Bagaimana biotek Rusia memulai membantu melawan kanker

Bioinformatika Andrey Afanasyev adalah salah satu pendiri yRisk biotech startup. Dalam sebuah wawancara, Andrei mengatakan teknologi apa yang mereka gunakan untuk menentukan apakah seseorang memiliki kecenderungan terhadap bentuk kanker turunan, bagaimana keadaan dengan bioteknologi di Rusia dan apakah ada pekerjaan untuk para programmer dalam bioteknologi.

Tentang yRisk

Andrey, Anda adalah pendiri laboratorium genetik yRisk, Anda mencari mutasi pada gen dan kecenderungan terhadap onkologi. Tolong beri tahu saya bagaimana hal ini terjadi dalam praktik?

Kami melakukan tes untuk kehadiran apa yang disebut sindrom tumor herediter, ini diterjemahkan menjadi risiko tinggi terkena kanker selama hidup pada usia yang relatif muda, bahkan hingga 50 tahun.

Bagaimana kita melakukan tes ini? Kami mengumpulkan darah dari seseorang dari vena, seperti dalam tes darah normal, kami mengekstraksi DNA dari darah ini, dan kami menganalisis DNA pada perangkat khusus yang disebut sequencer. Banyak data diperoleh dari sequencer, gigabytes dan bahkan puluhan gigabytes per sampel. Kemudian kami menganalisisnya menggunakan algoritma khusus, database, rekomendasi untuk menganalisis data ini dan menghasilkan laporan multi-halaman di mana kami memberi tahu jika ada peningkatan risiko relatif terhadap rata-rata, dan apa yang harus dilakukan dengan mereka jika ada risiko.

Dalam wawancara ini, Andrey berbicara secara rinci tentang sindrom tumor herediter.

Bagaimana ini semua diatur dalam hal teknologi? Bagaimana Anda memproses data ini? Apakah Anda memiliki perangkat lunak sendiri?

Kami memiliki pengalaman menulis perangkat lunak seperti itu di perusahaan terakhir saya, di startup iBinom. Kami membuat layanan cloud untuk pemrosesan bioinformatika dari data sequencer, dan kami memanfaatkan pengalaman kami untuk mengimplementasikan pemrosesan ini untuk diri kami sendiri.

Di iBinom, kami melakukan pemrosesan cloud, menggunakan Amazon S3 sebagai penyimpanan, Amazon Elastic Computing Cloud sebagai node komputasi. Sekarang semuanya bekerja di server lokal, tempat kami menyebarkan serangkaian program bioinformatika.

Pertama, kualitas data input yang berasal dari sequencer dianalisis. Ada program khusus untuk menganalisis kualitas data FastQC: dengan bantuannya, berbagai statistik, distribusi, dan sebagainya dibangun.

Jika kualitas bagus pada tahap ini, maka yang disebut penyelarasan data dilakukan - penyelarasan, atau pemetaan, atau pemetaan. Tidak ada kata Rusia yang mapan. Alignment adalah tugas yang sulit dari sudut pandang perhitungan, dibutuhkan cukup banyak waktu untuk setiap sampel.

Setelah data dipetakan, panggilan varian disebut dilakukan dengan menggunakan berbagai algoritma statistik. Setelah itu, opsi yang ditemukan dijelaskan untuk semua database yang tersedia.

Setelah anotasi, pelat Excel besar dengan opsi dan fungsi diperoleh. Dan di piring Excel besar ini, kita sudah memilih opsi dengan mata kita, menganalisisnya sesuai dengan kriteria ACMG (kriteria American College of Medical Genetics).

Analisis ini tidak lagi dapat diotomatisasi, Anda harus langsung menuju publikasi, membacanya. Jika ada yang tertulis di sana, maka tanda centang dimasukkan, jika tanda centang lain, maka, misalnya tanda centang tidak dimasukkan. Dan ini dilakukan untuk setiap sampel, beberapa ratus catatan harus dilihat secara manual.

Dan di sini, pembelajaran mesin tidak membantu, hanya pekerjaan manual?

Ya, pembelajaran mesin tidak berfungsi di sini, karena artikel yang ditulis oleh orang-orang ditulis dalam bentuk yang dapat dibaca manusia, dan tidak dalam mesin yang dapat dibaca. Kami mencoba memainkan ekstraksi data menggunakan jaringan saraf, menggunakan pendekatan berbeda untuk mendapatkan makna dari teks. Kami melakukan ini dalam kerangka laboratorium untuk analisis fungsional genom 3 tahun yang lalu, tetapi kami melihat bahwa tidak ada kemajuan signifikan yang dibuat di sini.

