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預防勝治療,這家加州新創用AI幫你提早診斷全身性紅斑狼瘡

翻攝自HealthTell官方網站

本文摘自《AI創世紀: 即將來臨的超級人工智慧時代》,寶鼎出版

有一些力求創新的新創公司就和尋求演算建模途徑來找出炎症性腸病療法的研究人員一樣,未來也打算用AI系統來開發診斷工具,以利診治另一種成因不明的自體免疫疾病「狼瘡」(lupus),譬如位於加州聖拉蒙(San Ramon)的HealthTell 公司。

狼瘡是自體免疫系統攻擊體內組織與器官所導致的疾病,這種疾病一開始很容易造成誤診,要到體內器官受到了嚴重損害才進行治療,對患者而言是很悲哀的事情。

讓AI預測人體是否即將要生病

我最近和HealthTell創辦人比爾・科爾斯頓(Bill Colston)談到醫學界對此疾病的診斷現況,以及將來人工智慧如何增強這方面的能力。HealthTell 的技術已經從原本相對簡單的基因檢測躍升為診斷測試(diagnostic test),能夠廣泛地檢驗免疫系統的狀況。

科爾斯頓向我表示:「研究人員最近才知道,經過數百萬年的進化之後,免疫系統在處理疾病時會產生獨特又難以捉摸的反應。隨著疾病的不同,這種反應也會有所不同。」他在HealthTell研發的技術,著重的並不是直接查出病因,而是設法檢測人體對這些疾病的「反應」。免疫系統碰到病原體(pathogen)時,會立即做出反應,也就是病患體內會出現大量抗體(antibody),相對而言就很容易偵測到疾病的跡象,同時也能呈現身體的整體狀況。

「以今日的診斷來講,人不是『生病』就是『健康』這二種狀態,」科爾斯頓解釋說。「要是生病了就去看醫師。但我們發現這並不是疾病的進程。疾病是經過一段長時間的演變,然後身體開始抵抗疾病,等到疾病占了上風,人就生病了。我覺得AI系統若是能預測人何時會落在這段從健康到生病的進程,就真的會變得很有意思。」

科爾斯頓和他的HealthTell團隊確信,檢測免疫反應和諸如代謝物(metabolite)、蛋白質及基因組(genome)之類的生物標記(biomarker)—這些具有清掃體內功能的物質未必和疾病型態有關—是掌握身體整體狀態的最佳途徑。

「目前,」科爾斯頓告訴我:「我們都是等到人真的生病了再去處理疾病,一直到疾病消失為止或是出現其他糟糕的狀況。我們應當要做的其實是設法搶得先機,及早開發更好的療法或是改善生活習慣。若能開發便宜又可擴大規模的診斷方式,每個病患只要花10或15美元自行定期檢測的話,就可以把收集到的資料餵給某種AI系統,由系統來預測身體的變化狀態。」

他認為系統所提供的資訊,可讓病患有能力在被疾病擊倒前先一步做出改變。自體免疫疾病就像很多文明病一樣,只要及早因應,便能制敵機先。

AI時代能掌握各項身體數據,在即將生病時可以及早預防。
Khakimullin Aleksandr via Shutterstock

科爾斯頓所說的系統可能要十年後才會出現,但是從IBM的華生系統已經可以看出一些端倪,該系統正是使用人工智慧來加強診斷(diagnostic)。不過,這種能夠將科爾斯頓的技術發揮到極致的系統,有一個很大的障礙致使它難以落實,那就是資料太少。舉例來說,AI 應用於自駕車領域之所以成效斐然,是因為內嵌在車體內外及周遭環境中的感測器可即時產生數千筆測量資料。但是就人體來說,我們尚無法取得足夠的資料點來預測身體未來的狀況,也沒有清楚明確的結果可用來訓練AI系統。

先開發出測量系統乃HealthTell當務之急的挑戰,而科爾斯頓的技術也已經準備好應戰。誠如深度學習演算法的例子所顯示的,一旦有了足夠的資料,也就是針對足夠的大量人口測量一段長時間後,就可以收集到深度與廣度兼具的資料,好透過機器學習來求得精準的診斷結果。

AI取代醫生的時代會來臨嗎?

科爾斯頓所憧憬的AI未來,不會有醫師完全被電腦取代這回事,而是AI用豐富的資訊來增強人類智慧。「AI有了大陣仗的智慧型感測器和掌握各種療法之後,就能夠提供持續性的縱向資料 ,供醫師做出精準的診斷,」科爾斯頓表示。「這使得醫師更容易判斷病人究竟何時應該來做治療。現今診斷疾病的方式還是很粗略,醫師想必一定很高興可以接觸到更多這一類資訊。」

科爾斯頓深信,使用尖端的AI診斷系統可以扭轉這種趨勢,提升一些基本層面的效率,讓主治醫師有更多時間瞭解病患,因為AI系統可輔助他們解讀複雜的資料,同時又能讓他們將這些資料與其他有類似症狀的病患做比較。

當然,就和其他很多領域會面臨到的狀況一樣,醫學界利用AI增強人類能力也引發了社會的焦慮。有人害怕醫學界的人性因素,也就是實際的照護與治療工作會被冷冰冰的科技方案取代。科爾斯頓曾在美國負責核子武器設計的二大單位之一「勞倫斯利弗莫爾國家實驗室」(Lawrence Livermore National Laboratory)擔任研究員20年〔另一個單位是「洛斯阿拉莫斯國家實驗室」(Los Alamos National Laboratory)〕,負責設計能夠打擊生化恐攻活動的技術。有了設計新反恐技術的經驗,使他堅信社會對AI 的恐懼都是受到誤導所致。

真正的科技絕對不邪惡,」科爾斯頓對我表示。他提到最近在產前唐氏症(Down syndrome)檢測的技術突破,讓孕婦有了「羊膜穿刺」(amniocentesis)以外的選擇。「一開始只用一滴血來檢測唐氏症、而不是用脊椎穿刺針抽取羊水的時候,很多人都說這不是好事,因為準父母會為了胎兒被迫作道德抉擇。但現在已經有了測量結果:過去的侵入式檢測法可能有害胎兒和母體。如今有了新的檢測法,就能以更安全的方式取得所需資訊。」

資訊多一點總不是壞事,真正的重點在於如何處理這些資訊。
HealthTell 創辦人比爾・科爾斯頓(Bill Colston)

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