Yapay zeka pankreas kanserini erken evrede yakaladı

Pensilvanya Üniversitesi’nden multidisipliner bir araştırma ekibi, tek bir kan örneğindeki çoklu biyobelirteçleri ölçerek en yaygın görülen pankreas kanseri formunun erken aşamalarını tespit edebilen sıvı biyopsi geliştirmek için yapay zekayı kullandı. Tarafların grupları bilmeyerek yaptıkları çalışmada, çoklu analit testinin pankreatik duktal adenokarsinomunu (PDAK) saptamada tek biyobelirteç analizinden daha doğru olduğu ve evrelemenin hastalığın tek başına görüntülenmesinden daha iyi olduğu bulundu.

Araştırmacılar, daha büyük bir çalışmaya ihtiyaç duyulmasına rağmen, erken test tespitinin tanı görüntülemesine ek olarak yapıldığında, küratif cerrahi için hasta seçimini iyileştirebileceğini belirttiler. Çalışma saygın bilim dergilerinden olan Clinical Cancer Research’de “Hücre dışı vezikül miRNA'ları ve mRNA, cfDNA ve CA19-9'dan oluşan çoklu analit bir panel, pankreatik kanserin teşhisi ve evrelendirilmesi için fayda gösterir” başlığıyla yayımlandı. Araştırma ekibi, Perelman Tıp Okulu, Abramson Kanser Merkezi ve Mühendislik ve Uygulamalı Bilimler Okulu'ndaki bilim insanlarını içeriyordu.

PDAK, Amerika Birleşik Devletleri'nde kanser ölümlerinin üçüncü önde gelen nedenidir ve toplam beş yıllık sağ kalım oranı yüzde 9'dur. Olgular genellikle hastalık yayılıncaya kadar teşhis edilemez ve çoğu hasta tanılarını takiben bir yıldan daha az bir süre hayatta kalır.

Erken yakalanırsa hastalar, cerrahi tedavi için aday olabilir. Pankreasın dışında bir yere yayılmamış, ancak tümörün büyüklüğüne veya yerine göre cerrahi için aday olmayan lokal olarak ilerlemiş kanserde tedavi, kemoterapi veya radyasyon gibi üç aylık sistemik müdahaleyi içerir. Ardından yeniden değerlendirme ve cerrahi müdahale bir seçenektir. Bununla birlikte, kanserin yayılması halinde iyileştirici bir tedavi seçeneği yoktur.

TANI SORUNU

PDAK'nin tanısı ve evrelendirilmesi biyopsi, bilgisayarlı tomografi (BT) ve manyetik rezonans görüntüleme gibi tekniklere dayanır. Ancak lokalize hastalığı olan hastaları metastazlı hastalardan ayırt etmek zorlayıcıdır. Çünkü, standart bakım görüntüleme teknikleri gizli metastazları kaçırabilir. Patolojik olarak doğrulanmış PDAK hastaları için bile, standart görüntüleme teknikleri erken metastatik hastalığı saptamada yetersiz kalabilir. Bu durum, küratif amaçlı cerrahi dahil hastalık evrelemesi ve tedavi seçimini zorlaştırır.

Araştırmanın kıdemli biyomedikal laboratuvarı direktörü ve araştırma görevlisi tıp profesörü Erica Carpenter şu anda, teşhis edilen hastaların çoğunda zaten metastatik hastalık olduğunu, bu yüzden sadece hastalığı daha önce tespit eden bir test değil, aynı zamanda doğru bir şekilde bize kimin potansiyel olarak tedavi edilecek bir noktada olduğunu söyleyebilen kritik bir teste ihtiyaç olduğuna dikkat çekti.

Araştırmacılar, bu tanısal zorlukları ele almak için çeşitli kan bazlı sıvı biyopsi belirteçleri geliştirildiğini, ancak erken evre hastalığı tespit etmek için düşük duyarlılık gösterdiklerini belirttiler. Araştırma ekibinin daha önceden yaptığı pankreas kanseri fare modelindeki çalışması, tümörle ilişkili hücre dışı veziküllerin analiz edilmesinin erken evre hastalığı tespit etmeye yardımcı olabileceğini göstermiş olsa da, bu yaklaşımın insan hastalarda erken olarak hastalığı tespit etmede doğruluğu henüz kanıtlanmamıştı.

Araştırma ekibi şimdi, PDAK hastalarını tanımlamak ve ayrıca ilk görüntülemeyle gözden kaçırılabilecek gizli metastazların saptanmasını geliştirmek için tümörle ilişkili hücre dışı vezikül miRNA, mRNA, dolaşan hücresiz DNA ve karbonhidrat antijeni 19-9 (CA19-9) dahil olmak üzere bir PDAK tanı biyobelirteçleri panelinin geliştirilmesi ve değerlendirilmesi hakkında çalısmalarını yayımladı.

DOĞRULUK ORANI YÜKSEK

Çalışmada, seçilen biyobelirteçler panelinden verileri analiz etmek için yapay zekayı kullanmıştır. Biyobelirteçlerin öngörücü bir panelini oluşturmak için, her biyobelirteç öngörücü güce ihtiyaç duyar ve kurucu biyobelirteçler birbirleriyle ilişkili olmamalıdır. Böylece her biyobelirteç hastanın durumu hakkında benzersiz bilgiler taşır. Araştırmacılar, 14 biyobelirteç panelini kullanarak, 15 sağlıklı kontrol, 12 hastalık kontrolü (3 intraductal papiller müsinöz neoplazm ve 9 pankreatit) ve çeşitli aşamalarda PDAK'li 20 hasta ile makinayı verileri öğrettiler. Tarafsız değerlendirme sonucunda test, sadece CA19-9 ölçümünün yüzde 89 doğruluğundan daha iyi olan hastalığı tespit etme yeteneğinde yüzde 92 oranında doğruydu. Bu test ayrıca hastalık evrelemesinin belirlenmesinde yüzde 84 doğruluk gösterdi, bu da sadece görüntüleme ile sergilenen yüzde 64 doğruluktan daha iyi bir gelişmeydi.

Araştırmacılar, testlerinin hala daha büyük bir çalışmayla doğrulanması gerektiğini belirtmekteler, ancak bu testin PDAK tanısında büyük bir ilerlemeyi temsil edebileceğini ve potansiyel olarak küratif cerrahi için uygun olan hastaların belirlenmesine yardımcı olabileceğini belirtiyorlar. Araştırmacılar, burada, tek bir kan örneğinden PDAK'yi daha iyi tespit etmek ve evrelemek için çok analitli bir sıvı biyopsisini tarif ettiklerini vurguladılar. Ayrıca araştırmacılar, bu yaklaşımın PDAK hastalarını hasta olmayanlardan ayırt edebildiğini, PDAK hastaları arasında, modelin başlangıçta görüntüleme negatif olan ve sadece intraoperatif veya başlangıçta kan alımından sonraki dört ay içinde görüntülenerek saptanan gizli metastatik hastalığın tespitini de geliştirebileceğine dikkat çektiler.

Carpenter, “Doğrulanırsa, bu test sadece risk altındaki hastalar için önemli bir araç değil, aynı zamanda BRCA mutasyonları gibi bilinen bazı risk faktörleri olan hastalar için de bir izleme aracı olabilir” dedi.