных точек относятся, например аутоиммунные расстройства.

Поскольку иммунная система перегружена, она может начать воздействие не только на раковые клетки, но и на здоровые ткани и органы. Иммунотерапия может вызвать воспаление и гиперактивность иммунитета.

Также могут возникнуть такие проблемы, как тошнота, жар, озноб, воспаление легких, гепатит и панкреатит.

Статья 2016 года, опубликованная в газете «New York Times», говорит о том, что специалисты из Йельского Университета, США, считают, что иммунотерапия запускает тип острого диабета (они зафиксировали как минимум 17 случаев, подтверждающих эту гипотезу).

Для многих пациентов возможная эффективность иммунотерапии стоит всех ее рисков. В конце концов, некоторым она действительно помогает. Со временем, когда наука и ученые продвинуться в исследовании этой проблемы, а врачи научатся исключать все больше проблем, иммунотерапия станет более эффективной, по крайне мере, при некоторых видах рака.

К сожалению, как и в случае с другими видами противораковой терапии, нельзя сказать наверняка, насколько эффективна будет иммунотерапия для каждого конкретного пациента. Но это еще одна возможность в борьбе с таким серьезным заболеванием как рак.

Оставьте свою заявку на нашем сайте, и мы с Вами свяжемся.

Искусственный интеллект предсказывает, сработает ли иммунотерапия

  • Учёные обучают нейросети на полученных с помощью компьютерной томографии изображениях больных раком лёгких, чтобы с большей уверенностью прогнозировать, будет ли химиотерапия успешной и выиграют ли пациенты от применения дорогостоящей иммунотерапии.
  • «Несмотря на то, что иммунотерапия полностью изменила всю экосистему рака, она остаётся чрезвычайно дорогой — около 200 тысяч долларов США на пациента в год», — рассказывает Анант Мадабхуши (Anant Madabhushi), чей центр вычислительной визуализации и персонализированной диагностики стал в последнее время одним из мировых лидеров в области обнаружения, диагностирования и характеризации различных раковых и иных заболеваний путём комплексного применения медицинской визуализации и машинного обучения.
  • Только 20% онкологических больных сегодня фактически выигрывают от иммунотерапии по сравнению с химиотерапией, однако, из-за дороговизны первой, могут очень быстро потерять все свои сбережения, не получив ожидаемого прогресса в лечении.
  • Искусственный интеллект, натренированный на множестве КТ-изображений, сделанных при первой постановке диагноза «рак лёгких» и, затем, после первых двух-трёх циклов иммунотерапии, обнаруживает некие ещё неизвестные специалистам закономерности, позволяющие в результате уже по первому изображению с хорошей точностью дать прогноз о том, будет ли иммунотерапия успешной.

«Это исследование, кажется, действительно отражает что-то важное о самой биологии заболевания, о его более или менее агрессивном фенотипе, — поясняет Анант Мадабхуши, — И это информация, которой пока нет в распоряжении онкологов».

Любопытно, что, помимо важного прогноза об эффективности, иммунотерапии, с помощью ИИ стало возможно более точно оценивать также и фактическую эффективность уже проведённой терапии.

«Это важный момент, потому что, когда врач на основании одной только КТ делает вывод, ответил ли пациент на терапию, его решение чаще всего зависит от размера поражения, — рассказывает Мохаммадхади Хоррами (Mohammadhadi Khorrami), один из ведущих авторов нового исследования.

 — Мы обнаружили, что изменение структуры является лучшим показателем того, работает ли терапия. Иногда, например, узелок может выглядеть больше после терапии, но по другой причине, например, из-за повреждённого сосуда внутри опухоли — но терапия, на самом деле, работает.

Теперь у нас есть способ установить это».

Для обучения ИИ сначала использовались КТ-сканы 50 пациентов с раком лёгких, прошедших курс иммунотерапии.

Следующим шагом будет обучение и тестирование программы на изображениях, полученных из других источников и отражающих воздействие различных стратегий иммунотерапии.

