Milyen új lehetőségeket nyit meg a mesterséges intelligencia a fejlett génalapú rákterápia terén?

|

A japán rákgyógyászatban 2018 áprilisa óta alkalmaznak a betegek genetikai információjára épülő gyógyszeres terápiát. Ez a cikk a rákos megbetegedések kezelésének fejlett génterápiás lehetőségeivel foglalkozik.

 

 

 

A Fujitsu kutatóintézetének (FRI) tanácsadója szemszögéből ismerteti a lehetséges jövőbeni fejlődési irányokat, a genetikai információk másodlagos felhasználásának módját, az ezzel járó kihívásokat, és áttekinti a jövőbeni trendekhez igazodó üzleti szemléletet.

A szerző: Tetsuya Yoshida

A Fujitsu kutatóintézete, az FRI ágazatközi csoportjának vezető tanácsadója

picture1_4.png

Tetsuya Yoshida 1992-ben csatlakozott a Fujitsuhoz. Kezdetben a beszerzési részlegnél látott el feladatokat, majd 2005-ben átkerült a Fujitsu újonnan megalapított BCM csoportjába, onnan pedig 2007-ben az FRI-hez. BCM-tanácsadóként szerzett tapasztalatait kamatoztatva jelenleg főként az új üzleti tevékenységek megtervezésével és a stratégia kidolgozásával kapcsolatban biztosít tanácsadást az egészségügy területén.

* Ez a cikk az FRI kiadványa, a Chisounomori 2018. évi 4. számában megjelent cikk részben szerkesztett változata.  
* A szerző pozíciója és divíziója a Chisounomori kiadásának napján érvényes állapotot tükrözi.

Mi is az a fejlett génalapú rákterápia? A génterápiás technológia fejlesztése a rákos megbetegedések visszaszorítását célzó nemzeti alapstratégia része

A japán Egységügyi, Munkaügyi és Népjóléti Minisztérium az olyan új, kísérleti gyógyászati technológiák megnevezésére használja a "fejlett gyógyászat" kifejezést, amelyek hatásosságát, illetve biztonságosságát még nem vizsgálták, de erre feltétlenül szükség lenne ahhoz, hogy kiderüljön, bekerülhetnek-e az egészségbiztosítás által támogatott ellátások körébe.

A "fejlett génalapú rákterápia" azoknak a rákellenes gyógyszereknek az alkalmazását jelenti, amelyek a rákos betegek génmutációit veszik célba. Arra utal, hogy minden egyes génmutációnál meg kell vizsgálni a lehetséges génterápiás módszereket a hagyományos kezelések mellett.

A japán National Cancer Center (NCC) kórház "Fejlett 'B' terápia' címmel külön projekt keretében, a fenti módszert követve, átfogóan elemzi a betegek rákos megbetegedésében szerepet játszó géneket, és génteszt elvégzése alapján választja ki a lehetséges rákellenes gyógyszert.

A génteszteléshez a kifejezetten japánok számára kidolgozott NCC OncoPanel tesztmódszert használják. Ennek során egyetlen vizsgálatban 114 rákkal összefüggésbe hozható génmutációt és 12 fúziós génmutációt tesztelnek.*

A génterápia a következő tényezőkre reagálva alakult ki: 1. A génelemző technológia fejlődése nyomán gyors egymásutánban sokféle olyan génmutációt fedeztek fel, amelyek szerepet játszanak a rák kialakulásában, és a tudósok felismerték, hogy a célzott molekuláris terápia rendkívül hatásos lehet bizonyos, génmutációval együtt járó rákos megbetegedések esetében. 2. A génszekvenciák gyors olvasására képes, következő generációs szekvenálási megoldások megjelenésével lehetővé vált sokféle génmutáció gyors és átfogó észlelése.

A fejlett terápiák alkalmazásához a rákot okozó gének átfogó vizsgálatára van szükség. Ennek alapján tudják kiválasztani az adott beteg rákos szöveteiben észlelt génmutációnak megfelelő gyógyszereket, ami különösen értékes lehetőség a hagyományos módon nem kezelhető rákos megbetegedések, vagy olyan betegek esetében, akiknél a hagyományos kezelés nem bizonyult hatásosnak.

