Исследования
ИИ предоставляет патологам «пространственное суперзрение» для обнаружения скрытых маркеров рака
Новый инструмент ИИ под названием STimage, опубликованный в журнале Nature Communications, может предсказывать рак молочной железы, кожи и почек по стандартным тканевым срезам, применяя анализ пространственной транскриптомики — методику, ранее ограниченную специализированными исследовательскими центрами.
Элвин С. ·
Новый инструмент искусственного интеллекта может обнаруживать скрытые генетические маркеры рака в стандартных образцах тканей пациентов — тех, которые патологи изучают каждый день в больницах по всему миру. Инструмент, называемый STimage, был разработан учёными из Медицинского исследовательского института QIMR Berghofer и опубликован на этой неделе в журнале Nature Communications.
Прорыв заключается в том, что может видеть STimage. Стандартная патология использует окрашивание H&E — 150-летнюю технику, которая выделяет структуру клеток, но ничего не показывает о фундаментальной молекулярной активности. STimage применяет анализ пространственной транскриптомики на стандартном слайде H&E, создавая прогнозы заболеваний на основе молекулярных паттернов, невидимых для человеческого глаза.
Зрение Супермена для патологоанатомов
«Это как дать патологам суперразрешающую способность Супермена или Супервумен, чтобы сканировать миллионы невидимых биомаркеров в маленьком образце ткани и найти два или три, которые показывают признаки рака», — сказал доцент Куан Нгуен, возглавлявший разработку. «Эта возможность крайне важна для более раннего выявления, более точного диагноза и более обоснованных решений о лечении».
В тестировании STimage точно предсказал рак молочной железы, кожи и почек, а также первичный склерозирующий холангит, аутоиммунное заболевание печени. Он превзошел небольшое количество аналогичных инструментов, существующих в этой зарождающейся области. Критически важно, что он также генерировал точные прогнозы относительно прогноза и реакции на лечение — правильно классифицируя пациентов как с высоким или низким риском выживания и как вероятных кандидатов на ответ на существующие препараты.
Прозрачность как характеристика
Одной из отличительных характеристик STimage является интерпретируемость. Большинство инструментов диагностики с использованием ИИ дают прогноз, не объясняя, почему. STimage показывает конкретные тканевые и клеточные особенности, которые привели к его прогнозу, а также математический показатель уверенности. Эта прозрачность имеет решающее значение для клинического внедрения — патологи должны понимать и оценивать результаты ИИ, а не просто принимать их.
Инструмент STimage не заменяет опыт и знания патологов. Вместо этого он помогает им, предоставляя дополнительную информацию о типах клеток и генетической активности, которую они не могут увидеть своими глазами.
Доцент Куан Нгуен, QIMR Бергхофер
Доступ и равенство
Потенциальные последствия для справедливости значительны. Анализ пространственной транскриптомики в настоящее время требует специализированного оборудования и экспертизы, сосредоточенных в крупных исследовательских центрах. STimage работает на стандартных слайдах H&E — самой распространённой и доступной подготовке патологии в мире. Это означает, что технология, по сути, может расширить возможности передовой диагностики для региональных и сельских больниц, которые в настоящее время не имеют доступа к специализированным онкологическим услугам.
Исследовательская группа продолжает расширять типы рака, которые может обнаруживать STimage, и улучшать его точность на более редких типах клеток. Следующий этап — клинические испытания в патологоанатомических лабораториях. Если они будут успешными, команда надеется, что инструмент сможет войти в клиническую практику в течение двух лет.
Что смотреть
Результаты клинических испытаний будут критическим испытанием. Диагностические инструменты на основе ИИ демонстрируют разный уровень эффективности при переходе от контролируемых исследовательских условий к реальным клиническим средам. Возможность интерпретации результатов и акцент на дополнение работы патологоанатома, а не на его замену, являются положительными сигналами — но окончательное подтверждение будет получено в патологоанатомической лаборатории, а не в исследовательской статье.