Также, в сотрудничестве с Нью-Йоркским университетом и Йельским университетом вычислительный центр Мадабхуши обучает ИИ для прогнозирования того, какие пациенты выиграют от адъювантной химиотерапии, на основании изображений срезов ткани.

Искусственный интеллект определяет эффективность иммунотерапии

Исследователи используют ИИ с рутинным компьютерным сканированием, чтобы предсказать, насколько хорошо пациенты с раком легких будут реагировать на дорогостоящее лечение, основываясь на изменениях структуры текстуры внутри и снаружи опухоли, — пишет eurekalert.org со ссылкой на Cancer Immunology Research.

Ученые из лаборатории цифровых изображений Case Western University, уже впервые использовавшей искусственный интеллект (ИИ) для прогнозирования успешности химиотерапии, теперь могут определить, какие пациенты с раком легких получат пользу от дорогостоящей иммунотерапии.

Исследователи обучают компьютер находить ранее невидимые изменения в схемах КТ-сканирования, сделанных во время первой диагностики рака легкого, по сравнению со снимками, выполненными после первых 2-3 циклов иммунотерапии. И, как и в предыдущей работе, эти изменения были обнаружены как внутри, так и снаружи опухоли.

В настоящее время только около 20% всех онкологических больных действительно получают пользу от иммунотерапии, которая отличается от химиотерапии тем, что использует лекарства, помогающие вашей иммунной системе бороться с раком, в то время как химиотерапия использует лекарства для непосредственного уничтожения раковых клеток.

Анант Мадабхуши из Центра компьютерной визуализации и персональной диагностики сказал, что недавняя работа его лаборатории поможет онкологам узнать, какие пациенты действительно получат пользу от терапии, а какие — 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, кому диагностирован рак, 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, будут ли пациенты реагировать на иммунотерапию или выбросят 800 000 долларов», — добавил он, сославшись на четырех из пяти пациентов, которые не получат пользы от лечения.

«Это важно, потому что, когда врач на основании только компьютерной томографии делает вывод, 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 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, постдокторант из 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 сказал, 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.

  • 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, оказались тесно связанными с расположением иммунных клеток на исходных диагностических биопсиях пациентов.
  • Это говорит о том, что КТ, по-видимому, фиксируют иммунный ответ опухоли на воздействие, и что те, у кого самый сильный иммунный ответ, демонстрируют наиболее значительные структурные изменения и лучше всего реагируют на иммунотерапию, — сказал он.
  • [ eurekalert.org]

Ии в медицине: разработка вакцин, диагностика онкологии и создание лекарств

Острые заболевания, как правило, отличаются от хронических своим стремительным течением.

Если выявляется новый штамм заболевания, то его возможная высокая заразность на фоне тесных связей различных сообществ современного мира может быстро привести к экспоненциальному росту случаев, требующих лечения.

Все это оказывает огромное давление на правительства и инфраструктуру здравоохранения, поскольку приходится принимать срочные меры по ограничению распространения и организации лечения для восстановления нормальной общественной и хозяйственной жизни.

Фармацевтические компании призваны сыграть в этом важную роль. С помощью искусственного интеллекта (ИИ) и других передовых аналитических технологий они могут ускорить процесс разработки и распространения необходимых методов лечения.

Читайте также:  Химиотерапия при раке: лечение химиотерапией, схемы и курсы

Этапы разработки вакцины

Само по себе ощущение безотлагательности, которое связано с острыми инфекционными заболеваниями, может ускорить процесс получения вакцины.

Необходимость немедленных действий объединяет и стимулирует целый ряд структур — от исследователей и клинических специалистов до регулирующих органов и производителей — в стремлении как можно быстрее разработать для медицинских работников эффективное средство лечения.