Dalam biologi, ini umumnya cerita yang cukup penting: data tidak dapat dibaca mesin, dan markup data itu sendiri sangat kompleks. Anda tidak bisa hanya menyewa sekelompok orang yang mengatakan bahwa di sini adalah kucing, dan di sini adalah seekor anjing, di sini ada lampu lalu lintas, dan ini adalah masa transisi. Ini harus dibaca oleh orang-orang yang memiliki pendidikan biologi yang baik.

Ada upaya untuk mengumpulkan database otomatis di sana, tetapi sebagai orang yang menggunakan beberapa pangkalan ini, saya dapat mengatakan bahwa kualitasnya buruk. Cukup sering, orang-orang, secara relatif, membaca sesuatu dalam anotasi, entah bagaimana memahaminya dan menulis, misalnya, bahwa pilihannya bersifat patogen, walaupun Anda membaca teks artikel dan mengatakan dalam teks biasa bahwa itu bukan patogen. Justru sebaliknya. Karena itu, kemungkinan beberapa jenis pemrosesan komputer berakhir di sini, dan Anda harus mencari semua informasi yang relevan dengan mata Anda.

Situs web Anda mengatakan tes ini 99,99% akurat, dan itu terdengar sangat keren. Jika teks ini sangat efektif, mengapa itu tidak dapat dilakukan di rumah sakit biasa?

Tes ini membutuhkan peralatan - sequencer, sequencer masih merupakan instrumen penelitian, dan tes yang kami lakukan adalah penelitian.

Laboratorium medis tidak ingin mengacaukan dengan perangkat penelitian. Ada banyak alasan untuk ini: mulai dari kenyataan bahwa mereka tidak dapat menerima pengembalian pajak, berakhir dengan fakta bahwa mereka beresiko diperiksa oleh Roszdravnadzor untuk reagen atau perangkat yang tidak terdaftar sebagai medis.

Di sini ceritanya sangat sederhana. Tes-tes yang medis oleh hukum dilakukan pada peralatan tua dan reagen lama. Tes yang bukan medis tidak dapat dipasarkan atau dipasarkan dengan cara tertentu. Misalnya, tes non-medis tidak dapat dibeli dengan uang pemerintah yang dialokasikan untuk obat-obatan, atau VHI tidak dapat ditanggung.

Karena itu, kami di sini di garis depan. Bicara bahwa tes seperti kita, berdasarkan urutan generasi baru, harus dibuat medis untuk beberapa waktu, setidaknya empat tahun. Tapi semuanya masih ada.

Apakah ada perkiraan kapan akan tersedia untuk umum?

Saya tidak percaya bahwa di Rusia suatu hari nanti akan tersedia untuk umum. Kadang, mungkin, itu akan terjadi, tetapi tidak dalam waktu dekat pasti. Menteri Kesehatan kami mengatakan bahwa kami memiliki sistem perawatan kesehatan rujukan. Kami memiliki banyak masalah yang lebih mendesak, misalnya, akses dasar ke banyak obat. Jika Anda membaca apa yang ditulis orang dari dana tersebut, Anda dapat melihat bahwa semuanya mengerikan di bidang penyediaan obat-obatan.

Tes ini adalah masalah bagi orang kulit putih. Ketika seseorang baik-baik saja, dia punya uang, dan dia bisa pergi dan melakukannya lagi.

Apakah Anda memiliki rencana untuk mengembangkan sesuatu yang lain?

Kami memiliki rencana terkait dengan berbagai produk untuk keluarga berencana, manajemen kehamilan. Di sini kami ingin bekerja dalam kemitraan dengan klinik lain.

Kami membuat produk awal yang terkait dengan onkologi, dengan harapan bahwa itu adalah permintaan di Rusia, tetapi dalam dua tahun kami menyadari bahwa permintaan untuk itu terlalu tinggi, dan sekarang kami ingin beralih ke produk yang sedikit berbeda.

Ceramah Andrey tentang teori penuaan, hewan berumur panjang, dan obat-obatan yang dapat membantu manusia mengatasi penuaan

Tentang bioinformatika

Apa yang dilakukan bioinformatika di seluruh dunia saat ini? Apa tugas yang paling diterapkan yang dihadapi mereka?

