人工知能が近い将来、がんを検出できるようになるかもしれない – 研究

癌 がんは、年間 1,900 万人以上の患者と 1,000 万人以上の死者を出し、依然として最も困難な人類の病気の 1 つです。がんの進行性により、進行した腫瘍の治療は困難です。

の オブザーバー編集部
2024年6月20日 21:38

木曜日にオックスフォード大学出版局の生物学方法とプロトコル誌に掲載された新しい研究によると、医師がすぐに 人工知能（AI） 患者のがんを検出し診断し、より早期に治療できるようにします。

遺伝情報は、DNA の構造を構成する 4 つの塩基 (アデニン (A)、シトシン (C)、グアニン (G)、チミン (T)) のパターンを通じて DNA にコード化されています。細胞外の環境の変化により、DNA 塩基の一部にメチル基が追加され、変更されることがあります。このプロセスは「DNA メチル化」と呼ばれます。

個々の細胞には、何百万もの DNA メチル化マークがあります。研究者は、がんの初期段階でこれらのマーカーの変化を観察しており、がんの早期診断に役立つ可能性があります。健康な組織と比較して、がんではどの DNA 塩基がどの程度メチル化されているかを調べることができます。

この研究に参加した研究者は、AIが

さまざまな種類のがんを示唆する特定の DNA メチル化シグネチャを特定することは、干し草の山から針を探すことに例えることができます。この研究に参加している研究者は、この点で AI が役立つと考えています。

ケンブリッジ大学とインペリアル・カレッジ・ロンドンのチームは、機械学習とディープラーニングを組み合わせてAIモデルを訓練し、DNAメチル化パターンを分析して、非がん組織から13種類のがん（乳がん、肝臓がん、肺がん、前立腺がんなど）を98.2%の精度で識別することに成功した。

このモデルは組織サンプル（血液 DNA 断片ではない）に基づいており、臨床使用に備えるには、より多様な生検サンプルのコレクションでさらにトレーニングとテストを行う必要があります。

AIモデルは、がんに寄与する基本的なプロセスに対する理解を強化し、改善します。

研究者らは、この研究の重要な点は、予測の背後にある理由についての洞察を提供する、基本的で説明可能かつ解釈可能な AI モデルの使用であると考えています。研究チームは AI モデルの内部メカニズムを調査し、それががんに寄与する基本的なプロセスに対する理解を強化し、向上させることを示しました。

これらの異常なメチル化パターン（おそらくは生検によるもの）を特定することで、医療提供者はがんを早期に発見できるようになり、早期に発見されればほとんどのがんは治療または治癒可能であるため、患者の転帰を劇的に改善できる可能性があります。

「このモデルのような計算手法は、より多様なデータによるより良い訓練と、クリニックでの厳格なテストを通じて、最終的には医師が癌を早期に発見し、捕らえるのに役立つ人工知能モデルを提供するだろう」と論文の筆頭著者であるシャミス・サマラジワ氏は声明で述べた。「これにより、患者にとってより良い結果が得られるだろう」と同氏は付け加えた。