9 دقیقه
آزمایش خونی نوآورانه‌ای به نام HPV-DeepSeek نشان می‌دهد که میتواند سرطان‌های سر و گردن مرتبط با ویروس پاپیلومای انسانی (HPV) را تا ده سال پیش از بروز علائم آشکار شناسایی کند. این یافته‌ها چشم‌اندازی را نمایان می‌سازند که در آن تشخیص زودهنگام ممکن است درمان را ساده‌تر، کم‌تهاجمی‌تر و با نتایج بهتری برای بیمار همراه سازد. Credit: Shutterstock
تست HPV-DeepSeek از مؤسسه Mass General Brigham با نمونه خون امکان تشخیص بسیار زودهنگام سرطان‌ها را فراهم میکند و فرصت جدیدی برای برنامه‌های غربالگری سرطان‌های سر و گردن مرتبط با HPV ایجاد می‌نماید.
مروری بر مطالعه و اهمیت آن
یک مطالعه با حمایت فدرال که در Journal of the National Cancer Institute منتشر شده، گزارش می‌دهد که HPV-DeepSeek که به‌عنوان یک بیوپسی مایع توسط پژوهشگران Mass General Brigham توسعه یافته است، میتواند سرطان‌های سر و گردن وابسته به HPV را سالها پیش از تشخیص بالینی شناسایی کند. در حال حاضر ویروس پاپیلومای انسانی (HPV) حدود 70٪ از موارد سرطان حفره حلقی (oropharyngeal) و بخشی از سایر سرطان‌های سر و گردن در ایالات متحده را شامل میشود و شیوع این نوع سرطان‌ها در حال افزایش است. برخلاف سرطان‌های سرویکس که برنامه‌های غربالگری و آزمون‌های پاپ/HPV باعث کاهش بیماری پیشرفته شده‌اند، اکنون برای سرطان‌های سر و گردن ناشی از HPV هیچ برنامه غربالگری خون‌محور روتینی وجود ندارد که بتواند آن‌ها را در مراحل اولیه و پیش از بروز علامت کشف کند.
نبود امکان تشخیص پیش از بروز علائم سبب میشود بیشتر بیماران زمانی مراجعه کنند که توده‌ها بزرگ شده و غالباً به غدد لنفاوی منتشر شده‌اند؛ در نتیجه نیازمند جراحیهای وسیع، پرتودرمانی با دوز بالا و شیمی‌درمانی می‌شوند که میتواند عوارض بلندمدت قابل‌توجهی در عملکرد گفتار، بلع و کیفیت زندگی ایجاد کند. یک آزمایش قابل‌اطمینان پیشنشانهای میتواند مسیر درمان را به سمت مداخلات زودهنگام و کمتر تهاجمی تغییر دهد و بقای بیمار و کیفیت زندگی او را بهبود بخشد.
یافته‌های محققان
محققان 56 نمونه خون آرشیوی از بانک زیستی Mass General Brigham را آنالیز کردند: 28 نمونه از افرادی که بعداً دچار سرطان سر و گردن مرتبط با HPV شدند و 28 نمونه کنترل منطبق که تا زمان پیگیری دچار سرطان نشدند. با استفاده از توالییابی کل ژنوم (whole-genome sequencing) و آنالیز هدفمند برای کشف ذرات کوچک DNA ویروسی HPV که در پلاسما گردش میکنند — معمولاً به‌عنوان DNA توموری چرخنده یا ctDNA شناخته میشود — HPV-DeepSeek در مرحله اولیه در 22 مورد از 28 مورد سرطانی که بعدها تشخیص داده شدند، DNA ویروس تومور را شناسایی کرد، در حالی که همه نمونه‌های کنترل منفی بودند و این امر نشان‌دهنده ویژگی بالا (specificity) تست است.
