Machine learning-based survival modeling reveals distinct surgical benefits across molecular subtypes in young women with de novo metastatic breast cancer

ليس سرطان الثدي مرضًا واحدًا، بل هو مجموعة من الحالات المختلفة، التي يقود كل منها بيولوجيته الفريدة الخاصة. وعندما ينتشر المرض إلى أجزاء أخرى من الجسم قبل اكتشافه في الثدي، يُسمى ذلك سرطان الثدي النقيلي المبتدئ (de novo). هذه المرحلة خطيرة وغير قابلة للشفاء حاليًا، مما يعني أن الهدف من العلاج هو إدارة المرض، والحفاظ على شعور المرضى بأفضل حال ممكن، وإطالة أعمارهم لأطول فترة يمكن للطب توفيرها. لطالًا ناقش الأطباء ما إذا كان استئصال الورم الأصلي في الثدي يساعد المرضى الذين يعانون بالفعل من السرطان في أماكن أخرى من أجسامهم. تشير بعض الدراسات إلى أن الجراحة قد تساعد، بينما تُظهر دراسات أخرى أنها لا تحدث أي فرق. التحدي يكمن في أن كل مريض مختلف؛ فقد يكون سرطانه مدفوعًا بهرمونات مختلفة، ومنتشرًا في أعضاء مختلفة، ويستجيب للأدوية بطرق فريدة. وبسبب هذا التنوع، فإن القاعدة الواحدة التي تنطبق على الجميع لا تنجح. يحتاج الباحثون إلى وسيلة للنظر في جميع التفاصيل المعقدة لحالة المريض في آن واحد لمعرفة أي العلاجات تفيد أي أشخاص بالفعل.

لقد وضع فريق من الباحثين هدفًا لحل هذا اللغز باستخدام أدوات تعلم حاسوبي متقدمة لتحليل مجموعة ضخمة من السجلات الطبية. لقد نظروا في بيانات لـ 2,605 امرأة دون سن الخمسين تم تشخيص إصابتهن بسرطان الثدي النقيلي بين عامي 2010 و2019. جاءت هذه السجلات من قاعدة بيانات وطنية كبيرة تتبع حالات السرطان في جميع أنحاء الولايات المتحدة. أراد العلماء بناء نموذج حاسوبي يمكنه التنبؤ بمدة بقاء المريضة على قيد الحياة بناءً على نوع ورمها المحدد، ومكان انتشار السرطان، والعلاجات التي تلقّتها. وقد اختبروا ثمانية أنواع مختلفة من الخوارزميات الحاسوبية، وهي برامج رياضية مصممة لإيجاد الأنماط في البيانات. تعمل بعض هذه البرامج عن طريق بناء العديد من أشجار القرار، بينما تستخدم برامج أخرى طرقًا مختلفة لتقدير أهمية العوامل المختلفة. كان الهدف هو إيجاد الطريقة الأكثر دقة للتنبؤ بالبقاء على قيد الحياة، والأهم من ذلك، فهم أي العوامل كانت الأكثر أهمية بدقة.

كشفت النماذج الحاسوبية أن نوع السرطان ومدى انتشاره هما أقوى المتنبئات بمستقبل المريضة. وتحديدًا، كان التركيب البيولوجي للورم ومدى وصوله إلى الجسم أكثر أهمية من أي شيء آخر تقريبًا. ومع ذلك، كانت النتيجة الأكثر إثارة للاهتمام تتعلق بالجراحة؛ فقد أظهر التحليل أن إزالة الورم الأولي في الثدي ساعدت بالفعل المرضى على العيش لفترة أطول، ولكن لمجموعات معينة فقط. عندما قام الباحثون بتعديل الاختلافات الأخرى بين المرضى لضمان مقارنة عادلة، عاشت اللواتي خضعن للجراحة لفترات أطول بشكل ملحوظ من اللواتي لم يخضعن لها. في المتوسط، عاشت المريضات اللواتي خضعن للجراحة حوالي 63 إلى 65 شهرًا، بينما عاشت اللواتي لم يخضعن للجراحة حوالي 37 شهرًا. كان ميزة البقاء على قيد الحياة هذه واضحة ومتسقة عبر البيانات، رغم أنها تفاوتت باختلاف النوع الفرعي.