Однако даже при неустанной и целеустремленной работе этих групп на полный цикл разработки могут уйти годы. До того, как средство будет готово к выходу на рынок, нужно пройти несколько этапов. А именно:

  • • Исследовательская стадия: проработка тысяч потенциальных формул для отбора вакцин-кандидатов, а также исследование иммунного ответа.
  • Доклиническая стадия: лабораторный анализ для определения соответствующих антигенов для выработки концепции и структуры вакцины.
  • Клинические испытания: испытание вакцины на тестовых группах с различными характеристиками.
  • Проверка соответствия нормативам и сертификация: проверка безопасности вакцины и соблюдения законодательных норм.
  • • Производство и контроль качества: изготовление лекарственных препаратов для подготовки к массовой вакцинации.
  • Каждый этап важен для обеспечения эффективности и безопасности производимой вакцины, чтобы своевременно выявить все побочные эффекты и чтобы массовое производство вакцины осуществлялось на постоянной основе до тех пор, пока угроза заболевания не будет сведена к минимуму.

Исторически сложность, регулирование и стоимость каждого из этих этапов замедляли реагирование на возникающие медицинские проблемы. Теперь же благодаря технологиям искусственного интеллекта мы можем оперативно ускорять процесс получения и внедрения новых лекарств.

Каким образом ИИ помогает в этом процессе?

Хотя и нельзя ожидать моментального успеха при решении такой сложной проблемы, как разработка вакцины, мы можем принять меры по преодолению ряда ограничений и узких мест, мешающих выполнению задачи.

Достижения в области автоматизации анализа данных и пошаговой визуализации всех этапов поиска вакцины помогают устранить некоторые из этих ограничений, тем самым ускоряя процесс разработки вакцины и упрощая наращивание производства.

Вот некоторые задачи, которые ИИ может решать на каждом из этапов.

Исследовательская/доклиническая стадия

Начальные фазы разработки препарата часто включают процесс отбора вакцин-кандидатов, исходя из результатов предыдущих исследований и лечения. Исследователи могут использовать ИИ для обработки обширных библиотек цифровых данных (например, для анализа свойств тысяч фармацевтических соединений при отборе) со значительно большей точностью, чем при ручной обработке.

Так, в марте Белый дом и группа исследовательских институтов и компаний предложили ML-инженерам, работающим с распознаванием текста, проанализировать датасет из 30 тыс.

научных публикаций о COVID-19 для обобщения необходимой информации, которая помогла бы разработке вакцины и лекарств. К исследованиям присоединилась DeepMind.

Использовав алгоритм, обученный на больших геномных данных, им удалось распознать структуру белков, связанных с вирусом.

Также ИИ может использоваться на этих этапах для секвенирования ДНК на основе данных большого количества людей, что позволяет медикам выполнять тесты на генетическое соответствие и иммунный ответ.

Клиническая разработка и испытания

После нахождения подходящих соединений начинаются испытания в реальных условиях. Разные пациенты будут по-разному реагировать на препарат в зависимости от таких факторов, как возраст и история болезни. Поэтому тесты должны быть комплексными и охватывать даже те маловероятные случаи, когда пациент может плохо воспринимать препарат.

Отрабатывая алгоритмы глубокого обучения, исследователи могут выполнять эти испытания в немыслимом ранее масштабе, еще до физического применения вакцины-кандидата на испытуемых пациентах. Цифровой двойник пациента может значительно облегчить клинические испытания.

Поместив цифровой аналог препарата в цифровой аналог организма человека, исследователи смогут увидеть, как взаимодействовал бы препарат с данным организмом.

Эти алгоритмы могут использоваться при выявлении и отборе антител для борьбы с инфекционными заболеваниями, резко улучшая показатели скорости и стоимости.

Кроме того, для ускорения тестирования можно использовать расширенную аналитику и визуализацию данных о реакции человека на потенциальные вакцины, что позволяет выполнять более сложный анализ и снизить вероятность ошибок.

Производство и контроль качества

После одобрения вакцины регулирующим органом начинается напряженный процесс разработки и поставки лекарства в широкую сеть больниц и клиник. На этом этапе производители препаратов сталкиваются с такими значительными факторами, требующими быстрого принятия решений, как доступный объем производства, качество препарата и оптимальные решения по упаковке.