Bioinformatika biasanya disebut orang yang memecahkan beberapa masalah komputasi terapan untuk biologi. Yaitu, tugas yang dihadapi bioinformatika adalah tugas ahli biologi.

Tugas ilmiah yang paling indah adalah kemajuan dalam memahami evolusi dan dalam mengembangkan teori evolusi. Karena dari perbandingan sekuens genom, seseorang dapat memperoleh banyak hal menarik tentang bagaimana evolusi spesies berlangsung, tentang menentukan hubungan beberapa spesies dan lainnya, tentang berbagai pertanyaan tentang akumulasi mutasi, tentang mutasi yang sedikit berbahaya, dan sebagainya. Ini mungkin yang paling menarik dari sudut pandang sains.

Dari sudut pandang hal-hal yang diterapkan, untuk apa bioinformatika sekarang digunakan, itu untuk analisis urutan genomik. Analisis urutan genomik adalah tugas penyakit keturunan atau kanker. Data genom orang yang menderita penyakit keturunan dianalisis untuk menegakkan diagnosis, untuk mengembangkan pengobatan, untuk memahami seberapa sering hal ini terjadi. Ini satu tugas.

Tugas kedua adalah onkologis. Data genom tumor dianalisis dalam upaya untuk memahami mutasi driver apa yang ada, mutasi penumpang mana, mutasi mana yang dapat digunakan untuk mengembangkan terapi baru, bagaimana tumor berkembang, dan variasi tumor apa yang terjadi.

Hal ketiga yaitu genomik populasi. Ini adalah upaya untuk memahami bagaimana kita secara genetik berbeda, apa karakteristik populasi yang berbeda dan apa yang harus dilakukan dengan semua ini.

Apa penemuan terbaru dalam bioinformatika yang sangat mengesankan Anda?

Sulit untuk berbicara tentang penemuan dalam bioinformatika, karena paling sering berhasil di ujung jari Anda. Saya akan mengatakan sesuatu yang lebih dekat dengan kenyataan, karena hal-hal ilmiah tidak mungkin sangat menarik.

Ada karya yang menarik oleh Snyder tentang analisis bioinformatika tentang mikrobioma tubuhnya selama setahun. Hampir setiap hari, ia mengukur bagaimana microbiome-nya berubah, dan menerbitkan data tentang sebaran ini. Itu berubah sepanjang tahun cukup kuat.

Sejak saat itu, data microbiome populasi dapat diharapkan. Sangat menarik bagaimana mikrobioma berbeda berbeda untuk orang yang berbeda sepanjang tahun, tetapi antara satu sama lain, tergantung pada tempat tinggal mereka, gaya hidup dan sejenisnya.

Bagaimana perkembangan bioteknologi di Rusia?

Tentang ini saya hanya bisa berbicara dengan baik atau dengan cara apa pun :) Dalam arti luas, sesuatu sedang terjadi di Rusia. Di sisi medis, tentu saja, sesuatu terjadi juga, tetapi itu jauh lebih kecil dan lebih lambat daripada apa yang terjadi di Amerika Serikat. Mengapa Mari kita jujur, karena pengobatan Rusia kecil dan terbelakang.

Kami praktis tidak memiliki pengembangan obat-obatan kami sendiri. Maksimal yang kami lakukan adalah obat generik dan biosimilar. Hampir semua obat asli dari perkembangan Rusia adalah fuflomycin, yang tidak memiliki bukti efektivitas yang normal. Tentu saja, semuanya sangat menyedihkan di sini.

Kami, sebagai pasar medis yang terisolasi, sangat kecil, kami tidak punya motif khusus di sini. Namun demikian, kami memiliki berbagai perusahaan menarik di persimpangan IT dan bioteknologi. Kenapa mereka ada di sana? Karena kami memiliki banyak spesialis IT yang baik, dan spesialis IT berjuang untuk bioteknologi. Dan ketika mereka memahami bahwa pengguna berikutnya untuk dokter gigi untuk beberapa alasan tidak lepas landas di Rusia atau catatan medis elektronik berikutnya, kadang-kadang mereka mendapatkan ide yang lebih baik.

