Новые методы диагностики рака - обзор

2019. Новый анализ крови точно определяет более 20 типов рака



Джеффри Окснард из Института раковых исследований Дана-Фарбер (США) разработал новый анализ крови, который с высокой точностью диагностирует более 20 типов рака (в т.ч. рака легких, поджелудочной железы, желудка, пищевода, желчного пузыря, рака яичников и молочной железы.). В основе теста лежит оценка свободно плавающей ДНК раковых клеток в кровотоке - крошечных химических меток или паттернов метилирования. Новый анализ протестировали на 3600 образцах крови от пациентов с диагностированным раком, а также здоровых людей. Метод выявлял наличие опухоли, а также ее локализацию. Общая специфичность теста, то есть способность давать положительный ответ только при наличии рака, составила 99,4%, а чувствительность — 76%.


2019. Тромбоциты помогут сделать диагностику рака ранней, а химиотерапию таргетированной



Профессор Карлхайнц Питер из австралийского Института сердца и диабета Бейкера, изучал работу тромбоцитов (клеток для сворачивания крови) при сердечно-сосудистых заболеваниях и случайно обнаружил, что тромбоциты (в частности, «активированные тромбоциты») накапливаются в области, окружающей широкий спектр опухолей. Затем команда профессор разработала новый агент, который может "маркировать" эти тромбоциты. Во-первых, это даст возможность визуализировать активированные тромбоциты для выявления опухолей с помощью ПЭТ-КТ. Во-вторых, этот агент позволит нацеливать химиотерапевтические препараты на опухоли, у которых отсутствуют специфические маркеры, таких как рак молочной железы.

2019. Botkin.AI - российская ИИ-система диагностики онкологических заболеваний



Оказалось в России тоже есть стартап, который разрабатывает систему искусственного интеллекта для автоматического анализа медицинских снимков и диагностики заболеваний. Botkin.AI уже умеет анализировать снимки компьютерной томографии грудной клетки. Он предоставляет специалисту не только информацию об обнаружении опухоли, но и выделяет участки, требующие его внимания. Говорят, точность алгоритма при анализе компьютерной томограммы грудной клетки составляет до 95%. Система совершенствуется не только посредством обработки большого объема изображений, но и в процессе практической работы с врачами (когда врач подтверждает или опровергает диагноз). В ближайшее время разработчики обещают добавить модули для анализа маммографии и цифрового рентгена, что увеличит число распознаваемых патологий.


2018. Новый ПЭТ-КТ Explorer в 40 раз снижает дозу облучения



ПЭТ-КТ сканирование - наиболее точный метод диагностики рака, однако доза облучения, получаемая пациентом очень значительна (в 100 раз больше чем при рентгене). Ученые из Калифорнийского университета в Дэйвисе (Саймон Черри и Рэмзи Бадави - на фото) совместно с китайской компанией United Imaging разработали и создали первый в мире ПЭТ/КТ-сканер всего тела - Explorer. Он проводит снимки на всех уровнях одновременно и работает почти в 40 раз быстрее, чем представленные на рынке ПЭТ-сканеры. Explorer может создать 3D модель всего тела за 30 секунд. Аппарат уже запустили в шанхайской больнице Чжуншань и на днях он уже сделал первые снимки.


2018. Раковые клетки можно отлавливать из крови с помощью наночастиц



Почему рак не диагностируют по обычному анализу крови? Дело в том, что циркулирующие раковые клетки встречаются очень редко, и нужно просканировать достаточно много крови, чтобы обнаружить хоть одну. Группа исследователей из Стэнфорда предложила новый способ отлова этих клеток. В кровеносную систему человека вводят магнитные наночастицы, которые умеют присоединять раковые клетки, а потом на несколько секунд в вену с помощью катетера вводят магнитную змейку. Наночастицы (вместе с раковыми клетками) прилипают к змейке. Таким образом удается выловить примерно столько же раковых клеток, как за 80 обычных анализов крови. На данный момент технология успешно протестирована на животных.


