Анализ крови, использующий искусственный интеллект (ИИ) для выявления связанных с раком генетических изменений и белковых биомаркеров, может помочь в скрининге женщин на наличие ранних признаков рака яичников, согласно исследованию ученых из Онкологического центра Джона Хопкинса Киммел, проведенному в сотрудничестве с несколькими другими учреждениями в США и Европе.
Исследование, опубликованное 30 сентября в журнале Cancer Discovery (издаваемом Американской ассоциацией исследований рака), использовало анализ с помощью ИИ фрагментов ДНК и двух белковых биомаркеров для выявления женщин с раком яичников. Два белковых биомаркера, известные как онкомаркер CA-125 (CA-125) и белок человеческого придатка 4 (HE4), ранее были идентифицированы как маркеры рака яичников, но сами по себе не могли надежно определить рак яичников. Однако сочетание этих биомаркеров с ИИ-опосредованным выявлением связанных с раком паттернов фрагментов ДНК в кровотоке повысило точность скрининга и помогло отличить злокачественные опухоли от доброкачественных новообразований.
«Комбинация искусственного интеллекта, безклеточных фрагментомов ДНК и пары белковых биомаркеров в простом анализе крови улучшила выявление рака яичников даже у пациентов с заболеванием на ранней стадии. Этот подход с использованием ИИ потенциально может стать доступным и экономически эффективным методом массового скрининга на рак яичников».
Виктор Э. Велкулеску, доктор медицины, доктор философии, старший автор исследования, профессор онкологии и содиректор программы по генетике и эпигенетике рака в Онкологическом центре Джона Хопкинса Киммел
Рак яичников является пятой по распространенности причиной смерти от рака среди женщин в Соединенных Штатах, при этом пятилетняя выживаемость составляет примерно 50%, согласно Центрам по контролю и профилактике заболеваний (CDC).
«Раннее выявление рака яичников может спасти жизни, но большинство женщин диагностируются на поздних стадиях заболевания, когда показатели выживаемости значительно ниже», — объясняет соавтор Джейми Медина, доктор философии, научный сотрудник Онкологического центра Джона Хопкинса Киммел. «Отсутствие специфических симптомов на ранних стадиях заболевания или эффективных биомаркеров затрудняло усилия по раннему выявлению».
Ранее исследователи продемонстрировали, что метод тестирования DELFI с поддержкой ИИ (DNA Evaluation of Fragments for early Interception) использует новый подход к жидким биопсиям, называемый фрагментомикой, который улучшает обнаружение фрагментов ДНК в крови и эффективно выявляет рак легких. Технология использует тот факт, что ДНК, аккуратно упакованная в здоровых клетках, становится дезорганизованной в раковых клетках. Когда здоровые клетки умирают и распадаются, они оставляют после себя предсказуемый, упорядоченный набор фрагментов ДНК в крови. Однако, когда раковые клетки умирают и распадаются, оставшиеся фрагменты ДНК являются нерегулярными и хаотичными.
В последнем исследовании использовались образцы крови 94 женщин с раком яичников, 203 женщин с доброкачественными опухолями яичников и 182 женщин без каких-либо известных новообразований яичников. Исследуемая популяция, использованная для разработки подхода, включала женщин, проходивших лечение в больницах Нидерландов и Дании. Исследователи использовали тест DELFI-Pro, который сочетает в себе анализ бесклеточной ДНК с поддержкой ИИ с тестами на CA-125 и HE4, для анализа образцов при скрининге на рак яичников. DELFI-Pro смог выявить значительно больше случаев рака яичников, чем тесты на какой-либо из белков по отдельности, и при этом практически без ложноположительных результатов. Фактически он выявил 72%, 69%, 87% и 100% случаев рака яичников стадий I–IV соответственно, в то время как при той же специфичности CA-125 в одиночку выявил 34%, 62%, 63% и 100% случаев рака яичников для стадий I–IV.
