Все, что вы хотели знать об ИИ, — в специальном проекте Naked Science!
Перейти
  • Добавить в закладки
  • Facebook
  • Twitter
  • Telegram
  • VK
  • Печать
  • Email
  • Скопировать ссылку
23.08.2021
Мария Азарова
4 056

Рак легких научились выявлять при помощи анализа крови и искусственного интеллекта

6.1

Новый неинвазивный метод позволил обнаружить более 90 процентов случаев рака легких на разных стадиях среди почти 800 человек.

Рак легкого
Рак легкого — злокачественное новообразование, происходящее из эпителиальной ткани бронхов различного калибра / © Getty Images

Рак легких считается самым смертоносным в мире: шансы прожить хотя бы пять лет после постановки диагноза составляют менее 20 процентов. Зачастую это происходит потому, что болезнь выявляют на поздней стадии, когда лечение менее эффективно, а опухоль продолжает расти. Хотя масштабные исследования показали, что скрининг рака легких при помощи компьютерной томографии грудной клетки с сокращенной дозой облучения снижает смертность, этот метод по-прежнему непопулярен из-за опасений по поводу радиации и ложноположительных результатов визуализации.

Поэтому медицина нуждается в неинвазивных подходах, которые помогут диагностировать рак легких. Исследования белков, аутоантител, профилей экспрессии генов и микроРНК в крови или эпителии дыхательных путей показали себя как многообещающих кандидатов в биомаркеры для раннего выявления этого онкологического заболевания, но некоторые из них могут сбить с толку из-за возраста пациента, воспаления в результате курения или других сопутствующих состояний.

В то же время известно, что мутации или метилирование циркулирующей опухолевой ДНК (фрагментированная ДНК опухоли в кровотоке) могут присутствовать у больных с раком легких на ранней стадии. На основе этого ученые из Школы медицины Университета Джонса Хопкинса (Балтимор, США) разработали общегеномный подход к анализу профилей фрагментации внеклеточной ДНК под названием DELFI: он позволил провести обзор и оценить распределение размеров и частоту миллионов встречающихся в природе фрагментов вкДНК. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Communications.

По словам авторов исследования, здоровые клетки «упаковывают» ДНК в ядро так, будто грамотно раскладывают вещи по чемодану: разные участки генома аккуратно размещены по своим отсекам. Ядра опухолевых клеток, напротив, разбросаны хаотично, а когда они погибают, то беспорядочно выделяют ДНК в кровоток. DELFI помогает определить наличие рака с помощью машинного обучения — класс методов искусственного интеллекта, — благодаря которому удается изучить миллионы внеклеточных фрагментов ДНК на предмет аномальных паттернов, включая размер и количество макромолекул в различных областях генома. Подход требует только секвенирования генома с низким охватом, что позволяет технологии быть рентабельной.

Ученые исследовали образцы крови 365 человек, на протяжении семи месяцев проходивших обследование в больнице Биспебьерг в Копенгагене (Дания). Многие имели высокий риск развития рака легких (возраст — 50-80 лет, курильщики более чем с 20-летним стажем). Всего в когорту вошли 323 участника (90%) с легочными, нелегочными или конституциональными симптомами, у большинства были общие признаки болезни, связанные с курением, такие как кашель или одышка. Всем провели КТ грудной клетки или позитронно-эмиссионную томографию, совмещенную с компьютерной томографией (ПЭТ/КТ) всего тела c 18F-FDG.

Затем ученые выделили по два-четыре миллилитра плазмы крови от каждого пациента и исследовали извлеченную вкДНК с использованием DELFI, проведя секвенирование ее генома. Через несколько дней у 129 из 365 человек выявили рак легких (в среднем спустя 9,5 дня), а у 87 были гистологически подтвержденные доброкачественные новообразования. 