نرخ‌های تشخیص پس از اعمال طبقه‌بندی‌کننده‌های یادگیری ماشین که توسط تیم تحقیقاتی توسعه یافته بودند، بهتر شد: مدل پالایش‌شده به‌درستی 27 مورد از 28 مورد سرطانی را شناسایی کرد، شامل سیگنالهای مثبت در نمونه‌هایی که تا 10 سال پیش از تشخیص بالینی جمع‌آوری شده بودند. قدیمی‌ترین نمونه مثبت بدون بهبود مدل مربوط به 7.8 سال پیش از تشخیص بالینی بود. کارهای قبلی همان گروه نیز عملکرد نزدیک به ایده‌آل (~99٪ حساسیت و اختصاصیت) را زمانی گزارش کرده بود که آزمایش در اولین مراجعه بیمار به کلینیک استفاده شده بود و در مقایسه با بسیاری از روشهای تشخیصی موجود عملکرد برتری نشان داد.
چگونه HPV-DeepSeek عمل میکند
توالییابی کل ژنوم و ctDNA
HPV-DeepSeek از توالییابی عمیق کل ژنوم برای جست‌وجوی قطعات کوتاه DNA در پلاسما استفاده میکند که منشأ آن‌ها از سلول‌های توموری آلوده به سویه‌های پُرخطر HPV است. تومورها در جریان رشد‌شان DNA به جریان خون می‌ریزند؛ کشف این قطعات میتواند وجود تومور را پیش از اینکه علائمی تولید کند، نشان دهد. از آنجا که توالی‌های DNA ویروسی با ژنوم انسانی متفاوت است، آزمایشاتی که هدف‌شان قطعات ویروسی است می‌توانند ویژگی تحلیلی (analytical specificity) بالایی داشته باشند و ریسک خطاهای ناشی از توالی انسانی را کاهش دهند.
یادگیری ماشین و تقویت سیگنال
مدل‌های یادگیری ماشین در تمییز دادن سیگنالهای ویروسی بسیار ضعیف و سطح‌پایین از نویز زمینه‌ای و اختلالات فنی نقش دارند. با آموزش الگوریتم بر نمونه‌های مثبت و منفی مشخص، دقت تشخیص برای بیماری‌هایی با بار توموری بسیار کم افزایش می‌یابد در حالی که اختصاصیت حفظ میشود — موضوعی حیاتی برای هر برنامه غربالگری جمعیتی تا از نتایج مثبت کاذب و پیگیری‌های تهاجمی غیرضروری جلوگیری کند. علاوه بر این، روشهای آماری و الگوریتمیک می‌توانند اثرات متغیرهای پیش‌تحلیلی مانند زمان نگهداری نمونه، حجم پلاسما و کیفیت استخراج DNA را کنترل کنند تا سیگنال واقعی از نویز فنی تفکیک شود.
پیامدها، اعتبارسنجی و چالشها
اگر در مقیاس وسیع اعتبارسنجی شود، HPV-DeepSeek میتواند پایه یک برنامه غربالگری برای جمعیتهای پرخطر باشد — مانند گروههای سنی خاص، افرادی با سابقه مواجهه با HPV یا کسانی که رفتارهای پرخطری دارند — که به پزشکان امکان می‌دهد تومورها را در زمانی کشف کنند که هنوز میکروسکوپی و قابل‌درمان‌تر هستند. تشخیص زودتر میتواند نیاز به جراحیهای بدشکل‌کننده یا پرتودرمانی دوز بالا را کاهش دهد و عوارض بلندمدت ناشی از درمانهای فعلی را کمتر کند.
با این حال موانع مهمی باقی است. مطالعات اعتبارسنجی بزرگ، نابینا و چندمرکزی لازم است تا عملکرد در جمعیتهای متنوع و شرایط مختلف نمونه‌گیری تأیید شود. تیم تحقیقاتی اکنون یک مطالعه نابینِ دیگری با بودجه NIH را اجرا میکند که صدها نمونه از آزمایش غربالگری سرطان PLCO (Prostate, Lung, Colorectal, and Ovarian) را شامل میشود تا یافته‌ها اعتبارسنجی شده و مقدار پیشبینی مثبت واقعی و زمان پیشروی (lead time) در دنیای واقعی برآورد شود. هزینههای مرتبط با توالییابی عمیق، دسترسی به تجهیزات با عمق خوانش بالا، و مسیرهای بالینی مشخص برای پیگیری نمونه‌های مثبت نیز عواملی هستند که تعیین میکنند آیا این تست به‌طور گسترده قابل استقرار است یا خیر.
