多达310万人患有炎症性肠病（IBD），包括溃疡性结肠炎（UC）和克罗恩病等胃肠道疾病，这些疾病会导致消化道发炎，给患者带来极大的痛苦，如频繁上厕所、疲劳、抑郁和焦虑等问题。
诊断和治疗IBD也颇具挑战性，强生公司免疫学、转化科学与医学主任Louis Ghanem博士表示，这是因为目前的标准诊断方法和测量治疗效果的方法依赖于内窥镜检查和活检，这对患者来说非常繁琐。定性及主观的疾病活动度衡量标准可能无法准确捕捉疾病负担或治疗效果。
作为免疫学领域的领导者，强生公司开发了一种名为ARGES的新AI工具，该工具可能彻底改变IBD内窥镜评估方式。通过将数据科学与临床专业知识相结合，ARGES为溃疡性结肠炎提供了连续的疾病严重程度评分，超越了传统的Mayo内窥镜亚评分（MES），后者将严重程度分为固定的类别。ARGES的方法可以理解为从简单的标签转向精确的测量，类似于考虑学生随时间的进步而不是简单地给予通过或不通过的成绩。这种更高的细节水平使研究人员能够更准确地确定疾病在结肠中的位置和范围，从而可能导致更有效的治疗策略。
“我们的目标是更好地了解IBD以及如何在中重度UC患者的临床试验中衡量疾病，并设想临床医生可能会使用此类工具来做出最明智的治疗决策。”Ghanem说，他与强生公司的数据科学团队合作创建了ARGES。
为了进一步了解强生公司如何利用ARGES为临床研究人员提供更准确的见解，从而开发更好的IBD治疗选择，接下来我们将深入探讨。
为IBD患者寻找更好的解决方案
过去30年中，IBD治疗的进展已改善了患者的预后，但临床治疗仍存在显著差距，强生公司免疫学部胃肠病学疾病领域负责人Esi Lamousé-Smith博士表示。“我们目前的状况比以前好得多，但仍远未达到我们的最终目标，即开发具有变革性影响的疗法，实现持久缓解，全面恢复肠道健康。”
Ghanem指出，临床研究人员和制药公司在临床试验中需要更精确的IBD严重程度评估。当前的IBD诊断和治疗方法依赖于基于内窥镜的评估，这在临床上广泛应用，但难以衡量内窥镜下疾病严重程度的细微变化——这是研究潜在新疗法时的重要考虑因素。
“通过优化我们能收集和解释的数据，我们可以更清楚地了解结肠中的疾病严重程度及其在治疗过程中的变化，这些信息原本是无法获得的。”Ghanem说，“这将帮助我们更快地识别治疗反应，创新临床试验设计，并更快地为患者带来新药。”
Ghanem补充说，目前的UC评分系统不允许临床试验研究人员确定整个结肠长度上的疾病严重程度差异，也不考虑病变的位置，这可能导致对疾病严重程度及其在结肠中表现方式的变化的误解。
他举例说明，一个最初全结肠受UC疾病活动影响的患者在接受治疗后有90%的结肠得到治愈。根据目前接受的疾病严重程度评分标准，如果未愈合的部分被评为严重，则该患者仍会被归类为“严重”疾病。
“由于当前评分系统缺乏这种细微差别，它无法显示患者的真实改善情况。”Ghanem说，“患者可能感觉更好，血液标志物也在改善，但肠道尚未完全愈合。内窥镜下结肠的外观对胃肠病学家很重要，因为我们认为从长远来看，它预测患者是否会实现持久缓解并拥有更好的生活质量。”
他指出，更准确的内窥镜评分在临床试验中也很重要，因为它可能显著影响药物计划是否被认为成功获得监管机构批准，最终成为可为患者使用的药物。
通过AI推进治疗和精准医疗
ARGES通过使用最新的深度学习和AI技术，在内窥镜视频分析方面取得了关键进展，开发了自动化和增强传统基于内窥镜的疾病评估工具，从而提供更准确的严重程度评分。该工具结合了来自结肠镜检查视频（一种内窥镜检查）的空间和时间信息，使用每个视频帧中的疾病特征以及识别视频片段中的结肠段，帮助临床医生了解整个结肠表面和不同区域的疾病严重程度，提供更敏感和全面的患者治疗进展视图。
Ghanem说，ARGES基于约4000个结肠镜检查视频的超过6000万个单个视频帧进行训练。这些视频是在数千名参与临床试验并进行结肠镜检查的患者知情同意的情况下拍摄的。ARGES使用这些数据不仅重现了MES（基于结肠中最严重受影响部分分配一个评分），还重现了溃疡性结肠炎内窥镜指数（UCEIS）及其相应子组件。此外，为了扩展这些限制性的传统内窥镜评分，ARGES提供了一种新的评分指标（连续MES），该指标捕捉了UC患者结肠内疾病愈合分布的细微模式。Ghanem表示，该工具提供的更精确测量提供了更高的疾病活动度分辨率，而不仅仅是使用“轻度”、“中度”或“重度”等定性类别。
他还提到，连续评分比分类评分提供了更大的灵活性，结果不必局限于单一类别，而是可以在类别之间沿滑动尺度变化，提供更高的精度。
“有了更高的精度，你可以确定微小的变化，并将这些微小变化与其他临床结局指标相关联，以确定这些微小变化是否与治疗药物反应有意义的关系。”Ghanem说。
改进临床试验中的患者识别
Lamousé-Smith表示，ARGES的功能可以帮助强生公司塑造用于临床试验的终点。终点是研究人员预先确定的具体结果，用于衡量治疗的有效性，例如症状改善或更高的缓解率。ARGES可能帮助强生公司开发更有效的疗法，并使临床医生能够更好地对患者进行分类和识别，同时减少试验规模，更快更高效地评估实验性疗法的效果。
“你可以根据基于AI的内窥镜评分对群体进行分层。”Ghanem说，“与其招募1000名非常异质化的患者，你可能只需招募300名按此内窥镜评分分层的患者，也许你会在该亚群中获得更高的疗效。”
与此同时，强生公司将继续在研究环境中部署ARGES，利用该工具努力提供下一代IBD疗法。
“这个项目正好处于强生公司如何看待其在开发新颖、突破性和变革性疗法方面作用的核心位置。”Lamousé-Smith说，“不断挑战自我并推动边界，为患者带来最合适和最好的疗法，这是我们一切工作的核心。”
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