בדיקת דם המשתמשת בבינה מלאכותית (AI) כדי לזהות שינויים גנטיים הקשורים לסרטן וסמנים ביולוגיים של חלבון יכולה לעזור לסנן נשים לאיתור סימנים מוקדמים של סרטן השחלות, על פי מחקר של חוקרים במרכז הסרטן ג'ונס הופקינס קימל בשיתוף עם מספר מוסדות אחרים בארצות הברית ובאירופה.
המחקר, פורסם ב-30 בספטמבר בכתב העת גילוי סרטןכתב עת של האגודה האמריקאית לחקר הסרטן, השתמש בניתוחים המופעלים על ידי AI של שברי DNA ושני סמנים ביולוגיים של חלבון כדי לזהות נשים עם סרטן השחלות. שני הסמנים הביולוגיים של חלבון, הנקראים אנטיגן סרטן 125 (CA-125) וחלבון אפידידימיס אנושי 4 (HE4), זוהו בעבר כסמנים ביולוגיים של סרטן השחלות, אך, בפני עצמם, לא יכלו לזהות באופן אמין סרטן השחלות. עם זאת, שילוב של סמנים ביולוגיים אלה עם זיהוי מונע בינה מלאכותית של דפוסים הקשורים לסרטן של שברי DNA במחזור הדם שיפר את דיוק ההקרנה ועזר להבחין בין גידולים סרטניים לגידולים שפירים.
השילוב של בינה מלאכותית, פרגמנטומים של DNA ללא תאים וזוג סמנים ביולוגיים של חלבון בבדיקת דם פשוטה שיפר את הזיהוי של סרטן השחלות גם בחולות עם מחלה בשלב מוקדם. לגישה התומכת בינה מלאכותית יש פוטנציאל להיות שיטה נגישה ובמחיר סביר לבדיקות סקר נרחבות לסרטן השחלות".
Victor E. Velculescu, MD, Ph.D., מחבר בכיר של המחקר, פרופסור לאונקולוגיה ומנהל שותף של התוכנית לגנטיקה ואפיגנטיקה של סרטן במרכז הסרטן ג'ונס הופקינס קימל
סרטן השחלות הוא הגורם החמישי בשכיחותו למוות מסרטן בקרב נשים בארצות הברית, עם שיעור הישרדות של חמש שנים של כ-50%, על פי המרכז לבקרת מחלות ומניעתן (CDC).
"גילוי מוקדם של סרטן השחלות עשוי להציל חיים, אבל רוב הנשים מאובחנות בשלב מאוחר של מהלך המחלה כאשר שיעורי ההישרדות נמוכים בהרבה", מסביר הסופר הראשון ג'יימי מדינה, Ph.D., פוסט-דוקטורנט ב-Johns Hopkins Kimmel Cancer מֶרְכָּז. "היעדר תסמינים ספציפיים בשלב מוקדם של מהלך המחלה או סמנים ביולוגיים יעילים הפריע למאמצי גילוי מוקדם יותר."
החוקרים הוכיחו בעבר כי שיטת הבדיקה DELFI (הערכת DNA של שברי יירוט מוקדמת) המופעלת על ידי AI משתמשת בגישה חדשה לביופסיות נוזליות, הנקראת פרגמנטומיקה, המשפרת את זיהוי שברי ה-DNA בדם ומזהה ביעילות סרטן ריאות. הטכנולוגיה מנצלת את העובדה שה-DNA, ארוז בקפידה בתאים בריאים, הופך לא מאורגן בתאי סרטן. כאשר תאים בריאים מתים ומתפרקים, הם משאירים מאחוריהם סט צפוי ומסודר של שברי DNA בדם. עם זאת, כאשר תאים סרטניים מתים ומתפרקים, שברי ה-DNA שנותרו מאחור אינם סדירים וכאוטיים.
במחקר האחרון נעשה שימוש בדגימות דם מ-94 נשים עם סרטן השחלות, 203 נשים עם גידולים שפירים בשחלות, ו-182 נשים ללא כל גידול שחלתי ידוע. אוכלוסיית המחקר ששימשה לפיתוח הגישה כללה נשים שטופלו בבתי חולים בהולנד ובדנמרק. החוקרים השתמשו בבדיקת DELFI-Pro, המשלבת ניתוח DNA נטול תאים עם בדיקות CA-125 ו-HE4, המופעלת על ידי AI, כדי לנתח את הדגימות לבדיקת סרטן השחלות. DELFI-Pro הצליחה לזהות הרבה יותר מקרים של סרטן השחלות מאשר בדיקות עבור כל אחד מהחלבונים בלבד, והיא עשתה זאת כמעט ללא תוצאות חיוביות כוזבות. למעשה, הוא זיהה 72%, 69%, 87% ו-100% ממקרי סרטן השחלות בשלבים I-IV, בהתאמה, בעוד שבאותה ספציפיות, CA-125 לבדו זיהה 34%, 62%, 63% ו-100 % ממקרי סרטן השחלות בשלבים I-IV.
