醫(yī)學(xué)博士 Nathan Levitan 針對(duì) Watson for Oncology 的觀點(diǎn)分享

IBM Watson for Oncology(WfO，Watson 腫瘤解決方案)認(rèn)知計(jì)算系統(tǒng)可利用人工智能算法生成治療建議，但在過(guò)去兩年中，據(jù)稱其未達(dá)到為癌癥患者提供最先進(jìn)的個(gè)體化治療的預(yù)期，并且提供了「不安全和不正確」的建議，因此受到一些誤讀。

1 WfO自2012年起開(kāi)始接受紐約紀(jì)念斯隆-凱特琳癌癥中心(MSK)的腫瘤學(xué)家們密集的醫(yī)療訓(xùn)練，旨在了解與癌癥患者相關(guān)的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，例如血液檢測(cè)結(jié)果、詳細(xì)描述腫瘤類型、大小和位置的病理學(xué)和影像學(xué)報(bào)告，以及是否存在基因突變等。

隨后，為了給特定患者提供循證治療建議，該項(xiàng)目梳理了大量醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)。到目前為止，WfO 已經(jīng)經(jīng)受過(guò)相應(yīng)的訓(xùn)練，可以為乳腺癌、肺癌、前列腺癌、結(jié)腸癌、膀胱癌、子宮內(nèi)膜癌、甲狀腺癌、直腸癌、肝癌、胃癌、卵巢癌、食道癌、宮頸癌13種癌癥提供治療決策支持，此外WfO還將在不久之后開(kāi)始接受幾種不同淋巴瘤(Lymphomas)的訓(xùn)練。

除了WfO之外，IBM還推出了幾款針對(duì)加快實(shí)現(xiàn)對(duì)腫瘤患者個(gè)體化治療的產(chǎn)品。這些產(chǎn)品包括 Watson for Genomics、Watson Genomics from Quest Diagnostics (一款由 Watson 支持的基因組測(cè)序服務(wù))，以及能夠利用自然語(yǔ)言處理來(lái)提高臨床試驗(yàn)匹配過(guò)程的效率和準(zhǔn)確性的 IBM Watson for Clinical Trial Matching。

Nathan Levitan

醫(yī)學(xué)博士、工商管理碩士、IBM Watson Health Oncology and Genomics首席健康官 Nathan Levitan 表示，Watson for Oncology及其與腫瘤相關(guān)的產(chǎn)品已被全球十多個(gè)國(guó)家的數(shù)百家醫(yī)院和醫(yī)療系統(tǒng)采用。在接受 The ASCO Post的采訪中，Levitan博士討論并回應(yīng)了關(guān)于WfO的不實(shí)聲音，并探討了WfO如何影響治療決策，以及認(rèn)知計(jì)算在醫(yī)療領(lǐng)域內(nèi)的倫理考量。

技術(shù)挑戰(zhàn)

有新聞報(bào)道稱，WfO 向醫(yī)生用戶提供了不準(zhǔn)確的治療信息。Watson在訓(xùn)練方面存在問(wèn)題嗎？這些問(wèn)題已解決了嗎？

首先，請(qǐng)?jiān)试S我從一個(gè)更高的層面開(kāi)始討論這個(gè)問(wèn)題。我們要明確 Watson Health 在協(xié)助癌癥治療時(shí)關(guān)注哪些具體的難題?基于技術(shù)的工具能夠解決這些難題的方式又有哪些?

癌癥是全球第二大死因。2018 年，估計(jì)有 960 萬(wàn)人死于癌癥。2 癌癥死亡率上升的問(wèn)題可以通過(guò)兩種方式得到緩解：篩查和預(yù)防，以及確保癌癥患者獲得最先進(jìn)的醫(yī)療服務(wù)。

醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)表明，在提供最先進(jìn)的治療服務(wù)方面，無(wú)論是在美國(guó)還是在全球范圍內(nèi)都存在著相當(dāng)大的差異。造成這種差異性的原因之一在于，癌癥治療通常是跨學(xué)科的，跟上眾多學(xué)科更新的步伐對(duì)醫(yī)生是一大挑戰(zhàn)。其次，與癌癥相關(guān)的出版物數(shù)量激增。當(dāng)然，在一些國(guó)家，資源有限也是一個(gè)因素。

我持樂(lè)觀態(tài)度，認(rèn)為可以利用 WfO 等認(rèn)知計(jì)算系統(tǒng)的技術(shù)解決方案來(lái)緩解其中一些難題。Watson Health有幸與MSK的臨床合作伙伴以及每天使用 WfO 的醫(yī)生合作，并向他們學(xué)習(xí)。

曾經(jīng)確實(shí)有一家媒體報(bào)道聲稱Watson輸出的數(shù)萬(wàn)條建議中包含個(gè)別有誤差的治療建議 1。這實(shí)際是我們?cè)趪?yán)格質(zhì)量管理的測(cè)試環(huán)節(jié)中自己發(fā)現(xiàn)并改正的問(wèn)題，患者并未接觸到此類建議。

