Новый тест на базе искусственного интеллекта однажды сможет точно и быстро обнаруживать три основных типа рака, используя всего лишь одну каплю засохшей крови.
В предварительных экспериментах инструмент смог отличить пациентов с диагностированным раком поджелудочной железы, желудка или колоректального рака от людей без рака — и анализ занял всего несколько минут. По словам исследователей, обнаруживая определённые химические вещества в крови, тест может определить наличие рака у пациента примерно в 82–100% случаев.
Новый инструмент использует машинное обучение, разновидность искусственного интеллекта (ИИ), для анализа побочных продуктов метаболизма, или метаболитов, в образцах крови. Эти метаболиты, которые содержатся в жидкой части крови, известной как сыворотка, действуют как «биомаркеры», которые потенциально могут сигнализировать о наличии рака в организме.
Скрининг этих биомаркеров крови был предложен как потенциальный способ диагностики рака на более ранних стадиях заболевания, когда показатели выживаемости выше и у пациентов может не быть характерных симптомов. Несмотря на то, что рак поджелудочной железы, колоректальный рак и рак желудка являются одними из самых смертоносных в мире, в настоящее время не существует отдельных анализов крови, которые были бы достаточно точными, чтобы диагностировать заболевания самостоятельно. Вместо этого врачи обычно полагаются на визуализацию или хирургические процедуры для обнаружения раковой ткани.
Для диагностики этих заболеваний новому тесту теоретически потребуется менее 0,05 миллилитра крови. Так утверждают учёные из Китая, которые разработали тест и описали свои результаты в статье, опубликованной в понедельник (22 апреля) в журнале Nature Sustainability.
По сравнению с жидкой кровью высушенную сыворотку можно «собирать, хранить и транспортировать с гораздо меньшими затратами и с помощью гораздо более простого оборудования», — сказал доктор Чаоюань Куанг (Chaoyuan Kuang), доцент Медицинского колледжа Альберта Эйнштейна и онколог из системы здравоохранения Монтефиоре, который не принимал участия в исследовании.
Из-за простоты хранения засохшей крови «это может помочь демократизировать доступность тестов на раннее выявление рака во всём мире», — сказал Куанг Live Science в электронном письме.
Однако новый тест для выявления рака, скорее всего, не будет использоваться в течение длительного времени, добавил он.
«Скорее всего, нам ещё далеко до того, чтобы широко предлагать этот тест пациентам», — сказал Куанг.
В новом исследовании учёные провели несколько тестов, подтверждающих концепцию, которые продемонстрировали, что инструмент может точно различать доноров крови с раком и доноров без него. Они также показали, что высушенная кровь работает так же хорошо, как и традиционные тесты на основе жидкой крови. Например, в одном эксперименте использование высушенных пятен засохшей крови позволило им обнаружить 81,2% случаев рака поджелудочной железы по сравнению с 76,8% при использовании жидких образцов крови.
В США, например, в настоящее время Управление по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов одобрен только один биомаркер для диагностики рака поджелудочной железы. Он известен как CA19-9, и текущие тесты, обнаруживающие метаболит, имеют точность около 80% при выявлении симптоматических случаев заболевания. Однако они отмечают только 13% случаев, когда у пациентов нет симптомов, поэтому они не так полезны для сверхраннего выявления рака.
Учёные, стоящие за новым тестом, говорят, что, если его использовать в крупных программах скрининга рака, их тест может иметь огромное значение. Основываясь на проведённом моделировании, они сообщили, что новый инструмент может сократить предполагаемую долю невыявленных случаев колоректального рака, рака желудка и колоректального рака примерно на 20-50%, если он будет использоваться для скрининга рака на уровне населения в сельских районах Китая.
Новый документ – это «отличное начало», сказал Куанг. Однако проверка нового инструмента потребует дополнительных испытаний, особенно на больших и разнообразных популяциях, сказал он. В ходе исследования было проверено всего несколько сотен образцов крови, поэтому неясно, насколько результаты применимы к другим группам. Исследователи также протестировали модель машинного обучения только на людях, о которых уже было известно, что они больны раком; им ещё предстоит проверить его полезность в качестве настоящего диагностического инструмента.
Подобный анализ крови должен будет пройти «обширные клинические испытания» с участием тысяч пациентов и проверку регулирующих органов, сообщил Live Science по электронной почте доктор Майкл Чеккини (Michael Cecchini), содиректор программы колоректального рака в Центре рака желудочно-кишечного тракта Йельского онкологического центра, который не принимал участия в исследовании.
Тем не менее, потенциал этого инструмента «огромен», сказал Куанг. По его словам, при дальнейшем развитии его теоретически можно будет использовать для раннего выявления других типов рака или других заболеваний или для мониторинга прогрессирования заболевания у пациентов, которым уже поставлен диагноз, сказал он.
По оценкам учёных, к 2030 году около 75% случаев смерти от рака произойдёт в странах с низким и средним уровнем дохода, где люди сталкиваются с непропорционально высокими препятствиями на пути к медицинской помощи. Авторы исследования пишут в своём отчёте, что новый инструмент, отчасти из-за того, что в нём используется высушенная кровь, может помочь улучшить доступ к тестам в отдалённых районах, где ресурсы ограничены.