A fejlett génalapú rákterápia jövője: intézkedések a rákos megbetegedések visszaszorítását célzó nemzeti stratégia részeként

Ez a fejlett módszer támogatja az OncoPanel alapján végzett génelemzést és a rákellenes gyógyszerek kiválasztását. Jelenleg 11 rákbetegeket kezelő japán kórház működik a fejlett génalapú rákterápia központjaként, és 100 kapcsolt intézmény esett át a fejlett terápia alkalmazásához szükséges eljáráson (2018. április 1-i állapot szerint**).

A jövőben az olyan génelemzéseket is támogatni fogják, amelyek a genomra vonatkozó összes információt lefedik, és ennek alapján segítik a megfelelő kezelési módszerek kidolgozását. A kezelési módszert a beteg génelemzési eredményeinek beérkezését követően határozzák meg, a génelemzések hatékonyságát pedig egy olyan egészségügyi információs adatbázis összeállításával emelik magasabb szintre, amely tartalmazza a kezelésen átesett rákbetegek egészségügyi adatait, valamint a klinikai kísérletek, illetve a Japánban és más országokban végzett rákterápiák adatait. Mindezek alapján optimalizálják a kezelési módszereket.

Mivel a fejlett kezelési módszer költségeit csak részben fedezi az egészségbiztosítás, az költséges, ráadásul a betegek számára teremtett terápiás értéke is nehezen meghatározható. Az első célok egyike, hogy a vizsgálatokat egészségbiztosítási keretek között tudják elvégezni, mérsékelve ezzel a betegekre nehezedő terhet.***

A fejlett génterápiás rákkezelést jelenleg a fent említett központi kórházak és társult intézményeik végzik. 2018-ban kifejezetten ezeknek a kórházaknak a támogatására jött létre az NCC-n belül a rákgenetikai és fejlett terápiás központ (Center for Cancer Genomics and Advanced Therapeutics).**** Ebben az intézetben gyűjtik és elemzik a betegek diagnózisait és genetikai információit, majd ezeket összehasonlítják a Japánból és más országokból származó genetikai információkkal, valamint a génalapú rákterápiával kapcsolatos publikációk adatbázisaival, és ennek alapján meghatározzák a beteg számára optimális kezelési módszert. Az összegyűjtött adatok ilyen célú felhasználása után elérhetővé teszik az adatokat gyógyszergyártó cégek és a tudományos közösség számára kutatási és gyógyszerfejlesztési célokra, valamint a meglévő gyógyszerek továbbfejlesztéséhez.

A személyes adatok védelméről szóló módosított törvény értelmében az egyén genetikai információi "személyazonosító kódnak", az orvosi adatok és a leletek pedig "különleges védelmet igénylő személyes adatoknak" minősülnek. Ezek a jogszabályok érvényesek akkor is, amikor az adatokat másodlagos célra használják fel. Emellett az egészségügyi adatok anonimizálását megkövetelő következő generációs orvosi infrastruktúrára vonatkozó törvényt is be kell tartani. A törvények értelmezésével párhuzamosan meg kell szervezi és felül kell vizsgálni a kezelési módszereket, és a kormányt (konkrétan az Egészségügyi, Munkaügyi és Népjóléti Minisztériumot, valamint a Gazdasági, Kereskedelmi és Ipari Minisztériumot) is be kell vonni a fejlett terápiák fejlesztésébe, valamint a génterápiás gyógyászat alkalmazását ösztönző szabályozás kidolgozásába.

A fejlett terápia jövőbeni fejlesztései és az üzleti kilátások: az orvostechnológia MI-alapú továbbfejlesztése

Az eddigiekben a fejlett génalapú rákgyógyászat jelenlegi helyzetével foglalkoztam. Ezután a génelemzésre épülő terápia hipotetikus jövőbeni fejlődésének üzleti vonatkozásait vázolom fel.

A géntesztelési szolgáltatások már léteznek egy ideje. A magánszemélyek megvizsgáltathatják a DNS-üket és különböző betegségekre való hajlamukat. A betegségek kockázatának meghatározásával foglalkozó szakirodalom azonban nem eléggé egyértelmű, ahogy az sem, hogyan választják meg ezt a szakirodalmat, és mennyire érvényesek a kapcsolódó statisztikai adatok. Ezért e szolgáltatások orvosi megbízhatóságát szkepticizmus övezi. Ráadásul az átlagember kevéssé érti a vizsgálatok eredményeit, így azokat szinte a jóslással egyenértékűként kezeli.