「我們有一個(gè)全面的質(zhì)量管理體系，會(huì)對(duì)每種產(chǎn)品發(fā)布前的每一個(gè)版本進(jìn)行測(cè)試，而且會(huì)對(duì)相關(guān)領(lǐng)域用戶針對(duì)系統(tǒng)性能提交的每份報(bào)告作出反饋。」

與任何醫(yī)療質(zhì)量體系一樣，我們的質(zhì)量管理體系能夠主動(dòng)、迅速地對(duì)問(wèn)題作出反饋。

提供治療決策支持

因?yàn)?MSK 正在利用醫(yī)院的治療數(shù)據(jù)系統(tǒng)訓(xùn)練 Watson，有批評(píng)者認(rèn)為 Watson 提供的信息傾向于 MSK 的癌癥治療方法，可能會(huì)為其他國(guó)家或地區(qū)的患者和在美國(guó)其他癌癥機(jī)構(gòu)接受治療的患者提供不當(dāng)建議。您對(duì)此有何回應(yīng)？

WfO 能夠運(yùn)用基于 MSK 腫瘤各亞?？漆t(yī)師掌握的專業(yè)知識(shí)所提供的臨床決策支持，同時(shí)整合了 MSK 腫瘤學(xué)家推薦的參考文獻(xiàn)、人工智能驅(qū)動(dòng)的資料管理功能所檢索到的相關(guān)文獻(xiàn)，以及臨床試驗(yàn)匹配結(jié)果。

我們不斷為 WfO 添加美國(guó)和亞洲地區(qū)均采用的腫瘤指南，其中包括由美國(guó)國(guó)立綜合癌癥網(wǎng)絡(luò)(NCCN，National Comprehensive Cancer Network)、中國(guó)臨床腫瘤學(xué)會(huì)(CSCO,Chinese Society of Clinical Oncology)等機(jī)構(gòu)提供的癌癥指南。

當(dāng)用戶在除美國(guó)以外的其它國(guó)家和地區(qū)使用 WfO 時(shí)，為適應(yīng)當(dāng)?shù)丨h(huán)境，我們會(huì)對(duì)各項(xiàng)建議進(jìn)行本地化處理，例如，藥物可及性、計(jì)量單位和語(yǔ)言翻譯。我們知道全球醫(yī)生的需求各不相同， Watson 會(huì)給醫(yī)生提供最適合這位醫(yī)生患者需求的信息。每次發(fā)布 WfO 新版本時(shí)，我們都會(huì)增加臨床內(nèi)容并增強(qiáng)用戶功能。

WfO 旨在為腫瘤醫(yī)生提供信息。我們希望保留醫(yī)生在作出醫(yī)療決策時(shí)的自主權(quán)，讓腫瘤醫(yī)生能夠?yàn)榛颊?、與患者一起作出最佳治療決策。

改善中低收入國(guó)家國(guó)民的醫(yī)療水平

在2019年ASCO年會(huì)上，IBM Watson Health 發(fā)布了22項(xiàng)研究，展示了Watson for Oncology 和 Watson for Genomics 在全球范圍內(nèi)的應(yīng)用進(jìn)展。在一項(xiàng)隨機(jī)研究中，在對(duì)印度 1000 名乳腺癌、肺癌和結(jié)腸直腸癌患者的診斷中，曼尼帕爾醫(yī)院（Manipal Hospitals）的多學(xué)科腫瘤診療專家團(tuán)隊(duì)根據(jù) WfO 提供的信息，改變了針對(duì) 13.6% 的病例的治療決策。3請(qǐng)談?wù)勥@一發(fā)現(xiàn)及其對(duì)腫瘤治療的潛在影響。

這項(xiàng)研究的結(jié)果很重要，因?yàn)樗鼈儽砻鳑Q策支持工具不僅能提供治療信息，還可以影響決策。在這次調(diào)查中，腫瘤委員會(huì)之所以決定對(duì)那些治療方案進(jìn)行修改，是因?yàn)?Watson 提供了支持新治療方案(55%)、更加個(gè)性化的替代方案(30%)的最新證據(jù)，或者它從基因型、表型數(shù)據(jù)以及不斷發(fā)展的臨床經(jīng)驗(yàn)中獲得了新的洞見(jiàn) (15%)。

利用人工智能提高臨床試驗(yàn)參與度

2018 年，一項(xiàng)研究評(píng)估了 Watson for Clinical Trial Matching 在臨床試驗(yàn)匹配方面的能力。在評(píng)估期間，Watson for Clinical Trial Matching 把在明尼蘇達(dá)羅切斯特 的梅奧診所接受治療的乳腺癌患者與一項(xiàng)適當(dāng)?shù)呐R床試驗(yàn)進(jìn)行了匹配。研究發(fā)現(xiàn)，在 18 個(gè)月的時(shí)間里，參加試驗(yàn)的人數(shù)平均增加了84%。4而目前，只有不到 5% 的癌癥患者參加臨床試驗(yàn)。5Watson如何能夠提高臨床試驗(yàn)的參與度?

