Hỗ trợ điều trị ung thư
Vừa qua, nhóm chuyên gia tại Đại học Canterbury (New Zealand) công bố nghiên cứu cho thấy việc sử dụng AI có thể giúp các chuyên gia y tế xây dựng chiến lược điều trị ung thư hiệu quả hơn, từ đó giúp tăng khả năng cứu sống người bệnh. Đây là kết quả nghiên cứu trong vòng bốn năm do PGS Alex Gavryushkin tại Trung tâm Nghiên cứu toán sinh học thuộc Đại học Canterbury dẫn đầu.
Theo AP, các chuyên gia đã phát triển những thuật toán phân tích dữ liệu sinh học liên quan các bệnh di truyền phức tạp, bao gồm ung thư và bệnh gout, nhằm giúp phát triển phác đồ điều trị dựa trên dữ liệu di truyền. Nhóm nghiên cứu đã “đào tạo” để AI có thể học hỏi, phân tích về dữ liệu gene và dữ liệu lâm sàng, thông qua đó kết nối tình trạng của từng bệnh nhân với những kiến thức và phương pháp đã được biết đến trong sinh học, y học. Sau đó, họ đã tiến hành thử nghiệm lâm sàng và dùng AI để đưa ra các khuyến nghị hữu ích, chẳng hạn như kết hợp các loại thuốc khác nhau trong điều trị.
PGS Gavryushkin cho biết: “Phương pháp tiếp cận y học truyền thống thường xem xét nhiều bệnh nhân trong một tình trạng cụ thể nhằm lựa chọn ra phương pháp điều trị phù hợp. Tuy nhiên, đối với nhiều loại bệnh, trong đó có ung thư, tình trạng ở mỗi bệnh nhân rất khác nhau mặc dù họ có triệu chứng giống nhau. Do vậy, việc áp dụng cùng một loại thuốc và liệu pháp sẽ không phát huy hiệu quả bằng việc ứng dụng di truyền để cá nhân hóa điều trị từng trường hợp”.
Ông đánh giá công nghệ này sẽ cho phép các chuyên gia y tế đưa ra các phác đồ điều trị ung thư hiệu quả hơn, kiềm chế khả năng phát triển của các tế bào kháng trị liệu, đồng thời giúp việc chăm sóc y tế trở nên thuận tiện hơn. PGS Gavryushkin khẳng định, phương pháp sử dụng AI này có thể sẽ đóng vai trò như một trợ lý y học hỗ trợ các bác sĩ điều trị ung thư một cách tin cậy. Ông kỳ vọng phương pháp sẽ được ứng dụng trên toàn cầu, đặc biệt là ở những nơi mà các bác sĩ có thể không được đào tạo chuyên sâu về di truyền học hoặc không có thời gian để nghiên cứu tất cả các tài liệu trước đó về di truyền.
AI có thể tạo ra “siêu thuốc” cho mỗi bệnh nhân
Tương tự như vậy, những năm gần đây, AI đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển các kế hoạch điều trị có mục tiêu và cá nhân hóa. Nhờ nghiên cứu cấu trúc di truyền và lịch sử y tế của các cá nhân, AI có thể giúp xác định các phương pháp điều trị hiệu quả nhất cho từng bệnh cụ thể. Cách tiếp cận này có thể dẫn đến việc sử dụng các nguồn lực hiệu quả hơn và giảm nguy cơ phản ứng bất lợi với thuốc. Ngoài ra, AI có thể góp phần khám phá ra các loại thuốc và liệu pháp mới. Bằng cách phân tích các tập dữ liệu lớn thu được từ lịch sử bệnh án ở khắp nơi trên thế giới, người ta đào tạo các AI học hỏi và tiếp thu lượng kiến thức lớn, từ đó xử lý và đưa ra các phương án hữu hiệu hơn trong điều trị.
TS Tim Guilliams, đồng sáng lập và Giám đốc điều hành của Công ty công nghệ y học Healx có trụ sở tại Mỹ, là người ủng hộ việc khai thác sức mạnh của AI để điều trị các bệnh hiếm gặp. Ông và các đồng nghiệp tại Healx đã sử dụng các phương pháp học máy và AI trong điều trị, nhằm giúp nhanh chóng xác định các liệu pháp tiềm năng có thể chữa bệnh, đồng thời dùng AI để tổng hợp thuốc điều trị từ các hợp chất đã biết và được cấp phép trong y học.
Hệ thống AI có thể phát hiện các mối liên hệ giữa cơ chế di truyền sinh học với bệnh tật mà con người rất khó có thể làm được, hiện có nhiều công ty sử dụng AI cho mục đích này. Thí dụ, Phòng thí nghiệm của Alphabet đã dùng AI để dự đoán và vẽ ra cấu trúc 3D của mọi loại protein, tất cả khoảng 200 triệu loại khác nhau. Tiềm năng ứng dụng rộng mở của phát hiện này chính là chìa khóa để giải quyết các bệnh hiếm gặp nói riêng, lẫn bệnh tật nói chung. “AI có khả năng tìm ra một phương pháp khả thi cho những căn bệnh dù hiếm gặp ở một số ít bệnh nhân và điều này mang lại hy vọng cho cuộc cách mạng y học”, TS Tim Guilliams khẳng định.
