بروتوكول الذكاء الاصطناعي “DeepHRD” سيُحوِّل وقت وتكلفة علاج السرطان

السرطان لا يزال تهديدًا عالميًا. على الرغم من تدفق الابتكارات العلمية، لا يزال السبب الرئيسي لفقدان الأرواح في جميع أنحاء العالم. 

في عام 2024، في الولايات المتحدة وحدها، من المتوقع تشخيص حالتين مليون من السرطان، بينما سيتجاوز عدد الوفيات المتوقعة 610,000. 

تشير الحسابات المستندة إلى بيانات 2017-2019 إلى أن أكثر من 40٪ من الرجال والنساء في الولايات المتحدة سيُشخصون بالسرطان في مرحلة ما من حياتهم. وما هو أكثر إزعاجًا هو أن هذا العام، سيُشخص ما يقرب من 15,000 طفل ومراهق بالسرطان، وسيُفقد حوالي 1,600 منهم حياتهم.

الوضع في الولايات المتحدة يعكس المشهد العالمي. كواحد من الأسباب الرئيسية للوفاة عالميًا، كان هناك ما يقرب من 20 مليون حالة جديدة و9.7 مليون وفاة مرتبطة بالسرطان في عام 2022 حول العالم. ولا يُظهر أي تحسن واضح في الأجل القريب. من المتوقع أن يرتفع عدد الحالات الجديدة سنويًا إلى 29.9 مليون بحلول عام 2040، وعدد الوفيات إلى 15.3 مليون.

لذلك، يتطلب تهديد السرطان جهودًا شاملة من المجتمع العلمي والتقني والطبي. في الفقرة التالية، سنناقش أحد هذه الجهود التي تجعل الناس حول العالم متفائلين ومتحمسين لإمكاناتها المستقبلية.

انقر هنا للحصول على قائمة بأفضل أسهم علاج السرطان.

الأورام الدقيقة المدعومة بالذكاء الاصطناعي لعينات الخزعات السرطانية

ذكر نشر علمي حديث في مجلة سرطانات السريرية جهودها لتدريب DeepHRD، منصة تعلم عميق لتوقع نقص التزامن المتماثل (HRD) من شرائح مصبوغة بالهيماتوكسيلين والإيوسين (H&E)، باستخدام سرطانات الثدي والمبيض الأولية من قاعدة بيانات جينوم السرطان (TCGA). 

يُعد هذا الاختراق مهمًا لأن السرطانات التي تعاني من نقص التزامن المتماثل تستفيد من أملاح البلاتين ومثبطات بولي(ADP‑ribose) بوليميراز. ومع ذلك، تتطلب الاختبارات التشخيصية القياسية لاكتشاف HRD التحليل الجزيئي، وهو غير متوفر عالميًا.

خلصت نتائج البحث إلى أن DeepHRD يمكنه توقع HRD في سرطانات الثدي والمبيض مباشرةً من شرائح H&E الروتينية عبر مجموعات خارجية متعددة، ومُسّحات شرائح مختلفة، ومتغيّرات تثبيت الأنسجة. عندما قُورنت نتائجه بالنظام التقليدي للاختبار الجزيئي، استطاعت منصة DeepHRD تصنيف 1.8 إلى 3.1 مرة أكثر من المرضى وأظهرت بقاءًا أفضل (OS) في سرطان المبيض الغدي عالي الدرجة، وتقدمًا في البقاء بدون انتكاس (PFS) المرتبط بالبلاتين في سرطان الثدي النقيلي.

بينما تُظهر النتائج أسباب حماس المجتمع الطبي لهذا الحل، فإن إدراج الذكاء الاصطناعي يعني تحسينًا كبيرًا في لوجستيات التشخيص المبكر للسرطان والعلاج المناسب.

انقر هنا لتتعرف على كيفية استخدام تقنية كريسبر لعلاج السرطان.

لماذا يُعد تضمين بروتوكول الذكاء الاصطناعي أمرًا حاسمًا؟

وفقًا للباحثين في جامعة كاليفورنيا سان دييغو الذين يقودون هذه التجربة، يسمح تضمين الذكاء الاصطناعي في النظام بالكشف السريع ومنخفض التكلفة عن التغيّرات الجينية القابلة للتنفيذ سريريًا مباشرةً من شرائح الخزعات الورمية.

