科學家利用AI在MRI腦掃描中識別出多發性硬化症的三種亞型
據外媒報導,科學家可能已經確定了三種新的多發性硬化症(MS)亞型。一個團隊在多發性硬化症患者大腦的MRI掃描的大型數據集上訓練了人工智能算法,並發現了關於大腦哪些區域首先受到疾病影響的模式。這可能會導致不同類型的治療方案更加集中,也可能是新的治療方案。
多發性硬化症是一種最常見的一種中樞神經脫髓鞘疾病,免疫系統會錯誤地攻擊髓鞘,髓鞘是包裹在神經細胞軸突外面的一層膜。髓鞘的作用就像電線上的絕緣層,所以當它被損壞時,神經系統的信號可能難以通過。這表現為肌肉無力、痙攣、麻木、平衡或協調問題等症狀。
目前多發性硬化症被分為四種類型,根據疾病的活動性和進展性,大致分為四種類型,臨床孤立綜合徵(CIS)是最初的症狀發作,可能是一次性事件,也可能發展為MS;復發緩解型MS(RRMS)是一個持續的階段,患者會經歷症狀和緩解的交替期;原發性進展型MS(PPMS)是症狀逐漸加重,中間沒有緩解;繼發性進展型MS (SPMS)發生在RRMS患者後期,緩解停止,開始持續下降。
這種分類的問題在於,這四種類型更多的是關於疾病的不同階段,而不是不同的變種。在找出哪些治療方案可能對每個患者最有效方面,它們並不是那麼有用,因為患者在一生中可能會經歷其中的幾種“類型”。
因此,對於新的研究,研究人員調查是否有其他的亞型,可能會影響病人最有可能走下去的路徑。如果能更早地診斷出這些,就可以進行更專業的治療,給每個病人最好的機會。
該團隊設置了一個名為“子類型和階段推斷”(SuStaIn)的人工智能工具,對6322名MS患者的MRI腦部掃描進行工作。在這樣做的過程中,它發現了三種新的MS亞型,科學家們後來將其命名為”皮層主導型”、”正常外觀的白質主導型”和”病變主導型”。這些名字是根據哪里和哪種類型的異常最早出現的。
“目前多發性硬化症大致分為進展組和復發組,這是基於患者的症狀,它並不直接依賴於疾病的基礎生物學,因此不能幫助醫生為合適的患者選擇合適的治療方法,”該研究的主要作者Arman Eshaghi博士說。“在這裡,我們使用了人工智能,並提出了一個問題:人工智能能否在大腦圖像上找到遵循某種模式的MS亞型?我們的人工智能發現了三種數據驅動的MS亞型,這些亞型是由大腦圖像上看到的病理異常定義的。”
接下來,研究人員鎖定了人工智能,並設置它在另外3068名患者的MRI掃描中工作,以驗證其識別三種新亞型的能力。從數據中,該團隊能夠為每個亞型分配不同的屬性。例如,在數據集中,病變主導型是最不常見的亞型,但卻具有快速進展的殘疾風險最高。
掌握了這些信息後,醫療專業人員最終可以更好地診斷患者,並開出他們更有可能響應的治療方法。
“我們對患者記錄做了進一步的回顧性分析,以了解新識別的MS亞型的人如何應對各種治療方法,”Eshaghi說。“雖然還需要進一步的臨床研究,但按亞型來看,患者對不同治療的反應以及隨著時間的推移,殘疾的累積有明顯的差異。這是預測個體對療法反應的重要一步。”
該研究發表在《自然通訊》雜誌上。