Ông nói thêm: “Ngày càng có nhiều bệnh nhân có biểu hiện và tình trạng bệnh mà chúng tôi nhận ra chỉ xuất hiện ở một số ít bệnh nhân. Nếu chúng ta có thể tìm ra phương pháp điều trị cho họ bằng mô hình này, điều đó sẽ mở ra một tương lai mới thú vị cho loại “siêu thuốc” nhắm mục tiêu để chữa trị cho từng bệnh nhân riêng biệt”. Hiện nay, các phương pháp điều trị y tế thường dựa trên triệu chứng trung bình của một nhóm bệnh nhân mắc một căn bệnh cụ thể. Tuy nhiên, rõ ràng là mỗi bệnh nhân có thể có những phản ứng rất khác nhau đối với việc điều trị, ngay cả khi họ được chẩn đoán mắc cùng một căn bệnh. Do bệnh nhân có các yếu tố di truyền, lối sống và môi trường đặc biệt có thể ảnh hưởng đến nguy cơ mắc bệnh, cũng như sự tiến triển và đáp ứng điều trị của họ khác nhau. Thí dụ, khả năng đáp ứng thuốc khác nhau khi bệnh nhân có lượng muối khác nhau trong chế độ ăn uống. Điều này dẫn đến phản ứng với các phương pháp điều trị cũng khác nhau, vì thận của bệnh nhân chuyển hóa và bài tiết thuốc ở mức độ khác nhau.
“Điều đó có nghĩa để chữa trị hiệu quả với mỗi người, có thể cần cách điều trị khác nhau, hoặc một phác đồ riêng điều chỉnh theo nồng độ và dược động học của thuốc. Đây là mục tiêu mà ngành chăm sóc sức khỏe tổng thể đang hướng tới. Việc dùng AI để bào chế thuốc cũng tương tự như vậy. Khi khả năng về dữ liệu sinh học và các thuật toán của AI tiếp tục được cải thiện, sẽ có một bước thay đổi trong các phương pháp điều trị có thể được cá nhân hóa và nhằm trúng mục tiêu hơn so hiện tại”, TS Guilliams phân tích thêm.
Cách mạng trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe?
Đang có một sự chuyển đổi nhanh chóng trong ngành dược phẩm cũng như các phòng nghiên cứu trong trường đại học. Các nhà nghiên cứu đã dần chuyển sang sử dụng AI để giúp khám phá các hoạt chất mới và các loại thuốc mới có ít tác dụng phụ hơn. Những tiến bộ này hứa hẹn sẽ giúp chữa khỏi nhiều căn bệnh cho dù hiện nay chưa có cách đặc trị, kể cả bệnh ung thư.
Một lý do khiến vai trò của AI càng trở nên hữu ích là cơ thể con người rất phức tạp. GS Yoshua Bengio, giảng viên Khoa học máy tính tại Đại học Montréal (Canada) đồng thời là Giám đốc khoa học của Viện AI Quebec giải thích: “Ngay cả một tế bào cũng cực kỳ phức tạp, con người có 20.000 gen và tất cả chúng đều tương tác với nhau. Công nghệ sinh học đã phát triển đến mức chúng ta có thể đo lường hoạt động của tất cả các gen trong một tế bào cùng một lúc. Mặc dù chúng tôi thu thập số lượng dữ liệu khổng lồ nhưng số lượng dữ liệu đó lớn đến mức con người không thể đọc được. Nhưng máy móc có thể làm được điều đó nên có thể xây dựng các mô hình về cách các tế bào hoạt động và cách chúng có thể thay đổi trong các trường hợp gây bệnh khác nhau”.
Hiện nay có rất nhiều học giả đang làm việc trong lĩnh vực này. “Một trong những chương trình nghiên cứu trong nhóm của tôi là về việc sử dụng AI để khám phá các loại thuốc điều trị các bệnh truyền nhiễm, vốn chưa nhận được nhiều sự quan tâm từ ngành dược phẩm vì không mang lại lợi nhuận cao. Ngoài ra còn có vấn đề về kháng kháng sinh, trong đó đột biến của vi khuẩn khiến các loại thuốc hiện tại không còn hiệu quả nữa. Có rất nhiều tiềm năng nghiên cứu khi ứng dụng AI vào y tế”, GS Bengio cho biết.
Không chỉ giới học thuật mới nhận ra điều này. Nói rộng ra, hiện có hàng chục công ty khởi nghiệp đã được thành lập ở điểm giao thoa giữa công nghệ AI và ngành y dược. Các công ty dược phẩm đang gấp rút tăng cường bộ phận học máy và ứng dụng AI của họ. Hiện nay, việc phát triển một loại thuốc mới tốn hàng tỷ USD; song nhờ những tiến bộ trong công nghệ AI có thể giúp hạ chi phí đi 10 lần so trước đây. Vì vậy, GS Bengio nhấn mạnh: “Thử nghiệm các loại thuốc mới có lẽ phải mất nhiều năm mới thấy được hiệu quả, nhưng tôi khá chắc chắn rằng, AI sẽ tạo nên một cuộc cách mạng đáng kinh ngạc về mặt chăm sóc sức khỏe trong tương lai”.