يعتقد الباحثون أن النظام يمكنه توفير أسابيع وآلاف الدولارات من سير عمل علاج الأورام السريرية لسرطاني الثدي والمبيض. 

وإلا، قد تكون التأخيرات مهددة للحياة، كما أن العمليات ذات التكلفة العالية قد تؤثر على المرضى ذوي الموارد المحدودة. من هذا المنطلق، يعني تضمين الذكاء الاصطناعي عملية تشخيص سرطاني أكثر شمولًا.

أثناء شرح الاختناقات الموجودة، قال إريك بيرغستروم، دكتوراه، المؤلف الرئيسي للدراسة وباحث ما بعد الدكتوراه في مختبر ألكسندروف:

“للأسف، أدت التكاليف العالية، ومتطلبات النسيج، والوقت الطويل للنتائج إلى عرقلة الاستخدام الواسع للأورام الدقيقة، مما أدى إلى علاج غير مثالي — وربما ضار — لمرضى السرطان.”

لذلك، يأتي الاختبار الجيني المدعوم بالذكاء الاصطناعي كحل مريح. فهو لا يوفر الوقت الحيوي للمرضى فحسب، بل يساعد الأطباء من خلال تمكين وصف العلاج الفوري بعد التشخيص النسيجي الأولي. هذه الطريقة في الأورام الدقيقة أكثر موثوقية من الاختبارات الجينية التقليدية، إذ أن اختبارات الذكاء الاصطناعي لديها معدل فشل ضئيل. بالمقابل، تتراوح معدلات الفشل للاختبارات الجينية التقليدية بين 20 و30٪، ما يستلزم غالبًا إعادة الاختبار أو اللجوء إلى خزعة غازية.

تُمكّن القدرة على تحديد HRD عبر الذكاء الاصطناعي هذه الطريقة من تحقيق كشف دقيق وفوري للعلامات الجينية للسرطان.

يعتقد الباحثون والعلماء الذين شاركوا في هذا المجال منذ زمن طويل أن الاختراق هو حدث مهم. موضحًا الأسباب، قال سكوت ليبمان، دكتور في الطب، أستاذ متميز في جامعة كاليفورنيا سان دييغو، مركز الهندسة والسرطان، وعضو مركز موورز للسرطان:

“انطلقت حقبة الأورام الدقيقة في أواخر التسعينيات، لكن الدراسات الأمريكية الحديثة تُظهر أن الغالبية العظمى من مرضى السرطان لا يحصلون على العلاج الدقيق المعتمد من إدارة الغذاء والدواء. والسبب الرئيسي هو عدم إجراء الفحوصات. كطبيب أورام سريري — وأنا أمارس هذا منذ ما يقرب من 40 عامًا — لا شك أن هذا النهج هو مستقبل الأورام الدقيقة.”

التقنية التي تُشكل أساس DeepHRD محمية ببراءات اختراع مؤقتة صادرة عن جامعة كاليفورنيا سان دييغو. تم ترخيص هذه البراءات إلى io9، الشركة التي يشارك فيها ألكسندروف، بيرغستروم، وليبمان. 

في الفقرة التالية، سنستعرض هذه الشركة بإيجاز لفهم نوع القدرات التي تم بناؤها لتتعامل معها والحلول التي قدمتها حتى الآن!

#1. Io9: علم الأمراض الرقمي المدفوع بالذكاء الاصطناعي

تفتخر Io9 بالفعل بمنصة ذكاء اصطناعي تُجري التحليل الجزيئي بكفاءة من الشرائح السريرية الروتينية. يمكن لهذه المنصة اكتشاف العلامات الجينية من الشرائح الرقمية، مما يجعل الوصول إلى العلاج ممكنًا لجميع المرضى حول العالم.

بالإضافة إلى حل العلامة الجينية HRD الذي سيعمل الآن على سرطاني الثدي والمبيض ومستقبلاً على سرطان البنكرياس، تُنشط Io9 أيضًا مجموعة من العلامات الجينية، بما في ذلك KRAS وEGFR وBRAF، والتي ستفيد مجالات سرطان الرئة، القولون، والثدي، وكذلك الميلانوما النقيليّة في المستقبل. 

لودميل ب. ألكسندروف هو المؤسس والرئيس العلمي لشركة Io9، بينما سكوت م. ليبمان، أحد المؤسسين الآخرين، عضو في مجلس الإدارة. 