ومع ذلك، فإن القصة ليست ببساطة "الجراحة دائمًا أفضل". فقد أظهرت النماذج الحاسوبية أن فائدة الجراحة تعتمد بشدة على النوع الجزيئي المحدد للسرطان. بالنسبة للنساء التي كانت أورامهن مدفوعة بكل من الهرمونات وبروتين يسمى HER2، وفر العلاج الجراحي فائدة كبيرة في البقاء على قيد الحياة. وبالمثل، شهدت النساء اللواتي كانت أورامهن مدفوعة ببروتين HER2 فقط أيضًا فائدة واضحة. ومع ذلك، بالنسبة للنساء اللواتي كانت أورامهن مدفوعة بالهرمونات فقط، لم تظهر الجراحة ميزة كبيرة في البقاء على قيد الحياة مقارنة بالعلاج غير الجراحي. يشير هذا إلى أنه بالنسبة لبعض أنواع السرطان، فإن استجابة الجسم للعلاجات الدوائية هي العامل الحاسم، وأن الجراحة لا تضيف قيمة إضافية تذكر. أما بالنسبة للأنواع الأخرى، فيبدو أن إزالة الورم تعمل جنبًا إلى جنب مع العلاجات الأخرى للسيطرة على المرض.

نظر الباحثون أيضًا في مكان انتشار السرطان لمعرفة ما إذا كان ذلك سيغير نتيجة الجراحة. ووجدوا أن النساء اللواتي انتشر فيهن السرطان إلى كل من العظام والكبد كنّ الأكثر استفادة من نوع معين من الجراحة يسمى "جراحة الحفاظ على الثدي"، حيث يتم استئصال جزء فقط من الثدي. في هذه المجموعة المحددة، أدى إزالة جزء فقط من الثدي إلى نتائج أفضل في البقاء على قيد الحياة مقارلة باستئصال الثدي بالكامل. كانت هذه تفصيلة مفاجئة، إذ تعني أنه بالنسبة لبعض المريضات، قد يكون إجراء محلي أقل عدوانية هو الخيار الأذكى. أما بالنسبة لأنماط الانتشار الأخرى، مثل السرطان في الدماغ أو الرئتين، فلم يحدث نوع الجراحة فرقًا كبيرًا في البقاء على قيد الحياة.

وللتأكد من أن هذه النتائج حقيقية وليست مجرد نتيجة لكيفية جمع البيانات، استخدم الباحثون طريقة إحصائية لموازنة المجموعات التي تتم مقارنتها. لقد أخذوا في الاعتبار حقيقة أن الأطباء قد يكونون قد اختاروا إجراء عمليات جراحية للمرضى الأكثر صحة أو أولئك الذين يعانون من مرض أقل حدة. وحتى بعد عملية الموازنة الدقيقة هذه، ظلت النتائج ثابتة: الجراحة ساعدت، ولكن للمرضى المناسبين فقط. كما سلطت الدراسة الضوء على أن عوامل مثل عرق المريضة، وحالتها الاجتماعية، ودرجة ورمها لعبت دورًا في نظرتها المستقبلية، لكن نوع السرطان والقرار بإجراء عملية جراحية كانا أقوى المحركات للبقاء على قيد الحياة.

لا يثبت هذا العمل أن الجراحة هي علاج شافٍ، ولا يوحي بأن كل امرأة شابة مصابة بسرطان الثدي النقيلي يجب أن تخضع لعملية جراحية. بدلاً من ذلك، فإنه يوفر خريطة واضحة للأطباء والمرضى للإبحار في قرار صعب. إنه يوضح أن الفكرة القديمة القائمة على نهج واحد للجميع أصبحت قديمة. ومن خلال استخدام النماذج الحاسوبية للنظر في البيولوجيا المحددة للورم ونمط انتشاره، يمكن للفرق الطبية الآن أن ترى بوضوح من سيستفيد من إزالة الورم الأولي ومن لن يستفيد. وتخلص الدراسة إلى أن مستقبل علاج هذا المرض يكمن في التخصيص، باستخدام البيانات لمطابقة العلاج المناسب للمريضة المناسبة، وضمان أن كل تدخل طبي يقدم أفضل فرصة ممكنة لحياة أطول.