כדי לאשר את התוצאות, החוקרים השתמשו בבדיקה במדגם שני של נשים אמריקאיות שכלל 40 חולות עם סרטן השחלות, 50 חולות עם גידולים שפירים בשחלות ו-22 ללא נגעים בשחלות ידועים. אפילו במדגם הקטן יותר הזה, הבדיקה השיגה אחוזי הצלחה דומים, עם 73% מכלל סוגי הסרטן שהתגלו ו-81% מהסרטן השחלות הסרוזי בדרגה גבוהה, הצורה האגרסיבית ביותר של המחלה, כמעט ללא תוצאות חיוביות כוזבות בנשים ללא סרטן. בדיקת DELFI-Pro הצליחה גם להבחין ביעילות בין גידולים שפירים לגידולים סרטניים -; משהו שבדיקות אולטרסאונד לא יכולות.
"לסרטן השחלות יש חתימת פיצול DNA ייחודית שאינה קיימת בנגעים שפירים", אומרת אקשאיה אנאפרגאדה, שותפה למחברת הראשונה ודוקטורית. סטודנט בבית הספר לרפואה של אוניברסיטת ג'ונס הופקינס. היכולת להבחין בין גידול שפיר לשחלה סרטני חשובה מכיוון שהשלב הבא בבדיקת סרטן לנשים עם גידולי שחלות שהתגלו באמצעות אולטרסאונד הוא ניתוח חקר. שימוש בבדיקות "ביופסיה נוזלית" עשוי לחסוך מנשים עם גידולים שפירים את הצורך לעבור ניתוח מיותר.
ולקולסקו ועמיתיו מתכוונים לאמת את התועלת של הבדיקה בדגימות גדולות יותר מניסויים קליניים אקראיים, אך הוא מצא את התוצאות הנוכחיות מעודדות: "מחקר זה מספק ראיות נוספות המדגימות את היתרון של פיצול דנ"א רחב גנום, ללא תאים ובינה מלאכותית לאיתור סרטן עם דיוק גבוה התוצאות שלנו מראות שלגישה משולבת זו יש ביצועים גבוהים יותר לבדיקה מאשר לסמנים ביולוגיים קיימים."
מחברי המחקר כללו את שרה שורט, אדריאנה ל. ברטולומוצ'י, דימיטריוס מתיוס, שאשיקנט קול, נושין ניקנאפס, מייקל נואה, זכריה ה. פודה, דניאל סי ברוהם, קרולין הרובן, ניקולס א. וולפסקו, רנו דואה, ג'נה ו. קנזוניירו. , סטיבן כריסטיאנו, וילמוס אדלף, לורי ג'יי סוקול, סטיבן ב' ביילין, רוברט ב' שרפף וג'יליאן פאלן מג'ונס הופקינס; Pien Lof, Daan van den Broek, Beatriz Carvalho, Gerrit A. Meijer, וכריסטין AR Lok מהמכון לסרטן הולנד; Euihye יונג, הת'ר סימקו, סוזן מ. דומצ'ק ורוני דראפקין מאוניברסיטת פנסילבניה; Michael F. Press מאוניברסיטת דרום קליפורניה; דניס ג'יי סלמון וגוטפריד א' קונצ'ני מאוניברסיטת קליפורניה, לוס אנג'לס; כריסטינה ת'רקילדסן מבית החולים Hvidovre בדנמרק; וקלאוס לינדברג אנדרסן מבית החולים האוניברסיטאי ארהוס בדנמרק ואוניברסיטת ארהוס בדנמרק.
העבודה נתמכה על ידי הקרן למחקר רפואי של ד"ר מרים ושלדון ג' אדלסון, קרן גריי, מענק צוות חלומות של SU2C בזמן יירוט סרטן ריאות, Stand Up to Cancer-Dutch Cancer Society International Translational Cancer Research Grant; DoD Omics Consortium (מענק W81XWH-22-1-0852), קרן טינה ברוזמן הנכבדת, קרן חבר העמים, קרן מארק לחקר הסרטן, קרן קול, קרן Claneil, קרן קנרי, קרן מייק ופטי הנסי, הקרן למחקר מתורגם בסרטן השחלות של Carl H. Goldsmith, וקרן Monica K. Young, מענק מחקר מ-DELFI Diagnostics, קרן Stichting Hanarth, קרן נובו נורדיסק, האגודה הדנית לסרטן והמכוני הבריאות הלאומיים מענקים CA121113, CA006973, CA233259 , CA062924, CA271896, T32GM148383, T32GM136577, F30CA294612 ו-CA228991.