بينما تُعد Io9 فرعًا لشركة تُتيح للمعلمين والباحثين الاستمرار في تطوير ابتكاراتهم على نطاق تجاري، هناك شركات كبرى نشطة في هذا المجال حيث يلتقي الذكاء الاصطناعي بتشخيص وعلاج الأورام.

#2. GE Healthcare

في اليوم الأول من مايو 2024، أعلنت GE HealthCare (Nasdaq: GEHC) عن Revolution RT، حلًا جديدًا للعلاج الإشعاعي باستخدام التصوير المقطعي (CT) يدمج أجهزة وبرمجيات مبتكرة لتبسيط سير عمل المحاكاة وجعل رعاية الأورام أكثر تخصيصًا وسلاسة. تم الكشف عن Revolution RT في مؤتمر الجمعية الأوروبية للعلاج الإشعاعي والعلاج (ESTRO) 2024 في غلاسكو مع نسخة محسّنة بالذكاء الاصطناعي من منصة العلاج الإشعاعي الذكي (IRT). 

أثناء حديثه عن تضمين الذكاء الاصطناعي في حلولهم الأورامية، قال الدكتور طه كاس‑هوت، الرئيس التنفيذي للتقنية والعلوم في GE HealthCare:

“في GE HealthCare، نلتزم بدفع حدود علاج الأورام من خلال تقنيات مدفوعة بالذكاء الاصطناعي تُحوِّل وتُحسّن استمرارية الرعاية.”

وبينما يذكر فوائد دمج الذكاء الاصطناعي، أوضح الدكتور طه كاس‑هوت أن التحسين سيساعد على عرض تشريح المريض بدقة عالية وتسهيل استهداف الورم بدقة مع السعي لحماية الأنسجة السليمة المجاورة. سيؤدي ذلك إلى “بيئة رعاية دقيقة، أكثر ترابطًا، وكفاءة تُسرّع تقديم الرعاية الشخصية، بهدف تمكين نتائج مرضى أفضل.”

للسنة الكاملة 2023، أعلنت GE Healthcare عن إيرادات قدرها 19.6 مليار دولار أمريكي، مسجلة زيادة بنسبة 7٪ على أساس سنوي و8٪ على أساس عضوي مع نمو في جميع القطاعات والمناطق.

#3. iCAD

كيان تقني طبي آخر، أصغر حجمًا لكن واسع النطاق في التأثير والطموح، iCAD، يركز على عمل محدد يركز على الذكاء الاصطناعي في مجال سرطان الثدي. تستمد الشركة رؤيتها وهدفها من التهديدات الواقعية الموجودة على الأرض. تُظهر البيانات أن 1 من كل 8 نساء قد تصاب بسرطان الثدي خلال حياتها، وأن ما يصل إلى 20‑40٪ من هذه السرطانات تفوت في فحوصات الماموجرام.

مع تشخيص امرأة بسرطان الثدي كل 14 ثانية على مستوى العالم، فإن تقييم خطر السرطان بالنماذج التقليدية لا يتجاوز 63٪ من الدقة.

تركّز منصة iCAD المسماة ProFound Breast Health Suite على الكشف والكثافة والخطر، مما يسلّط ضوءًا أكبر على السرطان ويكشف عن أماكن اختفائه. 

في مرحلة الكشف، يدمج حل ProFound أحدث التطورات في التعلم العميق، والذكاء الاصطناعي من الجيل الثالث. الدقة والكفاءة غير مسبوقتين لفحص الماموجرام ثنائي وثلاثي الأبعاد مع تحسين الأداء السريري حتى 2× مقارنةً بمنصات الذكاء الاصطناعي الأخرى.

أثناء توضيح قدرات ProFound AI في اكتشاف سرطان الثدي من منظور كثافة الثدي، قال غابرييل بيديكالي، دكتور في مستشفى ووستر المجتمعي:

“لا يساعدنا ProFound AI فقط في مراجعة الحالات ذات النسيج الدهني، بل نرى فائدة أكبر للنساء ذوات الثدي الكثيف. قبل ProFound AI، ربما كنت أقرأ حالة ذات ثدي كثيف وأفكر، ‘دعونا نستدعي المريضة بعد 6 أشهر أو سنة’، لكن مع ProFound AI، يمكننا بسهولة تحديد ما إذا كنا بحاجة إلى فحص آخر أو خزعة.”