2018. Microsoft предоставила алгоритмы квантовых вычислений для МРТ-диагностики рака



Microsoft объединила усилия с университетом Case Western Reserve для повышения точности выявления онкологических заболеваний с помощью МРТ. Case Western разрабатывает технологию магнитно-резонансной «дактилоскопии», чтобы повысить точность МРТ-исследований. Данная методика заключается в генерации последовательности случайных импульсов с различными параметрами, в результате чего исследователи получают сразу сканограмм, содержащих гораздо больше информации, чем обычные МРТ-срезы. А Microsoft собирается оптимизировать эти последовательности импульсов, представив их в форме, которую способен обработать квантовый компьютер.


2018. Родинка-татуировка поможет диагностировать рак на ранних стадиях



Ученые Швейцарской высшей технической школы Цюриха под руководством Мартина Фюсснеггера создали родинку-татуировку для обнаружения рака на ранней стадии. Они использовали клетки, темнеющие при повышенном содержании кальция в крови, которое характерно для некоторых видов рака (рак груди, толстого кишечника, простаты и легких). Прототип сенсора испытали на мышах. Разработчики предполагают, что в будущем татуировка поможет людям самостоятельно отслеживать состояние здоровья. Но у нее есть, как минимум, один недостаток — время жизни «родинки» не больше года, после этого срока ее нужно менять.


2018. Google создал микроскоп с дополненной реальностью для диагностики рака


Изучение образца крови под микроскопом - все еще необходимая процедура для диагностики рака. При этом точность диагностики зависит от (порой усталых) глаз врача. Почему бы не использовать для этой процедуры нейросеть, обученную на миллионах уже обработанных образцов? Именно это и сделали сотрудники Google AI. Их система дополненной реальности для микроскопа автоматически обращает внимание врача на подозрительные участки, так что точность диагностики значительно возрастает.


2018. Генетические тесты 23andMe разрешили использовать для определения маркеров рака груди



Американская компания 23andMe, предлагающая генетический анализ для определения предрасположенности к заболеваниям, получила сертификат FDA на использование генетического теста  для выявления возможных маркеров развития рака молочной железы. Набор 23andMe, высылаемый клиенту по почте, будет сопровождаться инструкцией по использованию и кратким описанием того, что значат полученные результаты и какие дальнейшие шаги могут быть предприняты для предупреждения возможного развития заболевания. Тест направлен на поиск мутаций генов-супрессоров опухолевого роста BRCA. Мутации этих генов повышают риск развития рака молочной железы и яичников у женщин, а также рака молочной железы и простаты у мужчин.


2017. FDA одобрила генетический тест FoundationOne для таргетинговой терапии рака



На сегодняшний день есть около 15 очень эффективных препаратов для таргетинговой терапии рака. Но чтобы назначить таргетинговую терапию, необходимо узнать, какие именно генетические мутации произошли в раковых клетках. Такой генетический тест предоставляет, например, американская компания Foundation Medicine. Стоит он $6000. И, как мы уже рассказывали, именно такая высокая цена ДНК-анализа на сегодняшний день является главной преградой на пути к победе над раком. Потому, что если большинство онкологических пациентов будут делать анализ ДНК, стартапы и фармакомпании быстро создадут уже не 15, а 150 эффективных препаратов. И вот - хорошая новость. Американский регулятор FDA сертифицировал тест FoundationOne. От этого он не стал стоить дешевле, но теперь американские страховщики смогут включать его в медицинскую страховку. А значит победа над раком теоретически становится ближе.


2017. Как дела у суперкомпьютера Watson в борьбе с раком?


5 лет назад IBM объявила о том, что суперкомпьютер Watson начнет помогать врачам диагностировать и лечить рак. Обещания были самые амбициозные, и рак даже немного испугался. Однако, никакой революции не произошло. На сегодняшний день Watson используют 50 больниц в мире и он лечит 12 видов рака, на которые приходится 80% всех случаев. Стоимость его использования на одного пациента составляет 200-1000$. При этом польза, по мнению врачей - сомнительна. Да, Ватсон практически всегда подтверждает диагноз человеческих врачей, но вот с определением тактики лечения - проблемы. Американские врачи жалуются, что не могут обогащать базу знаний Ватсона своими кейсами (это могут делать только в Memorial Sloan–Kettering Cancer Center), а не-американские врачи - говорят, что Ватсон предлагает лечения - не доступные в их стране, и не учитывающие локальных особенностей.