正如你所言，在美國(guó)，臨床試驗(yàn)的患者入組率很低，而且，不同人群的入組率存在差異。影響臨床試驗(yàn)入組率的一個(gè)因素是忙碌的腫瘤學(xué)家很難為每名患者找到合適的臨床研究。第二個(gè)因素是沒(méi)有足夠的時(shí)間為患者辦理入組事宜。第三個(gè)因素是在各地進(jìn)行的臨床試驗(yàn)的種類和數(shù)量不同，患者所在地未必有臨床試驗(yàn)。

Watson for Clinical Trial Matching 能夠獲取有關(guān)數(shù)千項(xiàng)公開(kāi)的臨床試驗(yàn)信息，提取資格要求，然后將患者與試驗(yàn)進(jìn)行匹配。在梅奧診所的研究中，在使用該系統(tǒng)之后的18個(gè)月內(nèi)，每月有6.3名患者加入一組乳腺癌試驗(yàn)，而在使用該系統(tǒng)之前，每月僅有3.5名患者參加試驗(yàn)。

在另一項(xiàng)針對(duì)社區(qū)內(nèi)乳腺癌和肺癌患者進(jìn)行的研究中，Watson for Clinical Trial Matching 能夠?qū)⒒颊吆Y查所需的時(shí)間減少78%：人工管理需要1小時(shí) 50 分鐘，而Watson僅需24分鐘。6

腫瘤醫(yī)療領(lǐng)域的人工智能倫理

雖然人工智能技術(shù)為我們提供了提高醫(yī)療服務(wù)的效率和患者醫(yī)療質(zhì)量的機(jī)會(huì)，但是，也許帶來(lái)了倫理風(fēng)險(xiǎn)，包括潛在危及患者隱私、患者知情權(quán)和患者自主權(quán)。還有人擔(dān)心算法所用的數(shù)據(jù)可能包含偏見(jiàn)，例如：關(guān)于患者支付特定治療費(fèi)用能力或保險(xiǎn)狀況數(shù)據(jù)，這種情況可能對(duì)臨床建議產(chǎn)生影響。您對(duì)這項(xiàng)技術(shù)及其在腫瘤醫(yī)療領(lǐng)域的作用有倫理方面的擔(dān)憂嗎?

只要是在 IBM 所服務(wù)行業(yè)，IBM 就在該行業(yè)的數(shù)據(jù)安全領(lǐng)域都是處于領(lǐng)先地位，而且非常認(rèn)真地對(duì)待數(shù)據(jù)責(zé)任問(wèn)題。早在幾年前， Watson Health 在深耕腫瘤領(lǐng)域的過(guò)程中，IBM 就利用自身技術(shù)和專業(yè)知識(shí)將患者隱私、HIPAA 合規(guī)(醫(yī)療保險(xiǎn)便攜性和問(wèn)責(zé)法案， Health Insurance Portability and Accountability Act)和數(shù)據(jù)安全等問(wèn)題考慮在內(nèi)。

機(jī)器學(xué)習(xí)技術(shù)通常是根據(jù)過(guò)去的經(jīng)驗(yàn)、從數(shù)據(jù)集學(xué)習(xí)，然后創(chuàng)建一個(gè)算法來(lái)分析新的數(shù)據(jù)點(diǎn)。當(dāng)系統(tǒng)使用一組包含偏差信息的現(xiàn)有數(shù)據(jù)進(jìn)行訓(xùn)練時(shí)，系統(tǒng)就可能出現(xiàn)偏差。WfO 并不是采用這種方式進(jìn)行訓(xùn)練，因此，避免了發(fā)生此類偏差的潛在風(fēng)險(xiǎn)。

由于數(shù)據(jù)科學(xué)的進(jìn)步，人工智能和機(jī)器學(xué)習(xí)為我們提供了一個(gè)既能為循證醫(yī)療提供支持，又能保持腫瘤學(xué)家的自主性、充分利用腫瘤學(xué)家的技能，并讓患者參與共同決策的機(jī)會(huì)。

這類解決方案有潛能能夠在全球范圍內(nèi)獲得推廣，致力改善全球的腫瘤治療。通過(guò)技術(shù)能夠推動(dòng)高質(zhì)量的癌癥治療服務(wù)，我們有理由為此感到興奮。

(原文于 2019 年 9 月 10 日刊登于 The ASCO Post, 作者 Jo Cavallo，略有編輯。)

參考文獻(xiàn)

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