טיפולים בסרטן תלויים בכמויות מסחררות של נתונים: כך זה ממוין בענן

לחולי סרטן ולרופאיהם יש יותר מידע על המחלה והטיפול בה מאי פעם, והמידע הזמין ממשיך לגדול בקצב מסחרר. עם זאת, כל המידע הזה אינו שימושי אם אנשים לא יכולים להבין הכל. 

חשבו על חולה סרטן ריאות, למשל, שעשוי לקבל אבחנה מוקדמת באמצעות תוכנית סקר שמייצרת תמונת טומוגרפיה ממוחשבת (CT). ככל שהאבחון ותוכנית הטיפול שלהם מתקדמים, המטפלים שלהם יביאו מקורות נתונים כמו MR והדמיה מולקולרית, נתונים פתולוגיים - שהולכים ונעשים דיגיטאליים - ומידע גנומי. 

"כל זה, בכנות, הוא אתגר קשה מאוד עבור צוותי הטיפול עצמם כשהם חושבים כיצד לטפל ולטפל בחולים הללו בצורה הטובה ביותר", אמר לואיס קולוט, GM של גנומיקה ואינפורמטיקה אונקולוגית בפיליפס, במהלך אמזון. אירוע וירטואלי של שירותי אינטרנט לתעשיית הבריאות. 

"באונקולוגיה עכשיו, או בכל דיסציפלינה רפואית, זה חשוב כי הטיפול חשוב, ההתערבות חשובה", אמר קולוט. "אנחנו לא רוצים נתונים רק למען הנתונים. איזו פעולה חברי צוות טיפול יכולים לנקוט בהתבסס על מידע?"

כדי לקבל אחיזה טובה יותר בכל הנתונים הללו, חדשנים פנו לכלים כמו מחשוב ענן ולמידת מכונה - עם תוצאות פוטנציאליות להצלת חיים. באירוע AWS השבוע, Culot עברה על השותפות של פיליפס עם מרכז MD Anderson Cancer באוניברסיטת טקסס, שמטרתה לעזור לרופאים לרכז את כל הנתונים שלהם כדי ליצור תוכניות טיפול מותאמות אישית למטופלים. 

סאטנם אלאג, סמנכ"ל הנדסת תוכנה ב-Grail, הסביר כיצד החברה שלו משתמשת בענן ולמידת מכונה כדי לפתח מערכת שיכולה לסנן חולים עבור עשרות סוגים שונים של סרטן בבת אחת, ולא אחד בכל פעם. 

קשה להפריז בהשפעה של שיפור בדיקות סרטן וטיפולים. בשנת 2020, היו יותר מ-19 מיליון מקרים של סרטן ברחבי העולם, ציין אלאג, וכמעט 10 מיליון מקרי מוות. ההערכה היא שאחד מכל שלושה גברים ואחת מכל ארבע נשים צפויים לחלות בסרטן במהלך החיים.

"האם אני או בן משפחה אובחן כחולת סרטן? איפה זה בגוף שלי? האם ניתן לרפא את זה? או שזה הולך להרוג אותי? אלו שאלות נפוצות שרבים מאיתנו חולקים", אמר אלג. 

למרבה המזל, ככל שאנו אוספים יותר נקודות נתונים לחקר סרטן, מדענים מפתחים גם אפשרויות טיפול חדשות בקליפ מהיר. התקדמות בפרופיל מולקולרי סייעה למדענים לזהות קטגוריות ותתי קטגוריות שונות של סרטן, יחד עם טיפולים פוטנציאליים שונים. בשנת 2009, ה-FDA האמריקאי אישר שמונה תרופות נגד סרטן, ציין Culot. עד 2020, מספר זה גדל ל-57. נוסף על כך, ישנם כיום כ-1,500 ניסויים קליניים הפתוחים כיום לחולי סרטן. 