A fejlett génalapú rákterápiát egyelőre csak kiválasztott betegeknél és kizárólag rákos megbetegedések esetében alkalmazzák. Ebben a formájában ez a kormányzat által engedélyezett, génelemzésen alapuló gyógyszeres terápiás eljárás.

Ha ezeknek a trendeknek a várható jövőbeni alakulását vizsgáljuk, akkor amellett a cél mellett, hogy a kiválasztott betegek körén túlra is szeretnénk kiterjeszteni a génalapú gyógyszeres terápia elérhetőségét, azt is meg kell vizsgálni, hogyan lehetne a megelőzésben felhasználni a génelemzés eredményeit. Konkrétan arra gondolok, hogy a génelemzés eredményei alapján hogyan lehetne elpusztítani a potenciálisan betegséget okozó rendellenes és a felesleges géneket, kijavítani a génmutációkat vagy génmódosítást végrehajtani, a kiindulópontnál kezelve a génkifejeződést.

Régebben ezek a módszerek még a sci-fi világához tartoztak, de már zajlanak olyan úttörő törekvések, amelyek a közeljövőben realitássá tehetik az ilyen terápiát. Egy hollywoodi színésznő már végrehajtatott megelőző operációt génvizsgálatok eredményei alapján. Orvosi szempontból jó esély van arra, hogy az ilyen kezelések hamarosan megbízhatóbbá váljanak. (1. ábra)

 

 

  1. ábra: A meglévő kezelési módszerek potenciális továbbfejlődése a jövő megelőző kezelései irányába

Egy napjaink világára kissé jobban alkalmazható témához visszatérve szeretném megemlíteni a radiomika vagy más néven radiogenomika koncepcióját. Ennek az a lényege, hogy az orvosi képeken és génkifejeződési mintákban azonosított egyéni tulajdonságokat a biológiai mutációkkal összevetve használják fel a diagnosztikai és terápia terén.

A hagyományosan orvosok által képek alapján végzett diagnózisok helyét numerikus információ veszi át, és ez a génelemzéssel kombinálva lehetőséget biztosít arra, hogy még a biopszia elvégzése előtt bizonyos mértékű pontossággal információhoz lehessen jutni a betegség jelenlétével kapcsolatban. Ez különösen hasznos lehet az olyan testrészekkel kapcsolatos diagnosztika és terápia terén, ahol nem lehetséges az ismételt szövettani vizsgálat. Az ilyen döntések meghozatalában fontos szerepet játszik a mesterséges intelligencia.

A fentieket az IKT szempontjából vizsgálva, ezek a fejlesztések a legvalószínűbben úgy tudják előmozdítani az orvosi kezelés hatásosságát, hogy segítségükkel kidolgozhatók a génelemzésekhez és numerikus képi információkhoz kapcsolódó minták, optimalizálhatók és az orvosok rendelkezésére bocsáthatók az egészségügyi információk. Az ilyen, klinikai döntéstámogató rendszerként működő megoldásokat jelenleg vezetik be Európában és az USA-ban. Jelenleg egyetlen IKT-vállalat sem foglalkozik fordítással kapcsolatos kutatásokkal arra is kiterjedően, hogyan lehetne ezeket a módszereket visszafejtés segítségével az adatelemzésre és az adatok felhalmozására alkalmazni. Ennek során a diagnózis és a kezelés eredményeit vissza lehetne csatolni a működésbe, és az MI alkalmazásával optimalizált megoldások kialakítása válna lehetővé. Az ilyen folyamatokat teljes egészében tartalmazó esettanulmányok gyűjtésével magasabb szintre emelhetjük a technológiát, és rendkívül hasznos megoldásokat tehetünk elérhetővé az egészségügyi ellátásban (2. ábra).

