Store data - store muligheter innen persontilpasset medisin

Big data har vært stort innen dataanalyse en stund. Nå kan Big Registry Data bli det neste store – og helt i front står et unikt samarbeid mellom amerikanske og norske forskere, med ambisjon om å forebygge kreft ved hjelp fra supercomputere og maskinlæring.

 Publisert 26.09.2018

sierra supercomputer llnl

I USA finnes noen av verdens kraftigste datamaskiner. I Norge finnes noen av verdens beste og mest komplette helseregistre og kreftdata. I et ambisiøst prosjekt forener forskere de norske registerdataene med superdatamaskinene ved Lawrence Livermore National Laboratory (LLNL) utenfor San Fransisco.

– Lawrence Livermore ønsker å benytte eksisterende datakraft og utvikle metoder som kan brukes innenfor medisin og kreftforskning. Vi vil fremme og utvikle metoder som krever stor datakraft og statistisk kompetanse. Derfor passer persontilpasset medisin svært godt inn i porteføljen vår. Dette er en vinn-vinn-kombinasjon for begge parter, sier Ana Paula de Oliveira Sales, computer scientist ved Lawrence Livermore National Laboratory.

I oppstarten av prosjektet har forskerne særlig konsentrert seg om å kunne analysere dataene på en sikker måte, og sørge for at personvern og pasientsikkerhet blir ivaretatt etter alle kunstens regler.

Nå har de i tillegg kommet i gang med analyser av faktiske data. Foreløpige resultater viser at algoritmene klarer å forutsi svært presist hvordan det går med pasientene et gitt antall år etter diagnose, blant annet basert på karakteristikker ved svulsten og annen informasjon om pasienten.

Ana Paula de Oliveira Sales, forsker ved LLNL, sier at presisjonsmedisin har mye å hente på å utnytte potensialet kombinasjonen mellom gode helseregistre og stor datakraft.

Nå vil forskere forsøke å utvikle et mer persontilpasset screeningprogram mot livmorhalskreft

– Livmorhalskreftforebygging er et perfekt utgangspunkt for å utvikle skalerbare og dynamiske modeller for screening, mener forsker Mari Nygård ved Kreftregisteret.

Konseptet med masseundersøkelser ble utviklet på 1960-tallet, da kunnskapen om livmorhalskreft var begrenset sammenlignet med det vi vet i dag.

– Nye teknologier har kommet til, der vi kan forutsi kreftrisiko med enda større treffsikkerhet enn celleprøvene har gjort. Kunnskapen om HPV-infeksjon og HPV-vaksinasjon er spesielt viktig, sier hun.

Et fleksibelt program må kunne levere et opplegg for sikker og balansert screening til kvinner, der alle med lik risiko får lik oppfølging.

– Her kan dataassisterte algoritmer være av stor nytte, og med datakraften fra Lawrence Livermore er det mulig å finne mønstre for hvem som rammes av livmorhalskreft, sier Jan F. Nygård, leder for registerinformatikkavdelingen ved Kreftregisteret.

Mønstergjenkjenning, maskinlæring og tidsseriestatistikk er deler av strategien for å forbedre presisjonsmedisinen og forbedre utfallet for pasienter som blir rammet av livmorhalskreft.

– Supercomputere og maskinlæring gir en bedre mulighet for å analysere registerdata enn tradisjonell epidemiologisk forskning, og vi kan oppdage tidligere ukjente mønstre og sammenhenger i registerdata, sier han.

Nylig var prosjektdeltakere og andre støttespillere samlet i Oslo for å diskutere status og videre framdrift i prosjektet.

Stort behov for mer kunnskap om nye medisiner

Ny kunnskap av denne typen vil på sikt kunne få betydning for hvordan man velger å behandle og følge opp pasientene.

– Et annet felt der det særlig er et stort behov for mer kunnskap, er bruk av de nye, dyre, persontilpassede medisinene. Per i dag vet vi alt for lite om hvordan de fungerer, og hvem som har god effekt av dem, men med våre registre og kraften i supercomputere, så ligger det et klart potensiale åpent foran oss, sier Giske Ursin, direktør i Kreftregisteret.

Følger prosjektet tett

– Vi har allerede høstet de fleste lavthengende fruktene innen kreftforskning. Nå er vi er nødt til å bli enda mer ambisiøse, sier John-Arne Røttingen, direktør i Norges Forskningsråd.

Han er en av dem som følger nøye med på hvordan dette prosjektet utvikler seg.

Røttingen slår fast at persontilpasset medisin er et løfterikt og spennende fagfelt. Som direktør i Forskningsrådet ser han også at det etter hvert finnes mange sterke forskningsmiljøer på kreft i Norge, men påpeker at verken vi eller andre kan løse problemene vi står overfor som individuelle land.

– Og i dette prosjektet ligger det en fabelaktig mulighet for samarbeid, både på tvers av fag og av landegrenser, sier han.

Også USAs ambassadør til Norge, Kenneth J. Braithwaite, er imponert over det norsk-amerikanske samarbeidet, og mener det er et eksempel til etterfølgelse.

– Som vi sa i marinen – ingen mann kan alene få skipet ut av havna. Sånn er det med kreftforskning av dette kaliberet også. Gode, tverrfaglige, internasjonale samarbeid er helt avgjørende hvis vi skal greie å minimere kreftbyrden, sier han.

Personvern og sikkerhet foran alt

Når verdens beste kreftdata er i Norge, mens verdens kraftigste datamaskiner befinner seg i USA, er det altså nødvendig med et samarbeid på tvers av landegrensene i håpet om å komme fram til banebrytende, ny kunnskap.

Forskerne i prosjektet har lagt ned et stort arbeid i å behandle dataene trygt og sikkert, og på en måte som er i tråd med alt av lover og reguleringer.

De har utviklet strategier for å beskytte sensitiv informasjon og etablere et sikkert analysemiljø, inkludert omkretssikkerhet (som brannmur), kryptering av nettverk og datalagring, og datarestriksjoner (for eksempel hvor mye informasjon brukeren kan se på en gang).

– Erfaringene vi gjør oss i dette prosjektet kan også bli svært vesentlige for andre forskere som ønsker å forske på persondata uten å sette personvernet på spill, sier direktør Giske Ursin i Kreftregisteret.

Les mer på prosjektsidene