از منظر اجرای بالینی، نیاز به تعریف الگوریتمهای پیگیری روشن وجود دارد: پس از یک نتیجه مثبت خون، چه آزمایشات تصویربرداری یا روشهای تشخیصی باید انجام شوند؟ چگونه باید خطرات و مزایا برای بیمار توضیح داده شود؟ طراحی مطالعات سلامت عمومی برای شناسایی زیرگروه‌هایی که بیشترین سود را از غربالگری خواهند برد، حیاتی است؛ چرا که در برخی گروههای سنی یا بالینی احتمال مثبت بودن واقعی میتواند متفاوت باشد و این موضوع بر هزینه-اثربخشی برنامه تاثیر می‌گذارد.
دیدگاه یک کارشناس
«آزمایش خونی حساس و اختصاصی برای سرطان‌های سر و گردن ناشی از HPV میتواند چشم‌انداز بالینی را دگرگون کند،» می‌گوید دکتر مایا سینگ، اپیدمیولوژیست مولکولی که در این مطالعه مشارکت نداشت. «گام‌های بعدی بسیار مهم، اعتبارسنجی در مقیاس وسیع و تدوین پروتکل‌های مشخص برای تشخیص‌های پیگیری است تا نتیجه مثبت آزمایش خون به تایید و درمان سریع و حداقل تهاجمی منجر شود. اگر این اجزا فراهم شوند، این رویکرد میتواند به‌طور چشمگیری میزان ابتلا به عوارض ناشی از درمان این سرطان‌ها را کاهش دهد.»
نتیجه‌گیری
HPV-DeepSeek نمایانگر پیشرفتی امیدوارکننده در فناوری بیوپسی مایع و غربالگری سرطان است. با ترکیب توالییابی کل ژنوم و یادگیری ماشین برای کشف DNA ویروس HPV در خون، این تست نشان داده است که میتواند سرطان‌های سر و گردن مرتبط با HPV را سالها پیش از ظهور علائم شناسایی کند. اعتبارسنجی‌های جاری با بودجه NIH و استفاده از نمونه‌های PLCO برای تعیین اینکه آیا HPV-DeepSeek میتواند از ابزار تحقیقاتی به یک ابزار روتین بالینی تبدیل شود، حیاتی خواهد بود — تبدیل احتمالی این فناوری میتواند به درمان زودهنگام‌تر، کمتر تهاجمی و نتایج بهتر برای بیماران منجر شود.
چند نکته پایانی برای برنامه‌ریزان سلامت و پزشکان بالینی:
- تعریف گروههای هدف برای غربالگری (سنی، رفتاری، یا مبتنی بر سابقه مواجهه) برای افزایش بازگشت سرمایه بالینی و اقتصادی ضروری است.
- توسعه مسیرهای روشن برای تایید تشخیصی پس از یک نتیجه مثبت خون کمک میکند تا از انجام آزمایشات تهاجمی و هزینه‌برِ غیرضروری جلوگیری شود.
- آموزش بیماران و ارائه مشاوره درباره معنای نتایج آزمایش و گزینه‌های تشخیصی بعدی بخش مهمی از هر برنامه غربالگری خواهد بود.
- مطالعات طولی و اقتصادی برای برآورد هزینه-اثربخشی و تاثیر بر بقا و کیفیت زندگی باید در برنامه‌های بعدی گنجانده شوند.
در مجموع، HPV-DeepSeek یک نمونه بارز از نحوه کاربرد نوآوری‌های مولکولی و محاسباتی برای ارتقای تشخیص سرطان است؛ اما تبدیل آن به یک استاندارد بالینی به اعتبارسنجی گسترده، طراحی مسیرهای بالینی مناسب و توجه به ملاحظات عملیاتی و اقتصادی نیاز دارد.
منبع: scitechdaily
ارسال نظر