Дослідження за допомогою штучного інтелекту в Weill Cornell Medicine змогло розділити хворобу Паркінсона на три підгрупи - розробка з потенціалом для ефективного таргетування лікування пацієнтів, яке відповідає прогресуванню їх хвороби.
Експерти кажуть, що результати є логічними та багатообіцяючими, але попереджають, що для створення більш точних моделей необхідно досліджувані у більшій вибірці людей.
Після нового дослідження Бостонського університету, яке показало, що модель штучного інтелекту здатна передбачити шанси людини захворіти на хворобу Альцгеймера, дослідники Weill Cornell Medicine змогли класифікувати хворобу Паркінсона на три підтипи за допомогою машинного навчання.
Висновки, опубліковані в Digital MedicineTrusted Source, обіцяють допомогти дослідникам і клініцистам підібрати лікування, специфічне для цих підтипів.
Які 3 підтипи хвороби Паркінсона визначили науковці?
Дослідники з Корнелла проаналізували дані 406 людей, які брали участь в Ініціативі маркерів прогресування хвороби Паркінсона (PPMI), яке є міжнародним обсерваційним дослідженням, та систематично збирало клінічні дані, дані біозразків, мультиоміки та зображення мозку учасників.
Вони розробили модель глибокого навчання під назвою «вбудовування глибокої фенотипічної прогресії» (DPPE), яка змогла «цілісно» змоделювати «багатовимірні, поздовжні дані про прогресію хвороби учасників», як пояснюють автори в дослідницькій статті.
Автори також відзначають, що в останні роки відбувся рух до спостереження за хворобою Паркінсона як станом з неоднорідними симптомами та прогресуванням.
Іншими словами, не всі люди з хворобою Паркінсона мають однаковий перебіг захворювання, і тому лікування має бути набагато більш пристосованим до потреб різних пацієнтів.
Три підгрупи хвороби Паркінсона, визначені машинним навчанням, базуються на темпі прогресування захворювання:
Rapid Pace (швидкий темп) (PD-R), що відзначається швидким прогресуванням симптомів. З досліджуваної когорти 54 людини (13,3%) мали цей підтип.
Inching Pace (швидкісний темп) (PD-I), який має легкі вихідні симптоми та відносно легке прогресування. З досліджуваної когорти 145 осіб (35,7%) мали цей різновид.
Moderate Pace (помірний темп) (PD-M), який характеризується легкими вихідними симптомами та помірним прогресуванням. Це була найбільша частина спостережуваної когорти: 207 осіб (50,9%) жили з цією формою хвороби Паркінсона.
Автори дослідження зазначають, що їхні класифікації «підкреслюють необхідність лікування підтипів хвороби Паркінсона як унікальних підрозладів у клінічній практиці, де ці підтипи темпу можуть інформувати про стратифікацію пацієнтів та лікування».
Виявляючи конкретні різновиди захворювання, клінічні підходи можуть бути набагато більш цілеспрямованими та ефективними.
Знахідки щодо підтипів хвороби Паркінсона потребують підтвердження
Клеменс Шерцер, доктор медичних наук, лікар-науковець і професор неврології Стівена та Деніз Адамс у Єльській школі медицини, який не брав участі в дослідженні, сказав Medical News Today, що обчислювальні результати дослідження були дуже цікавими, але попередив, що вони є надзвичайно ранніми і потребують більшого дослідження для розробки та перевірки таких класифікаторів.
«Мета прецизійної медицини — передбачити перебіг захворювання у пацієнта та завчасно вжити терапевтичних заходів, щоб запобігти розвитку ускладнень. Щоб досягти цього, нам потрібно виявити причину захворювання у кожного пацієнта та розробити цільову терапію», — зазначив Шерцер.
«Наприклад, ми виявили, що 10% пацієнтів із хворобою Паркінсона в [Сполучених Штатах] мають мутацію в гені GBA, і що різні типи мутацій GBA прискорюють перебіг хвороби», — пояснив він. «Пацієнти з мутаціями GBA тепер можуть брати участь у клінічних випробуваннях цільової терапії та, зрештою, отримають користь від терапії, спрямованої на GBA, що змінює захворювання».