 

 

 

  1. ábra: Az IKT céljai és szerepe a jövő orvosi ellátásában

*: A jelen cikkben említett NCC OncoPanel mellett 2019 júniusában a következő genetikai panelvizsgálatok léteztek.
1. Todai OncoPanel: a Tokiói Egyetem kórházának klinikai kutatásokat támogató központja
2. FoundationOne CDx: a Chugai Pharmaceutical értékesíti (Foundation Medicine, USA)
3. Oncomine™ céltesztrendszer: az Oszakai Egyetem orvostudományi kara

**: 2019. április 1-én 156 társult kórház vett részt a programban.

***: A cikkben említett NCC OncoPanel, valamint a *,** lábjegyzetekben említett FoundationOne CDx genetikai tesztjeit 2019. június 1-én már támogatta az egészségbiztosítás.

****: Rákgenetikai és Fejlett Terápiás Központ (Center for Cancer Genomics and Advanced Therapeutics, C-CAT), National Cancer Center
https://www.ncc.go.jp/jp/c_cat/index_kan_jya.html (Japanese)

Hivatkozások

  1. A National Cancer Center sajtóközleménye (2018. április 3.)
    A fejlett géntesztek alkalmazása a rákkal összefüggésbe hozható gének átfogó vizsgálatára a National Cancer Center kórházban.
    https://www.ncc.go.jp/jp/information/pr_release/2018/0403_2/index.html (japánul)
    https://www.ncc.go.jp/jp/ncch/information/20180403/index.html (japánul)
  2. A National Cancer Center sajtóközleménye (2018. június 1.)
    A Rákgenetikai és Fejlett Terápiás központ létrehozása (Center for Cancer Genomics and Advanced Therapeutics, C-CAT).
    https://www.ncc.go.jp/jp/information/pr_release/2018/0601/index.html (japánul)
  3. Az Egészségügyi, Munkaügyi és Népjóléti Minisztérium jelentése a génalapú rákterápia ösztönzésére létrehozott kerekasztal-konzorcium működéséről (2017. június 27.
    http://www.mhlw.go.jp/stf/shingi2/0000169238.html (japánul)
  4. Az Egészségügyi, Munkaügyi és Népjóléti Minisztérium 69. fejlett orvostechnológiai áttekintő megbeszélése (2018. március 15.)  
    4. dokumentum: A rákgenetikai panelvizsgálati protokollok szükséges elemei és alapkövetelményei, módosított verzió (tervezet)
    http://www.mhlw.go.jp/stf/shingi2/0000198150.html (japánul)
  5. Nemzeti Egészségtudományi Intézet: A génterápiás kutatás és fejlesztés aktuális állapota és kihívásai, valamint a génmódosításon alapuló orvosi kezelések
    https://www.kantei.go.jp/jp/singi/kenkouiryou/genome/advisory_board/dai4/siryou4-1.pdf (japánul)
  6. Egészségügyi, Munkaügyi és Népjóléti Minisztérium: a genetikai információkra épülő orvosi ellátást ösztönző 4. munkacsoport dokumentumai, 2016. január 27.
    http://www.mhlw.go.jp/stf/shingi2/0000110448.html (japánul)
    • A magánszemélyek által igénybe vehető géntesztelési szolgáltatások
    • Japán Humángenetikai Társaság: "Állásfoglalás a DTC-géntesztelésről"
    • Japán Humángenetikai Társaság: "Állásfoglalás a magánszemélyeknek kínált géntesztelési szolgáltatásokról" (2010)
    • A Japán Orvostudományi Társaság genetikai, egészségügyi és társadalmi vizsgálóbizottsága: "Nyilatkozat a géntesztelési piaci bővülésével kapcsolatos főbb aggodalmakról" (a megbeszélésről származó dokumentum)
  7. A radiomika/radiogenomika jelenlegi állapota és jövőbeni kilátásai (The Current State and Future Outlook of Radiomics/Radiogenomics: Monthly INNERVISION), 2017. augusztusi szám: http://www.innervision.co.jp/ressources/pdf/innervision2017/iv201708_067.pdf (japánul)

Fujitsu Magyarország

Ügyfélszolgálati változás!

Úgy tűnik, AdBlockert használsz, amivel megakadályozod a reklámok megjelenítését. Amennyiben szeretnéd támogatni a munkánkat, kérjük add hozzá az oldalt a kivételek listájához, vagy támogass minket közvetlenül! További információért kattints!

Engedélyezi, hogy a https://computerworld.hu értesítéseket küldjön Önnek a kiemelt hírekről? Az értesítések bármikor kikapcsolhatók a böngésző beállításaiban.