2017. Owlstone Medical хочет диагностировать рак по выдыхаемому воздуху



Ученые бьются над тем, чтобы диагностировать рак на ранних стадиях, придумывают простые (для пациента) способы диагностики. Наиболее перспективной считается жидкая биопсия (анализ крови). Некоторые стартапы предлагают анализировать для этой цели мочу или слюну. А вот британский стартап Owlstone Medical вообще ищет биомаркеры рака в выдыхаемом воздухе. Они называют свой метод Дыхательной биопсией и с помощью специальной дыхательной маски определяют наличие так называемых VOB-биомаркеров всего за 1 минуту.


2017. Salitest - тест на онкологию по слюне


Пока весь мир бьется над созданием технологий ранней диагностики рака по анализу крови, российский стартап Salitest предлагает анализировать для этой цели слюну. Его создатели говорят, что кровь поддерживает постоянство своего биохимического состава, и поэтому найти в ней биомаркеты рака на ранних стадиях очень сложно. А вот в слюне эти маркеры накапливаются. Лаборатория сервиса проверяет 30 показателей, указывающих на наличие опухоли и выдает результат: здоров или есть подозрение на онкологию. В настоящее время Salitest продается по цене 6000 рублей. Набор для сдачи теста можно заказать курьером или по почте и отправить обратно на тестирование. Результаты будут через пару дней.


2017. CRISPR можно использовать для ранней диагностики рака и инфекций



Знаменитая технологии редактирования ДНК CRISPR/Cas9 позволяет находить заданный участок ДНК и вырезать его. А что если использовать эту технологию не для редактирования, а для поиска, и не ДНК, а РНК - подумал один из создателей CRISPR/Cas9 Фен Жанг из института Броуда. И изобрел еще одну технологию с говорящим названием SHERLOCK. Зачем она нужна? Дело в том, что клетки, пораженные вирусом или раковые клетки производят определенные цепочки РНК молекул. Если вы найдете такую молекулу - вы диагностируете заболевание. А Фен Жанг утверждает что белок CRISPR может определить присутствие даже одной-единственной молекулы. И что SHERLOCK (когда появится устройство для анализов) способен выявить, например, вирус Зика в крови или моче пациента всего за несколько часов.


2016. Искусственный интеллект IBM Watson оказался эффективнее врачей в диагностировании болезни



В 2013 году IBM Watson начали использовать в качестве врача-диагноста (после 2 лет обучения). Уже тогда Watson значительно превосходил врачей в определении оптимального лечения после диагностирования болезни. Например, точность назначения оптимального лечения рака лёгких в больницах США составляла 50%, а у Watson - 90%. С тех пор база знаний компьютера была значительно пополнена, так что компьютер стал ещё больше превосходить человека в точности ***


2016. В США создают искусственный интеллект для диагностики рака по лимфоузлам



Уже скоро искусственный интеллект будет широко использоваться в медицине для диагностики. Потому что это дешево (компьютерные мощности - дешевле времени профессионального врача), а точность диагноза - как минимум, не хуже. Недавно мы рассказывали о разработке ИИ для диагностики по анализу крови и рентгену. А вот в бостонском медицинском центре BIDMC разрабатывают ИИ для проверки наличия метастазов рака в лимфоузлах. Обычно для этого профессиональный патолог вглядывается в микроскоп и просеивает миллионы нормальных клеток для выявления нескольких злокачественных. Очевидно, компьютерная программа может справиться с этим эффективнее. Уже сейчас точность полученных с помощью программы данных составила 92%. Это практически соответствует результатам работы профессиональных патологов. А когда разработчики совместили результаты машины и патолога-человека, общая точность диагноза составила 99,5%.