Как оказалось, люди, у которых обнаружили онкологическое заболевание, имели распространенные вариации фрагментов, в отличие от здоровых участников исследования (149). Потом технологию перепроверили на другой группе — 46 больных раком и 385 человек без него. В результате удалось с 94%-ной точностью выявить злокачественное новообразование, в том числе на ранней и поздней стадиях развития, а также с разными подтипами. 

Нашли опечатку? Выделите фрагмент и нажмите Ctrl + Enter.
Подписывайтесь на нас в Telegram, Яндекс.Новостях и VK
Позавчера, 15:40
Редакция

Режиссер Илай Сасик (Eli Sasich), вдохновившись классическими научно-фантастическими фильмами «Чужой» и «Бегущий по лезвию», несколько лет назад снял короткометражный фильм «Атропа», который стоит посмотреть, если вы интересуетесь наукой и космическими технологиями.

Вчера, 09:40
Александр Березин

Также это повышает шансы на вовлечение волка в другие виды рискованной деятельности. Работа может иметь прикладное значение и для человеческих обществ, поскольку сходное влияние известно и для людей.

Позавчера, 19:19
Анна Новиковская

В то время как основные мировые языки со временем упрощают письменность, существует одно яркое исключение: китайский язык. За свою историю, насчитывающую три тысячелетия, его система письма становилась только сложнее и до сих пор остается крайне сложной для изучения.

Позавчера, 15:40
Редакция

Режиссер Илай Сасик (Eli Sasich), вдохновившись классическими научно-фантастическими фильмами «Чужой» и «Бегущий по лезвию», несколько лет назад снял короткометражный фильм «Атропа», который стоит посмотреть, если вы интересуетесь наукой и космическими технологиями.

Позавчера, 19:19
Анна Новиковская

В то время как основные мировые языки со временем упрощают письменность, существует одно яркое исключение: китайский язык. За свою историю, насчитывающую три тысячелетия, его система письма становилась только сложнее и до сих пор остается крайне сложной для изучения.

Вчера, 09:40
Александр Березин

Также это повышает шансы на вовлечение волка в другие виды рискованной деятельности. Работа может иметь прикладное значение и для человеческих обществ, поскольку сходное влияние известно и для людей.

1 ноября
Анна Новиковская

Когда мы представляем взаимодействие неандертальцев с нашими предками, первобытными людьми, то обычно думаем об агрессивных стычках и конкуренции на охоте. Однако теперь ученые выяснили, что два вида людей взаимодействовали на протяжении как минимум 200 тысяч лет — это слишком долгий срок для активных военных действий, но достаточный для постепенного «растворения» одного вида в другом.

19 ноября
Анна Новиковская

В последний раз черношейного фазанового голубя видели еще в 1882 году, и с тех пор ученые не знали, живет ли еще в лесах острова Фергуссон эта красивая птица. Теперь, наконец, им повезло: одна из камер запечатлела представителя редчайшего подвида фазановых голубей.

13 ноября
Анна Новиковская

Беспилотный орбитальный самолет США завершил свою шестую миссию и приземлился рано утром в субботу. Он провел в космосе рекордные 908 дней, все это время обеспечивая себя энергией благодаря солнечным батареям.

[miniorange_social_login]

Комментарии

Написать комментарий

Подтвердить?
Подтвердить?
Не получилось опубликовать!

Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.

Понятно
Жалоба отправлена

Мы обязательно проверим комментарий и
при необходимости примем меры.

Спасибо
Аккаунт заблокирован!

Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.

Понятно
Что-то пошло не так!

Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.

Понятно
Лучшие материалы
Войти
Регистрируясь, вы соглашаетесь с правилами использования сайта и даете согласие на обработку персональных данных.
Ваша заявка получена

Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно
Ваше сообщение получено

Мы скоро прочитаем его и свяжемся с Вами по указанной почте. Спасибо за интерес к проекту.

Понятно

Сообщить об опечатке

Текст, который будет отправлен нашим редакторам: