哈佛醫學院 AI 新成果:0.1 秒確定結核病菌的抗藥性
作者 雷鋒網 | 發布日期 2019 年 05 月 03 日 8:15 |
根據美國疾病控制和預防中心資料,結核病是世上最致命的疾病之一,2017 年有近 1 千萬人感染,其中 130 萬人死於結核病,但是,導致結核病的細菌:結核分枝桿菌,能對某些藥物產生抗藥性而難以定位。
這些新感染的病例中,有 4% 至少對兩種藥物有抗藥性,這種疾病稱為多重抗藥結核菌(MDR-TB)。另外,十分之一的人表現出對多種藥物的廣泛抗藥,即所謂的廣泛抗藥結核病(XDR-TB)。如果患者確定感染就需給予一線藥物,如果患者表現出抗藥性症狀或偵測表明該菌株不受一線治療影響,則增加二線治療。
哈佛醫學院 Blavatnik 研究所的研究人員設計了一種演算法,能偵測出治療前對常用結核病藥物的抗藥性。實驗成功在 0.1 秒內準確預測結核菌株對 10 種一線和二線藥物的抗藥性,且比類似模型的預測精準度更高。
此方法發表在《EBioMedicine》期刊,並將加至哈佛醫學院(Harvard Medical School)的 genTB 工具,genTB 工具用於分析結核病資料並預測結核病抗藥性。
哈佛醫學院的進階研究作者兼生物醫學資訊學助理教授 Maha Farhat 聲明:「抗藥形式的結核病很難被發現、難以治療,且代表患者的預後效果不好。因此,診斷時快速偵測出完整的抗藥性能力,對改善個體患者的預後、減少傳染他人至關重要。」
使藥物抗藥性偵測更快更準確
Farhat 進一步解釋,藥物敏感性偵測裝置在發展中國家很難獲得,即使在裝備精良的實驗室,也需要數週才能驗證結果。而掃描 DNA 樣本搜尋抗藥基因的新偵測方法也有局限性,主要是無法發現多種藥物的抗藥或偵測出罕見導致抗藥的基因變異。
至於全基因組測序測試,在偵測二線藥物抗藥性方面表現不佳。
相比之下,研究人員的方法利用機器學習演算法捕捉多種突變的影響。包含兩個模型:一個統計模型和一個「wide-and-deep」系統,後者將每個突變當作一個變數,變數要麼產生抗藥性,要麼沒有。
「我們的目標是開發一個神經網路模型,這種模型與大腦神經元之間的連線形成方式大致相似,」研究第一作者 Michael Chen 說。「神經網路將兩種形式的機器學習相互交叉,以辨識基因變異對菌株抗藥性的綜合影響」。
這兩個人工智慧系統培訓 3601 株抗一線和二線藥物的結核菌株,其中 1,228 株抗多藥菌株。為了在現實環境測試效能,這些模型要預測 792 個未「見過」的完全測序結核病基因組的抗藥性。
「wide-and-deep」的 AI 系統預測菌株對一線和二線藥物的抗藥性分別具 94% 和 90% 準確率,而統計模型預測菌株對一線藥物的抗藥性有 94% 預測準確率,對二線藥物預測準確率達 88%。兩種模型都能在 0.1 秒內預測菌株對一線和二線治療的抗藥性,而「wide-and-deep」模型顯示出預測極其罕見的基因突變影響能力。
研究人員稱,如果將這些模型納入臨床試驗,可使藥物抗藥性偵測更快更準確。「我們的模型強調人工智慧在結核病的作用,但重要性遠遠超過結核病。AI 透過快速合成大量資料指導臨床決策,以幫助臨床醫生在許多情況和其他疾病做出最明智的決策。」
據了解,此研究得到美國國立衛生研究院 BD2K(授予 K01 ES026835)的支援。
資料來源:https://technews.tw/…/harvard-ai-test-tuberculosis-resist…/…
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抗藥性症狀 在 果籽 Youtube 的精選貼文
疫情下人人都注重衞生,最近有食肆商紛紛送出自動泡沫洗手液機吸引顧客,當中有快餐店反應熱烈,兩日就全部換罄,不過大家在洗手時都要注意洗手液的成份,亦要有正確的洗手方法。如果大家搶不到自動泡沫洗手液機都不用失望,化學博士K Kwong會教大家如何DIY泡沫洗手液。
4成樣本含可致敏防腐劑 可致皮膚炎
疫情前,消委會檢測了市面35款洗手液,發現部份洗手液樣本含可致敏防腐劑、游離甲醛,亦有產品聲稱抗菌率達99.9%以上,而實際上未能達標,部份樣本包裝的成份標示與實際有出入,有機會違反《商品說明條例》。消委會亦指出,過度使用殺菌劑或抗菌劑反而有機會助長細菌出現抗藥性,長期使用可導致手部皮膚痕癢,甚至患上手部皮膚炎、痕癢、紅疹等症狀。
自製泡沫洗手液 超簡單製法3種材料即可
如果自己DIY洗手液,就最安心。化學博士K Kwong表示,只要3種簡單材料,就可以自製泡泡洗手液,可以做到相同的效果,泡沫亦會十分豐盈;亦可以作為用完原裝洗手液後的補充裝。製作方法是,如果沒有泡泡洗手液機,可以在12元店買一個泡泡樽,自行倒入番梘水或沐浴露水;之後將一份番梘水或沐浴露,以三至五份水作稀釋,視乎沐浴露或番梘的濃稠程度而定,最後搖匀便可大公告成。K Kwong提醒,最好使用蒸餾水或煮過的食用水,藉此減少沐浴露或番梘變壞發霉的機會。
洗手後擦乾 細菌量可減半
不過,在全民瘋搶泡沫洗手液機的同時,其實並不是越多泡就代表洗得越乾淨。化學博士K Kwong表示,一般人會以為泡沫越多,越可以增加洗手液逗留在手上的時間,從而增強清潔能力,其實不然。因為清潔效能取決於降低水的表面張力,以及表面活化劑的乳化的能力,泡沫多寡對洗手時的清潔效果並無幫助。
潔淨效能 視乎搓洗時間
最重要,其實是將洗手液充分揉搓的時間,比洗手液本身的抗菌力更為重要,衞生防護中心一直提醒,大家在疫情下必需參考正確洗手五部曲,包括加入梘液後,應揉搓雙手20秒方為正確。因為病毒、細菌有吸附力,一定要透過搓、擦的物理摩擦作用,才能把它們有效除掉。另外,許多人洗完手後,都會揮動雙手,或待自然風乾,但其實洗完手後擦乾的動作是去除細菌的關鍵。實驗結果發現,洗手後若未擦乾,細菌數量會比洗手前增加84%;反之若用紙巾或乾淨毛巾擦乾,細菌數量則可減半,即殺菌率達50%。這是因為洗手液的主要功能是去除油污,並非殺菌,所以洗手時應把洗手液充分揉搓,再用清水沖走,最後擦乾雙手,才可以有效把細菌病毒帶走。另外,由於濕的手會更易黏附東西,擦乾雙手可以避免把衣服和皮膚上的細菌病毒再次黏附在手上。
總括而言,即使大家搶到一機在手,同時亦要正確洗手,才能真正洗走雙手的細菌病毒。
影片:
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這是否意味着,未來我們終將無藥可用?他說,濫用抗生素的危機,他講足20多年,可是有時連醫生也不察覺當中的問題已經十分嚴重。這位「抗疫英雄」已在倒數着自己的退休日子,他憂心忡忡的肺腑之言,我們是否願意珍惜機會,用心去聽一聽?
**小編提醒大家注意:袁教授補充指,抗生素是用於細菌感染的重要藥物,患有細菌感染疾病,必須使用,否則嚴重會引致死亡。而若非細菌感染疾病,請盡量避免服用。
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