2016. Билл Гейтс, Джефф Безос, Illumina создали стартап для диагностики рака по ДНК-анализу крови



Ценность раннего выявления рака по анализу крови сложно переоценить. Поэтому медицинские стартапы ведут гонку за разработку дешевое и точной технологии онкоанализа, который можно проводить каждый раз, когда человек сдает кровь. Знаменитый стартап Theranos, работающий в этой сфере, сейчас испытывает большие проблемы и гонения со стороны FDA. Но уже появилась новая надежда: компания Illumina (ведущий производитель оборудования для анализа ДНК), заручилась инвестициями Билла Гейтса и Джеффа Безоса и создала стартап Grail, целью которого будет создание технологии для диагностики рака по ДНК-анализу крови (анализироваться будут элементы ДНК раковых клеток, которые циркулируют в крови). Разработчики говорят, что именно этот метод будет самым точным, т.к. он выявляет прямые признаки заболевания, а не ориентируется на симтомы (косвенные признаки), как существующие методы.


2016. Искусственный интеллект позволяет диагностировать рак по фотографиям крови



Мы часто сдаем кровь для анализа. Но никогда нашу кровь дополнительно не проверяют на наличие рака. Конечно, такой анализ есть, но для него нужно вводить в кровь специальное вещество, после чего ее уже нельзя использовать для других (основных анализов). Кроме того, такой анализ - довольно дорогой. А представьте себе, сколько раковых пациентов можно было вылечить на ранней стадии, если бы анализ на рак стал стандартным исследованием каждого образца сданной крови. Команда ученых из Калифорнийского университета разработали такую технологию с использованием искусственного интеллекта и (неинвазивных) микроснимков крови. В ходе процедуры используется специальный фотонный микроскоп, который фотографирует сотни тысяч клеток в секунду. Эти снимки отправляются на исследование ИИ, который анализирует их по 16 различным физическим признакам, например, по диаметру, округлости или степени поглощения света. После обучения ИИ, он (по данным разработчиков) на 17% опережает по точности все существующие методы анализа.


2015. Появилась новая технология ранней диагностики рака груди по анализу крови



Рак груди можно успешно лечить при ранней диагностике. Но процедура маммографии, используемая для контроля - не очень приятна, и поэтому, ею часто пренебрегают. Вот было бы здорово, если б вместо нее можно было использовать простой анализ крови. Именно такую технологию разработали в лондонском институте исследования рака. Причем, разработчики говорят, что таким образом можно обнаружить опухоль в груди за несколько месяцев до того, как она станет заметна на маммографии. Особенность метода в том, что проверяются ДНК из клеток, которые плавают по кровотоку, на наличие мутаций, характерных для рака груди. Кровь для анализа берут несколько раз через определённые промежутки времени, и по накоплению мутаций можно оценить, насколько высок риск появления или возвращения болезни. И, в случае чего, можно нанести предупреждающий химиотерапевтический удар, чтобы не позволить сформироваться опухоли.


2014. Искусственный интеллект IBM диагностирует рак кожи за 1 секунду с точностью выше 95%



Даже с использованием всех современных компьютерных технологий уровень точности диагностирования рака кожи на данный момент составляет где-то 75-84%. IBM разработала самообучаемую систему, которая (пройдя обучение на 3000 примерах случаев меланомы) научилась это делать с точностью как минимум 95%. Причем на обработку одного снимка кожи уходит около 1 секунды. И это уже не просто научные испытания. Крупнейший в США (и в мире) Онкологический центр Memorial Sloan-Kettering отныне будет использовать эту систему IBM. Известный суперкомпьютер IBM Watson (который тоже занимается диагностикой рака) в этом проекте не используется.