أخيرًا، في قسم تقييم الخطر، يتيح حل ProFound المدعوم بالذكاء الاصطناعي إمكانية الحصول على أول نموذج خطر قائم على الصورة في العالم، وهو أكثر دقة 2.4 مرة من النماذج التقليدية. يُظهر أداءً ممتازًا في تحديد النساء ذوات خطر عالٍ لتطوير السرطان قبل أو أثناء الفحص التالي للمساعدة في اكتشاف السرطانات الفاصلة مبكرًا.

للسنة الكاملة 2023، بلغ إجمالي إيرادات iCAD 17.3 مليون دولار أمريكي، بانخفاض قدره 13٪.

مستقبل الأورام الدقيقة المدعومة بالذكاء الاصطناعي

في أبريل 2024، قامت مجلة Nature العالمية المرموقة بفحص شامل لدور الذكاء الاصطناعي في الأورام الدقيقة. وقد اعترفت بقدرة الذكاء الاصطناعي التحويلية في هذا المجال، حيث كانت ملاحظاتها الافتتاحية:

“تخضع مجالات أبحاث السرطان والأورام الدقيقة لتحول هائل نتيجة تطبيق الذكاء الاصطناعي (AI).”

لتحديد أكثر، سلطت المقالة في المجلة الضوء على دور الذكاء الاصطناعي في اكتشاف الأنماط المخفية من مصادر معلومات متعددة، بما في ذلك التحليل الجزيئي، علم الأمراض، والتصوير الطبي. كما قدر الذكاء الاصطناعي لدمجه بيانات الأوميكس لتوفير فهمًا أكثر شمولًا للسرطان. بالإضافة إلى المراقبة والتشخيص، ساهم الذكاء الاصطناعي أيضًا في تطوير اختبارات جديدة لتوصيف السرطان، التنبؤ بالمآل، وتوقع الاستجابة لعلاجات محددة. 

مع ذلك، لم يغفل التقرير الملخّص عن ذكر القيود والتحديات التي ظهرت عند نقل هذه الأدوات الجديدة من بيئات البحث إلى الممارسة السريرية.

هناك العديد من الأمثلة على أدوات من بيئات البحث تم نقلها بنجاح إلى الممارسة السريرية. على سبيل المثال، في اقتصاد نامٍ مثل الهند، أطلق مركز Apollo Cancer Centre في بنغالور أول مركز للذكاء الاصطناعي في الأورام الدقيقة (POC) في الهند في يناير 2024.

بينما يوضح كيف يمكن لمثل هذه المراكز المساعدة في تقديم نظام رعاية سرطانية أفضل وأكثر كفاءة، قال الدكتور فيشواناث س، استشاري أول في الأورام الطبية، ACC، بنغالور:

“سريريًا، يساعد ذلك في الالتزام بمسار الرعاية من خلال مراقبة الالتزام بمسارات الرعاية القياسية، وكذلك لإدارة المرضى بناءً على الملفات الجينية والسريرية والمرضية. التنبيهات السريرية والتوصيات للاختبارات التشخيصية، التسجيل في رعاية القيمة (VBC) وبرامج الفوائد الأخرى للمرضى هي بعض الاستخدامات. تنبيهات انخفاض المرضى ونتائج المرضى المبلغ عنها (PROMs) للتدخلات في الوقت المناسب هي من بين الفوائد الأخرى.”

من المتوقع أن يشهد استخدام الذكاء الاصطناعي في تشخيص السرطان نموًا هائلًا في المستقبل. وفقًا لتقرير نشرته Towards Healthcare، من المتوقع أن يرتفع الذكاء الاصطناعي في تشخيص السرطان بمعدل نمو سنوي مركب (CAGR) قدره 9.35٪ من 2023 إلى 2032، مع توقع أن يصل السوق إلى 2,084.34 مليون دولار أمريكي بحلول نهاية 2032 مقارنةً بـ 892.23 مليون دولار أمريكي في 2022.

يمكن القول بثقة أن الذكاء الاصطناعي سيساعد في تعزيز دقة التشخيص وتحسين كفاءة تخطيط العلاج بشكل كبير!

انقر هنا لتتعرف على كل ما يتعلق بالاستثمار في الذكاء الاصطناعي.