Для подтверждения результатов исследователи применили тест на второй группе американских женщин, включавшей 40 пациенток с раком яичников, 50 пациенток с доброкачественными опухолями яичников и 22 женщины без известных поражений яичников. Даже на этой меньшей выборке тест показал аналогичные показатели успешности: было выявлено 73% всех случаев рака и 81% случаев высокодифференцированной серозной карциномы яичников (наиболее агрессивной формы заболевания), при этом практически без ложноположительных результатов у женщин без рака. Тест DELFI-Pro также смог эффективно различать доброкачественные образования и раковые опухоли — то, что не под силу ультразвуковому обследованию.
«Рак яичников имеет уникальную сигнатуру фрагментации ДНК, которой нет в доброкачественных поражениях», — говорит Акшая Аннапрагада, соавтор и аспирант медицинского факультета Университета Джона Хопкинса. Способность различать доброкачественные и злокачественные образования яичников важна, поскольку следующим шагом в скрининге рака для женщин с выявленными при ультразвуковом исследовании образованиями является диагностическая операция. Использование тестов «жидкой биопсии» могло бы избавить женщин с доброкачественными образованиями от ненужных хирургических вмешательств.
Велкулеску и его коллеги намерены проверить эффективность теста на более крупных выборках в рамках рандомизированных клинических испытаний, но текущие результаты их обнадеживают: «Это исследование предоставляет дополнительные доказательства, демонстрирующие преимущества полногеномной фрагментации бесклеточной ДНК и искусственного интеллекта для высокоточного выявления рака. Наши результаты показывают, что этот комбинированный подход имеет более высокую эффективность для скрининга, чем существующие биомаркеры».
Среди соавторов исследования были Сара Шорт, Адрианна Л. Бартоломуччи, Димитриос Матиос, Шашикант Кул, Нушин Никнафс, Микаэль Ноэ, Закария Х. Фода, Дэниел К. Брюм, Каролин Хрубану, Николас А. Вульпеску, Рену Дуа, Дженна В. Канцоньеро, Стивен Кристиано, Вильмос Адлефф, Лори Дж. Соколл, Стивен Б. Байлин, Роберт Б. Шарпф и Джиллиан Фаллен из Университета Джона Хопкинса; Пиен Лоф, Даан ван ден Брук, Беатрис Карвалью, Геррит А. Мейер и Кристин А.Р. Лок из Нидерландского онкологического института; Эуихе Юнг, Хизер Симэко, Сьюзан М. Домчек и Ронни Драпкин из Университета Пенсильвании; Майкл Ф. Пресс из Университета Южной Калифорнии; Деннис Дж. Сламон и Готтфрид Э. Конечны из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе; Кристина Теркильдсен из больницы Хвидовре в Дании; и Клаус Линдбьерг Андерсен из Университетского госпиталя Орхуса и Университета Орхуса в Дании.
Работа была поддержана Фондом медицинских исследований доктора Мириам и Шелдона Г. Адельсона, Фондом Грей, грантом SU2C in-Time Lung Cancer Interception Dream Team, грантом Stand Up to Cancer-Dutch Cancer Society International Translational Cancer Research Dream Team; консорциумом DoD Omics (грант W81XWH-22-1-0852), Фондом достопочтенной Тины Брозман, Содружественным фондом, Фондом исследований рака Марка, Фондом Коула, Фондом Клэйнил, Фондом Канари, Фондом Майка и Патти Хеннесси, Фондом трансляционных исследований рака яичников Карла Х. Гольдсмита и Фондом Моники К. Янг, исследовательским грантом от DELFI Diagnostics, Фондом Stichting Hanarth, Фондом Ново Нордиск, Датским онкологическим обществом и грантами Национального института здравоохранения CA121113, CA006973, CA233259, CA062924, CA271896, T32GM148383, T32GM136577, F30CA294612 и CA228991.
Чтобы написать отзыв нужно авторизоватся