Strojové učení může snížit případy rakoviny prostaty

TLDR: Až si doplní mezery na větším a demograficky pestřejším vzorku. Diagnóza z moči by ale byla krokem vpřed k pohodlí pacientů. Studie tu.

Zůstaňte negativní

Rakovina prostaty je druhou nejčastější rakovinou u mužů a každý rok je diagnostikována u více než milionu lidí. Dosavadní screening spoléhal na detekci proteinu v krevním séru, který pocházel z prostaty a jeho koncentrace se zvyšuje u lidí s rakovinou. Tento test však produkoval velmi vysoké množství falešně pozitivních výsledků. Což v kombinaci s faktem, že sérový test se potvrzuje nepříjemným rektálním testem, případně odebráním vzorku prostaty, způsobovalo zcela zbytečný butthurt u mnoha mužů.

Spolupráce mezi univerzitou v Soulu a Korejským institutem pro vědu a technologie pod vedením Hojun Kima se však vytasila s možným řešením. Pomocí speciálně vyvinutého přístroje a strojového učení vědci vyvinuli test, který ten současný zdaleka předčí. Na základě vzorku moči dokázali odlišit pacienty s rakovinou prostaty od těch zdravých s téměř stoprocentní přesností.

Z toho by si jeden sednul na zadek! (Bez bolesti.)

Zdroj: Pixabay, 20th Century Fox
Fskutečnosti A.I. zjišťuje diagnózu z moči, ale k tomu se dostanem.
Zdroj: Pixabay, 20th Century Fox

Dva biomarkery ví víc než jeden

Co vlastně není ideální v současném testu? Spoléhat se na jediný biomarker v krevním séru je nevýhodné. Najít takový, který je jak senzitivní (nízký počet falešně negativních výsledků), tak specifický (nízký počet falešně pozitivních výsledků) je téměř nemožné. Současný test má tedy sice vysokou senzitivitu, ale velmi nízkou specificitu. Až 80% pozitivních pacientů je posláno na prošťourání prostaty zcela zbytečně.

Zkombinovat několik senzitivních a specifických biomarkerů se tak jeví jako logické řešení. Nicméně se zvyšujícím se počtem biomarkerů se také zvyšuje počet proměnných v systému a vyhodnocovat takové údaje ručně se stává čím dál komplikovanější. Proč tedy nezapřáhnout statistiku a křemíkové mozky?

Mohl byste prosím naší A.I. načůrat do zkumavky

Nový test se také zaměřil na využití moči, protože ta je dobře dostupná a její získání neinvazivní. Močová trubice je také obklopena tkání prostaty, čímž se do moči mohou dostat i proteinové biomarkery prostaty. Koncentrace jakýchkoliv biomarkerů je však v moči příliš nízká.

Bylo tak třeba použít speciální biosenzor, který laboratoř vyvinula v předchozích letech. Nyní tak s pomocí protilátek mohli vědci spolehlivě detekovat hladinu biomarkerů v moči, a tyto data poskytnout algoritmům společně s informací, jestli jsou na rakovinu pozitivní, nebo negativní.

Vědci srovnali, jak si s vyhodnocením biomarkerů poradí dva různé algoritmy strojového učení – na bázi rozhodovacích stromů a neuronové sítě. Oba algoritmy byly podobně úspěšné – a to velmi. Nakonec přesnost dosahovala přes 99%, což je kombinované skóre jak pro specificitu, tak senzitivitu.

Zdroj: vlastní

*neužívejte, pokud nejste Korejec

I přes výbornou přesnost má nový test několik děr. Za prvé, algoritmy byly naučeny i testovány na pouze 76 vzorcích od pacientů pouze korejského genetického pozadí. Ani další faktory (věk, velikost prostaty, stupeň rakoviny prostaty etc.) nebyly zohledněny. Je tak velmi pravděpodobné, že modely byly tzv. přetrénované, a nebude možné výsledky jen tak validovat na jiné populaci.

Obrovská nevýhoda testu také spočívá ve speciálně vyvinutém biosenzoru. Takovéto biosenzory jsou potenciálně drahé hračky a pokud nebudou cenově dostupné i pro malé laboratoře, vidím to bohužel jako slepou uličku. Nakonec tak studie hlavně poukazuje na současný problém a navrhuje jeho možná řešení. Pravděpodobně si ale budeme muset ještě počkat, než cokoliv přejde do aplikované praxe.

[Tereza Lausová]

Vědátor vzniká v dílně spolku studentů a popularizátorů vědy UP Crowd za podpory MUDRstart, který tvoří přípravné testy pro studenty vysokých škol. Krom různých autorů projekt jako šéfredaktor vede Ladislav Loukota – jeho kontaktní mail je vedatororg@seznam.cz

Diskuze

Reklama