Тим не менш, Даніель Труонг, доктор медичних наук, невролог і медичний директор Інституту нейронаук Труонга в медичному центрі MemorialCare Orange Coast у Фаунтін-Веллі, штат Каліфорнія, і головний редактор журналу Journal of Clinical Parkinsonism and Related Disorders, який також не брав участі в дослідженні. дослідження, сказав MNT, що підгрупи є логічним, системним підходом до лікування хвороби Паркінсона.
«Наприклад, пацієнти з підтипом Rapid Pace (PD-R) можуть отримати користь від більш агресивних терапевтичних стратегій і більш ретельного моніторингу порівняно з пацієнтами з підтипом Inching Pace (PD-I), яким може знадобитися менш інтенсивне лікування. Знання підтипу пацієнта може керувати вибором ліків, включаючи потенційне перепрофілювання існуючих препаратів, таких як метформін, який, як припускає дослідження, може бути особливо корисним для підтипу PD-R».
– Даніель Чионг, доктор медичних наук
«Це дозволяє розробити прогностичну та профілактичну медичну допомогу для кожного підтипу», — пояснив Труонг.
«Раннє втручання може знадобитися для швидко прогресуючих пацієнтів. Це вкрай важливо для лікування симптомів, перш ніж вони стануть серйозними та виснажливими. Визначення підтипів допомагає розподілити пацієнтів на основі їхнього ризику, забезпечуючи більш цілеспрямовані та ефективні клінічні випробування нових методів лікування», – додав він.
Стівен Олдер, BMedSci, BMBS, FRCP, DM, невролог-консультант Re:Cognition Health, який не брав участь у дослідженні, погодився, що попереднє визначення різних підгруп дозволить медичним працівникам працювати над конкретними планами лікування для кожної з них.
Він перерахував можливі методи лікування для кожного, зазначивши:
Швидкісний темп (PD-I): «Лікування може бути зосереджено на підтримці якості життя та запобіганні прогресуванню симптомів за допомогою модифікації способу життя, фізіотерапії та, можливо, нейропротекторних препаратів».
Помірний темп (PD-M): «Ці пацієнти демонструють помірний прогрес хвороби. Їм може бути корисна комбінація фармакологічних методів лікування для контролю симптомів і уповільнення прогресування, таких як агоністи дофаміну, інгібітори MAO-B або інші терапії, що модифікують захворювання».
Швидкий темп (PD-R): «Цей підтип швидко прогресує і часто включає когнітивний дефіцит. Метформін показав багатообіцяюче покращення симптомів у цій групі, особливо пов’язаних із когнітивними функціями та їх падіннями. Раннє втручання метформіном та іншими нейропротекторними агентами може мати вирішальне значення для лікування цього підтипу».
Чи проблематично використовувати ШІ для прогнозування хвороби Паркінсона?
Основне занепокоєння Алдера щодо використання технології машинного навчання для прогнозування таких захворювань, як хвороба Паркінсона, зосереджувалося на доступності такого інструменту для людей, які його потребують.
«Я не передбачаю проблем із моделлю штучного інтелекту, але я передбачаю проблеми з доступом пацієнтів до неї», — сказав він нам.
«Хоча моделі штучного інтелекту є потужними інструментами для визначення підтипів захворювання та прогнозування прогресування, існують потенційні проблеми, пов’язані з доступом пацієнтів. Не всі пацієнти можуть мати доступ до передових діагностичних інструментів або методів лікування, отриманих в результаті досліджень штучного інтелекту, особливо в умовах недостатніх ресурсів», – зазначив Олдер.
Однак, за його словами, іншою проблемою може бути «використання великої кількості даних пацієнтів для навчання моделі ШІ», що «викликає занепокоєння щодо конфіденційності та безпеки даних».
«Моделі штучного інтелекту мають перевірятися серед різних груп населення, щоб переконатися, що вони не є упередженими щодо певних когорт», — сказав Олдер.
Шерцер, повторюючи свою попередню заяву, сказав, що значна потужність штучного інтелекту щодо точного лікування в кінцевому підсумку залежатиме від додаткових досліджень і випробувань.
«Успіх ШІ у передбаченні результатів залежить від розміру та якості вхідних даних», — зазначив він. «Ключовою прогалиною в цій галузі є те, що нам потрібні набагато більші, високоякісні, поздовжні набори даних про пацієнтів із хворобою Паркінсона — дані великої кількості пацієнтів, що охоплюють продромальні стадії та весь перебіг хвороби. Це буде важливо для навчання та перевірки моделей ШІ, корисних для розширеної медицини».