精密癌療法のために深い学習を使用します

毎年50近くの新しい癌療法が承認されています。これは良いニュースです。 「しかし、患者とその治療医にとって、追跡を維持し、影響を受ける人々が非常に個々の腫瘍特性を備えた治療法を選択することはますます困難になっています」と、MAXDelbrück-Bimsbの医学生物学のベルリン生物学のバイオインフォマティクスとOMICSデータサイエンステクノロジープラットフォームのヘッドであるAltuna Akalin博士は言います。

研究者はしばらくの間、使用するツールの開発に取り組んできました 人工知能 より正確な診断を行い、それが個々の患者に合わせた最良の治療形態を決定するために。

Akalinのチームは現在、FlexyNesisというツールキットを開発しました。これは、古典的な機械学習のみに依存するのではなく、非常に異なるタイプのデータを同時に評価するために深い学習を使用しています。

「このようにして、医師は患者の診断、予後、治療戦略を改善することができます」とAkalin氏は言います。フレキシンシスは、論文で詳細に説明されています 公開 で 自然コミュニケーション。

「私たちは、疾患の結果と一致するマルチオミクスデータからバイオマーカーを特定したい医師と複数の翻訳プロジェクトを実行しています」と、出版物の最初で共同著者のボラウヤル博士は言います。

「この目的のために多くのディープラーニングベースの方法が公開されていますが、ほとんどの人は柔軟性がない、特定のモデリングタスクに結びついているか、インストールと再利用が困難であることが判明しました。

このツールは病気の根を見つけます

ディープラーニングは、1つまたは2つの計算レイヤーを備えた単純なニューラルネットワークを超えた機械学習のサブフィールドであり、代わりに数百または数千のレイヤーで動作する深いネットワークを使用します。 「がんやその他の複雑な疾患は、たとえばDNA、RNA、タンパク質レベルなど、さまざまな生物学的因子の相互作用から生じます」とAkalin氏は説明します。

これらのレベルでの特徴的な変化 – 乳房または乳房で生成されるHER2タンパク質の量など 胃癌– しばしば記録されますが、通常、他のすべての療法に関連する要因と組み合わせて分析されていません。

これは、これまでのところ、使用が困難であるか、特定の質問に答えるのにのみ役立つかのどちらかであることがよくあります」とAkalin氏は言います。 「対照的に、フレキシンシスは同時にさまざまな医学的質問に答えることができます。たとえば、どのタイプのがんが関与しているのか、この場合に特に効果的な薬物、およびこれらが患者の生存の可能性にどのように影響するか。」

このツールは、診断と予後に適したバイオマーカーを特定するのにも役立ちます。 原発腫瘍。 「これにより、あらゆる種類のがん患者の包括的でパーソナライズされた治療戦略の開発が容易になります」とAkalin氏は言います。

クリニックでのデータ統合 – AIの経験がない場合でも

昨年、AkalinはOnConautと呼ばれる別のAIベースのツールを導入しました。これは、同様に適切な癌療法を特定するのに役立ちます。 「Onconautは、既知のバイオマーカー、臨床試験結果、および現在のガイドラインに依存しているため、まったく異なる原則に基づいて機能します」とAkalin氏は説明します。 「このツールは時代遅れになることはありませんが、むしろ柔軟性を補完するのに役立ちます。」

少なくともドイツでは、新しいツールがまだ克服しなければならないハードルの1つは、マルチオミクスデータがまだ病院で日常的に収集されていないという事実です。 「一方、米国では、このデータは病院の腫瘍板で頻繁に議論されています。そこでは、さまざまな専門の医師が患者の治療を共同で計画しています」とAkalin氏は言います。

そして、彼のチームは、特定の治療が効果的かどうかを正確に予測するためにデータを使用できることを示しました。 「ドイツでは、これまでのところ、詳細なマルチオミクスデータは、希少癌のマスタープログラムなどのフラッグシッププログラムでのみ使用されてきました」と彼は付け加えます。しかし、それはすぐに変わるかもしれません。

Akalinは、現在主に医師と臨床研究者を対象としており、継続的に更新されている彼のツールのユーザーが、との作業に特別なバックグラウンドを持つ必要はないことを強調しています。 深い学習。

「病院や研究グループがマルチモーダルデータ統合を実行するための障壁を下げて、AIの専門家がいなくても、OMICSデータ、書面によるレポート、画像の同時分析を実行することを願っています」と彼は言います。フレキシンシスはです オンラインで簡単にアクセスできます、ツールを使用するための指示とともに。