"באופן כללי, יש כיום ממש מאות טיפולים או שילובי טיפול אפשריים, שיכולים לשמש לטיפול בסרטן", אמר קולוט. "אז יש לנו את האתגר הכפול הזה, נכון? איך נחבר את כל הנתונים האלה כדי לקבל תמונה טובה יותר של המטופל? ואז עם ההשקפה הזו, מה כל זה אומר מבחינת הטיפול הטוב ביותר?"

כדי להתמודד עם בעיה זו, הרופאים ב-MD Anderson פיתחו את מערכת Precision Oncology Decision Support (PODS) - כלי מבוסס ראיות שעוזר לרופאים להעריך מידע רלוונטי כמו העדכונים האחרונים בפיתוח תרופות וניסויים קליניים, כמו גם תגובות המטופלים לטיפולים . זה עוזר להם לפתח תוכניות טיפול מותאמות אישית.

בשנת 2020, MD Anderson שיתף פעולה עם פיליפס ו-AWS כדי להפוך את המערכת לזמינה לרופאים ולמתרגלים ברחבי העולם. 

המערכת יכולה להתקיים רק בענן, ציין Culot, ממספר סיבות. יש כמות עצומה של נתונים לאחסון וכמויות אדירות של עיבוד נתונים שצריך לקרות. יחד עם זאת, המערכת צריכה להיות מערכת מרובת דיירים מאובטחת ותואמת עבור מתרגלים ברחבי העולם. 

אולי הכי קריטי, הענן מאפשר תוכניות טיפול מותאמות אישית באמת, ציין Culot, בכך שהוא מאפשר לרופאים לשתף פעולה ולשלב את הנתונים שלהם. 

"אנשים מדברים על סרטן כבעיית ביג דאטה, אבל זו גם מה שאני מכנה בעיה קטנה", אמר קולוט. הוא נתן דוגמה של חולה סרטן ריאות שלומד שיש לו סרטן ריאות בשלב 4 עם מוטציות ספציפיות. 

"אתה בסופו של דבר מגדיר משנה ותת של אוכלוסיות אלה, כך שאפילו במוסדות הבריאות הגדולים ביותר יש לפעמים רק כמה חולים שעומדים בקריטריונים שאנחנו מנסים ללמוד מהם", אמר. "היכולת לשלב נתונים - ללא זיהוי, בצורה תואמת - כדי שנוכל ללמוד מהם, מתאפשרת באמצעות מערכות אקולוגיות אלה מבוססות ענן."

באופן דומה, Satnam Alag מ-Gail אמרה שהענן הכרחי לפיתוח של Galleri, מבחן הגילוי המוקדם של החברה לריבוי סרטן. הבדיקה נועדה לזהות יותר מ-50 סוגי סרטן כהשלמה לבדיקות סקר לסרטן בודד.

"מינוף הכוח של גנומיקה ולמידת מכונה דורש הרבה חישוב", אמר אלג. "צריך לאסוף ולהגדיל כמויות גדולות מאוד של נתונים." 

מבדיקת דם בודדת, מבחן Galleri משתמש באלגוריתמים של רצף DNA ולמידת מכונה כדי לנתח פיסות DNA בזרם הדם של המטופל. הבדיקה מחפשת במיוחד את חומצות הגרעין נטולות התאים (cfDNA) שגידולים משילים בדם, שיכולות לומר לך איזה סוג של סרטן יש בגוף ומאיפה הוא מגיע. 

"במקום לבדוק רק סוגי סרטן בודדים, אנחנו צריכים לסנן אנשים לסרטן," אמר אלג. "וזה אפשרי כעת הודות לשתי מהפכות טכנולוגיות גדולות שקרו במהלך 20 השנים האחרונות. ראשית, כוחה של הגנומיקה - כעת ניתן לרצף את ה-DNA המלא... יצירת טרה-בייט של נתונים בעלות יעילה תוך מספר ימים. שנית, היא הכמות העצומה של חדשנות בלמידת מכונה. כעת יש לנו את הידע כדי להיות מסוגלים לבנות מודלים מסובכים של למידה עמוקה עם עשרות מיליוני פרמטרים".