19.12.2016/№51

Курс на персонализированную медицину все больше сближает работу докторов и ученых-медиков с цифровыми технологиями.

 

Обработка большого количества данных и доступ к ним становятся одной из основных целей.

 

Роман СЕРГЕЕВ (на фото), научный сотрудник лаборатории математической кибернетики Объединенного института проблем информатики НАН Беларуси, участвует в международном проекте по изучению и анализу мультирезистентного туберкулеза, разрабатывает специализированный web-ресурс. Актуальность тематики сайта Роман обуславливает проблемой роста именно случаев лекарственно устойчивого туберкулеза. Была сделана репрезентативная выборка данных от пациентов, проходивших лечение. Если лет пять назад в Беларуси мало кто занимался биоинформатикой в принципе, то сейчас интерес к этой области заметно вырос. Поэтому Роман, постоянно повышая свою квалификацию, сосредоточен на разработке методов анализа данных и применении подходов из области машинного обучения к решению задач, возникающих в биоинформатике.

 

Частью проекта по изучению и анализу мультирезистентного туберкулеза является создание интернет-сервиса, позволяющего на основании имеющихся геномных данных определять тип лекарственной устойчивости возбудителя туберкулеза и рекомендовать противомикробные препараты, которые способны дать положительный эффект в лечении. Необходимость такого ресурса продиктована потребностью в индивидуальном подходе к каждому пациенту.

 

Неверно выбранные препараты либо нарушение режима их приема способствуют появлению штаммов микроорганизмов, плохо поддающихся лечению. Выращивание культуры для определения чувствительности к антибиотикам занимает длительное время, в течение которого пациент может принимать неэффективное лечение, а заболевание прогрессировать. Отчасти этот вопрос решается за счет использования систем молекулярно-генетической экспресс-диагностики, которые позволяют проверять наличие или отсутствие определенных мутаций в геномах микобактерий, обнаруженных в полученных от пациентов пробах. Однако с развитием технологий секвенирования и расширением их доступности актуальность приобретают и методы компьютеризированной диагностики.

 

Как отмечает Р.Сергеев, назрела необходимость объединить клинические данные с данными геномики, которые, как правило, используются порознь. Интеграция с медицинскими базами данных поможет находить аналогичные случаи и сопоставлять истории развития болезней пациентов, оказавшихся в похожих ситуациях.

 

Биоинформатическая часть сервиса включает функциональность, с помощью которой можно будет выполнять предобработку сырых данных, поступающих с секвенатора, настраивать инструменты для сборки геномов и запроса вариантов, оценивать, насколько обнаруженные геномные вариации могут быть статистически связаны с устойчивостью к тому или иному препарату. Использование медицинской информации открывает возможности для реализации алгоритмов интеллектуальной обработки данных, в том числе из набирающей сейчас популярность области анализа «больших данных», чтобы улучшить точность прогноза и сделать его еще более индивидуальным.

 

На уровне программной реализации веб-сервис разрабатывается с применением облачных технологий. На текущем этапе создается платформа для сборки геномов и визуализации результатов, а также компьютерный аналог тест-систем экспресс-диагностики для анализа типа лекарственной устойчивости по известным биомаркерам.

 

«Существующие на рынке решения «заточены» на исследование раковых геномов, либо модельным организмом в них выступает человек, – комментирует Роман. – Наша ниша – анализ геномов патогенных микроорганизмов, что может найти применение как в медицине, так и в ветеринарии или сельском хозяйстве». Ученый приводит несколько альтернатив, характерных для подобных услуг, в том числе варианты монетизации путем предоставления пользователям подписки на различные планы в зависимости от уровня доступной аналитики, заключение договоров с учреждениями на выполнение работ или выполнение индивидуальных заказов по нестандартным случаям.

 

В рамках текущего международного проекта ведется сотрудничество с РНПЦ фтизиатрии и пульмонологии. Помимо медиков из Беларуси в проекте принимают участие специалисты из Грузии, Молдовы, Азербайджана, Румынии и США. Сотрудники ОИПИ вместе с коллегами из других стран участвуют в разработке инфраструктуры портала, необходимой для накопления клинических данных и анализа медицинских изображений. В перспективе планируется иметь возможность анализировать широкий спектр патогенных микроорганизмов, база должна быть масштабируема и общедоступна. Будет происходить постоянное совершенствование интеллектуальной обработки данных.

 

Елена ЕРМОЛОВИЧ, «Навука»

Фото Фото С.Дубовика