2014. Google разрабатывает нанороботов для диагностики рака и других заболеваний



Собирать информацию о людях - это то, что у Гугла получается лучше всего. Почти каждый наш шаг в интернете отслеживается Гуглом для того, чтоб показывать нам правильную рекламу. Теперь они решили попробовать собирать информацию прямо в организме человека. Руководитель медицинского направления из секретной лаборатории  Google X, Эндрю Корнад (на фото), рассказал, что компания разрабатывает новую технологию сбора информации о работе организма, основанную на использовании наночастиц. Эти наночастицы будут попадать в организм в обычной таблетке, впитываться в кровь и циркулировать по организму, реагируя на определенные микрочастицы (например, раковые клетки). Затем они будут передавать полученную информацию фитнес-браслету на запястье и выводиться из организма естественным путем. Конрад говорит, что скоро никто не будет сдавать анализ крови или мочи. Вместо этого достаточно будет выпить диагностическую таблетку и переслать полученные данные с фитнес-браслета врачу. А если выпивать такую таблетку ежедневно - можно вовремя обнаружить заболевание на ранней стадии и легко от него избавиться.


2014. В России появился интернет-сервис для диагностики рака



Российский стартап Unim запустил интернет-сервис Unim Histology, с помощью которого пациенты могут удалено получить или уточнить онкологический диагноз. Он работает подобно известному западному сервису 23andMe - т.е. обеспечивает доставку биопсийных анализов в свою лабораторию, а именно в лабораторию Федерального научно-клинического центра детской гематологии, онкологии и иммунологии им. Дмитрия Рогачева, которая является одной из лучших в стране. Например, такой сервис может быть полезен пациентам, которым поставлен диагноз «новообразование» (и не определенно злокачественное ли оно или доброкачественное), либо когда данные клинической картины расходятся с данными морфологического исследования, и возникает необходимость повторного исследования. Пересмотр гистологических препаратов с доставкой из любого региона РФ стоит 3500 рублей. Доставка осуществляется за 1-2 дня.


2014. Рак легких можно будет диагностировать по анализу мочи



Ранняя диагностика рака легких обычно затруднена из-за того, что этот недуг прячется глубоко в организме, и существующие методы клинических анализов не могут диагностировать его на ранних стадиях. Ройвен Гордон (на фото) и соавторы из Университета Виктории (Канада) разработали метод, основанный на применении поверхностно-усиленной рамановской спектроскопии (SERS), который позволяет диагностировать рак легких на ранних стадиях по анализу мочи. Причем предлагаемая технология не требует очистки мочи и является более дешевой, чем обычный подход фиксации биомаркера, основанный на использовании масс-спектрометрии.


2014. Жидкая биопсия - новый анализ крови на рак



При подозрении на раковую опухоль медики непременно делают биопсию - берут пробу ткани для микроскопического анализа клеток. Хотя в большинстве случаев биопсия выполняется сегодня малоинвазивно, она, тем не менее, сопряжена с некоторым риском, сопровождается довольно неприятными ощущениями, а порой и не дает желаемого результата. Группа исследователей из Университета Джонса Хопкинса в Балтиморе разработала новый метод диагностики, названный ими жидкой биопсией. Он представляет собой поиск опухолевой ДНК в пробе крови. Используя полимеразную цепную реакцию, исследователи амплифицируют в пробе крови те фрагменты хромосомной ДНК, в которых содержатся гены, причастные к образованию раковых опухолей. Однако, технология пока не работает на ранних стадиях рака, т.к. раковых клеток в крови меньше 0,01% и их ДНК практически не отличается от ДНК здоровых клеток.


2009. Чем ПЭТ-сканер отличается от Гамма-камеры?



ПЭТ-сканеры и Гамма-камеры (аппараты для сцинтиграфии) - это установки ядерной диагностики, которая считается самой точной в онкологии, кардиологии и нейрохирургии. Однако, ПЭТ-сканеры в нашей стране можно пересчитать по пальцам, а Гамма-камер - уже пара сотен. Чем они отличаются? Принцип действия у них примерно одинаковый: пациенту вводят радиофармпрепарат (РФП), который накапливается в определенном органе или ткани и излучает слабые кванты энергии, а диагностическая установка улавливает это излучение и формирует снимки. Благодаря небольшому периоду полураспада РФП быстро выводятся ***