Сочетая ИИ и технологии, основанные на применении датчиков, производители могут использовать подробные данные для повышения эффективности логистических цепочек. Искусственный интеллект помогает прогнозировать длительность цикла производства конкретного препарата и выстраивать оптимальный план загрузки производственных линий.

Кроме того, в задачи ИИ входит определение критичных производственных участков, поиск бракованной продукции, предсказание простоев, поломок оборудования, планирование ремонтов.

Благодаря этому можно добиться лучшей оптимизации энергопотребления, сократить ненужные эксплуатационные расходы, устранить дисбаланс между спросом и предложением в процессе производства и снизить риск порчи препаратов при реализации.

Универсальные помощники

ИИ помогает не только в разработке вакцин. Так, например, в период пандемии платформа Botkin.AI использовала ИИ для выявления начальных симптомов пневмонии на снимках легких. Благодаря этому пациенты могли в короткие получить необходимое лечение на самых ранних этапах заболевания и избежать осложнений.

Кроме того, современные технологии широко применяются и в других областях медицины. К примеру, при производстве инсулина необходимо обеспечить высокую точность работы с компонентами, а также идеальную чистоту производственных линий и цехов.

Для соответствия всем требованиям компания Biopharmax внедрила интеллектуальные контроллеры, которые в совокупности с рабочими станциями для операторов и распределенными системами управления помогли достичь подробной визуализации производственных процессов.

Это позволяет в режиме реального времени четко контролировать все этапы выпуска инсулина и соблюдать высокие критерии санитарных норм и точности.

Еще одна проблема, справиться с которой помогают цифровые технологии, — долгое ожидание при получении лечения пациентами с раковыми заболеваниями, начиная от обследования и заканчивая терапией.

В одной из клиник штата Теннеси (США) посетителям онкологического отделения приходилось ждать обследования по пять часов, а в случае с таким серьезным диагнозом, как рак, время — самый ценный ресурс.

Для уменьшения сроков обслуживания медицинская организация интегрировала специализированное ПО.

После анализа текущего состояния решение составило рекомендации для различных процедур и процессов: составление оптимального расписания, реорганизация пространства в здании, наём дополнительных кадров на определенные позиции, инвестиции в новое оборудование для анализов. После реализации всех действий время ожидания сократилось на 25%.

Более быстрое лечение в экстренных случаях

Вспышка вирусной инфекции может создать непредвиденные проблемы для тех, кто участвует в управлении общественным здравоохранением, от политиков и органов здравоохранения до врачей и производителей.

Если первые могут принимать экстренные меры по выявлению инфекции и локализации выявленных очагов, то вторые часто оказываются под возросшим давлением с требованием быстрого поиска эффективного лечения.

Стоит только найти новый эффективный способ разработки вакцин — и как изменится картина лечения выявленных случаев, снизится нагрузка на инфраструктуру здравоохранения и ускорится выздоровление.

Возможности инновационных технологий позволяют участвующим в разработке быстрее работать в сложных обстоятельствах.

Такие методы, как глубокое обучение и расширенная визуализация данных, позволяют ученым опираться на весь объем существующих исследований, преодолевая сложности, связанные с поиском подходящих методов лечения новых вирусов.

Искусственный интеллект может обрабатывать огромные массивы данных, что позволяет медикам начинать тестирования с наиболее перспективных препаратов.

Например, во время поисков лекарств от коронавируса, ИИ подсказал лекарства с индукторами апоптоза — веществами, которые убивают раковые клетки. ИТ приносит пользу в производстве и распространении лекарств там, где производители энергично работают над ускорением внедрения этих лекарств в сложных условиях пандемии.

Ореол Андромеды приближается к нашей галактике. Рассказываем, почему это важно

Симптомы коронавируса у детей. На что стоит обратить внимание?

Посмотрите на самые близкие снимки поверхности Солнца

Оставьте комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector