Искусственный интеллект (ИИ) оказывает глубокое влияние почти на каждый сектор общества, но немногие области приносят такую ​​же пользу, как сектор здравоохранения. Каждый прогресс в когнитивных возможностях и вычислительной мощности ИИ делает действительно персонализированное здравоохранение или медицинское обслуживание, адаптированное к уникальным потребностям здоровья каждого пациента, немного более вероятным. В основе вклада ИИ в персонализированное здравоохранение лежит его растущее влияние на секвенирование генов или геномику. Потрясающая точность секвенирования генов с помощью ИИ позволяет предсказать, у каких пациентов может развиться какое заболевание. Это, в свою очередь, повышает возможность целенаправленного, высокоэффективного лечения в краткосрочной и среднесрочной перспективе и полной профилактики заболевания в долгосрочной перспективе. Теперь у врачей есть возможность узнать огромное количество информации о своих пациентах с точки зрения биологии, прежде чем они начнут их лечить, и это обещает значительно улучшить результаты лечения в ближайшее время.

ИИ и геномика: целевое лечение, улучшение результатов для здоровья

Хотя геномика, основанная на искусственном интеллекте, применима в таких областях, как садоводство и животноводство, именно обещание действительно персонализированного медицинского обслуживания движет большинством исследователей в этой области. Потрясающе сложные алгоритмы теперь позволяют выполнять генетическое секвенирование быстро, недорого и с идеальной или почти идеальной точностью. Высокопроизводительное секвенирование (HTS) обеспечивает полное секвенирование генома пациента за один день или меньше. Паттерны сначала идентифицируются в наборах генетических данных. Затем системы на основе ИИ анализируют эти паттерны и пытаются установить вероятность развития у пациента определенных заболеваний и его или ее шансы положительно или отрицательно отреагировать на различные формы лечения. Именно эта быстро расширяющаяся способность идентифицировать и интерпретировать закономерности, которые могут выявить генетические мутации и уязвимости, имеет потенциально революционные последствия. По сути, мы научились перекладывать кропотливую «черную работу» генетического анализа на сложные алгоритмы. Это, в свою очередь, позволяет исследователям и врачам уделять больше внимания эффективному лечению и профилактике. Медленно, но верно ИИ меняет выбор лечения с того, что может работать, на то, что будет работать. В результате существует вполне реальная возможность того, что пациенты в будущем будут жить совершенно свободно от серьезных болезней, таких как рак, которые продолжают сеять такой хаос и сегодня.

CRISPR и перспективы редактирования генов

Однако это многообещающее будущее требует не только эффективного секвенирования генов, но и эффективного редактирования генов. Предотвращение болезней, а не просто лечение болезней, требует от нас решительного вмешательства, чтобы «исправить» ошибочные биты генетического кода на клеточном уровне. Благодаря быстро развивающимся технологиям редактирования генов, таким как CRISPR, этот подход становится все более реалистичным. Рано или поздно CRISPR и связанные с ним технологии позволят заменить или «отключить» неисправные биты определенных генов. Главный вклад ИИ в этот процесс заключается в его способности предсказывать — опять же, с идеальной или почти идеальной точностью — где именно следует сделать необходимые «разрезы» в ДНК пациента. CRISPR — лишь одна из многих подобных технологий. Microsoft, например, недавно разработала чрезвычайно эффективную вычислительную модель на основе ИИ, которая делает многое из того, что делает CRISPR. Потенциал этих технологий очевиден, но без ИИ, выполняющего большую часть «тяжелой работы», они никогда не станут массовыми. ИИ следит за тем, чтобы преимущества CRISPR и связанных с ним технологий в конечном итоге доходили до всех нас, а не до избранных.

Прорывные стартапы: нацелены на получение прибыли

Ни для кого не должно быть сюрпризом, что технологии секвенирования и редактирования генов способны принести огромную финансовую выгоду их разработчикам и дистрибьюторам. Frost & Sullivan, компания, занимающаяся исследованиями и анализом рынка, прогнозирует, что к 2021 году только в сфере здравоохранения ИИ принесет чуть менее семи миллиардов (долларов США). исходить непосредственно из растущего применения ИИ в геномике. Google делает серьезную попытку занять доминирующее положение на рынке с помощью DeepVariant, потрясающе точной технологии HTS, на разработку которой технологический гигант потратил много энергии и ресурсов. Благодаря алгоритмам глубокого обучения в основе DeepVariant есть возможность различать ошибки секвенирования и подлинные мутации. Deep Genomics, стартап из Торонто, утверждает, что его собственная система на основе искусственного интеллекта способна сопоставлять генетическую предрасположенность и уязвимость с лечением, которое, скорее всего, даст положительные результаты. В октябре 2019 года компания объявила, что ее система определила не только новую цель лечения, но и потенциально эффективную лекарственную терапию болезни Вильсона, редкого, но чрезвычайно серьезного, а иногда и смертельного генетического заболевания. Благодаря своему раннему успеху Deep Genomics в последние годы стала магнитом для институциональных инвесторов.

Именно такой финансовый прорыв произошел с 10X Genomics (стартап-конкурент Deep Genomics), базирующейся в Калифорнии и достигшей рыночной оценки в один миллиард (долларов США) в январе 2019 года благодаря крупномасштабным инвестициям Fidelity. Meritech, Wells Fargo и другие учреждения. Бостонская компания Sophia Genetics, еще один крупный игрок в этой области, в значительной степени сосредоточена на исследованиях геномики на основе ИИ в области лечения рака, включая химиотерапию. Оценка компании в настоящее время составляет около 450 миллионов долларов США, а ее запатентованная «медицина, основанная на данных» теперь работает более чем в 850 больницах в 77 странах. Крайне важно понимать, что пациенты с одним и тем же типом заболевания часто очень по-разному реагируют на одинаковые формы лечения. ИИ быстро становится важным инструментом, помогающим подобрать больным пациентам конкретные методы лечения, которые, скорее всего, помогут им.

Несомненность перемен

В конечном счете, ИИ не изобретает заново колесо здравоохранения. Это не (или, по крайней мере, пока, поскольку редактирование генов все еще находится в зачаточном состоянии) создание совершенно новых форм ухода. ИИ занимается тем, что помогает определить с точностью, с которой не может сравниться ни один врач, какие инструменты следует задействовать, когда их следует задействовать и где они с наибольшей вероятностью приведут к положительным изменениям. Выбор образа жизни, безусловно, влияет на здоровье, но наши гены по-прежнему играют центральную роль в том, как долго мы будем жить и не заболеем ли мы одной или несколькими изнурительными и потенциально смертельными заболеваниями в течение нашей жизни. Быстрое и безошибочное генетическое секвенирование, ставшее возможным благодаря ИИ, становится все более необходимым для точного «картирования» будущих перспектив здоровья пациента и определения потенциально полезных методов лечения в случае болезни. И редактирование генов, с его обещанием идеального или почти идеального здоровья, неумолимо движется от фантазии к реальности. Такого будущего мы все хотим, как для себя, так и для тех, кого мы любим. Невежество, когда дело касается нашего здоровья, не является блаженством. ИИ помогает заполнить основные пробелы в знаниях и при этом дает нам инструменты, необходимые для более эффективного лечения болезней и, со временем, полного искоренения их из человеческого опыта.

Опубликовано

Первоначально опубликовано на https://www.linkedin.com.