Saya sangat suka UNIM. Mereka melakukan hal yang cukup sederhana: mereka mendigitalkan histologi. Semua diagnosis kanker dikonfirmasi oleh pemeriksaan histologis. Pemeriksaan histologis adalah ketika sel diambil, diwarnai dengan cara khusus dan diperiksa dengan mikroskop. UNIM mendigitalkan gambar mikroskopis ini dalam resolusi tinggi, dengan pembesaran dan penyimpanan awan.

Dan sekarang bagian histologis tidak dilihat melalui mikroskop, tetapi pada layar komputer, dan bukan satu dokter, tetapi tiga. Dan bukan hanya dokter yang menerima sertifikat dokter, tetapi yang juga menjalani pelatihan internal di UNIM dan lulus ujian, terlepas dari negara. Ini semua secara tajam meningkatkan akurasi diagnosis.

Ini bukan hal yang sangat sulit dari sudut pandang teknologi, tetapi manfaatnya kuat dan keren. Meskipun menyimpan gambar besar juga cukup sulit, tetapi tidak ada keajaiban untuk pembelajaran mesin di sini.

Bisakah Anda memberikan beberapa contoh proyek bioteknologi Rusia yang Anda sukai?

Saya suka apa yang dilakukan orang-orang di Atlas. Mereka melakukan tes genetik. Gagasan awal mereka adalah membuat klinik swasta di mana keputusan juga akan didasarkan pada data pengujian genetik. Awalnya, mereka datang dengan teknologi yang salah untuk pengujian genetik, mengambil pengujian microchip - dari data ini, sedikit informasi medis dapat diperoleh.

Mereka baru-baru ini mengumumkan bahwa mereka membuat produk Complete Genome, sayang, tetapi informasi yang lebih relevan secara medis dapat diperoleh dari produk ini. Saya suka cara mereka melakukan layanan pelanggan, hal-hal visual. Cantik, solid, keren.

Sebagai aturan, produk digital dalam kedokteran di Rusia adalah sesuatu yang bukan teknologi, dangkal, sederhana. Stanislav Sazhin memiliki jejaring sosial lama yang bagus untuk para dokter. Ini adalah kisah yang jelas, karena perusahaan farmasi tidak dapat mengiklankan obat resep seperti itu di Internet, dan mereka hanya dapat beriklan ke dokter. Dan di sini Anda membuat jejaring sosial di mana hanya seorang dokter dapat mendaftar, melampirkan salinan ijazah Anda. Dan di sana Anda dapat memutar iklan perusahaan farmasi. Dan dia baik-baik saja. Secara komersial, ini mungkin salah satu perusahaan paling sukses dalam kedokteran digital. Tapi itu tidak mengejutkan ketika kita membicarakannya.

Atau layanan Zoon - pasar untuk layanan medis. Riwayat digital normal: laboratorium dan klinik memposting deskripsi mereka dan sebagainya. Ini membantu menghasilkan arahan, tetapi sekali lagi, itu tidak menakjubkan.

Ceramah terperinci tentang apa yang sekarang ada di perusahaan bioinformatika di Rusia dan dunia

Mari kita bicara tentang bagian kedua dari kata "bioinformatika." Apa yang berhasil bagi para programmer di bidang bioteknologi? Apakah ada?

Tentu saja Bagaimanapun, seseorang perlu membangun infrastruktur untuk menjalankan semua perangkat lunak bioinformatika kami. Seseorang perlu menulis perangkat lunak bioinformatika baru.

Ada beberapa pendekatan. Yang pertama: untuk mengambil seorang ahli biologi dan mengajarinya cara memprogram, yang kedua: untuk mengambil ilmu komputer dan mengajarinya biologi. Nah dan yang ketiga: mengambil orang itu dan mempelajarinya dan biologi, dan pemrograman. Di sini ceritanya sedemikian rupa sehingga jika Anda mengambil seorang ahli biologi dan mengajarinya cara memprogram, maka hasil yang normal tidak selalu diperoleh. Jika Anda mengambil seorang programmer dan belajar biologi, maka Anda benar-benar mengajarinya analisis data, dan dia dengan cepat masuk ke ilmu data di tempat yang bergaji tinggi.

Jujur saya harus mengatakan bahwa tidak ada tingkat gaji di IT. Di mana-mana akan ada gaji yang lebih rendah. Dan dalam bioinformatika juga, gaji lebih rendah daripada hanya dalam menganalisis data untuk yang digital. Dan ini, tentu saja, adalah masalah, karena banyak orang, sekelompok teman bioinformatika saya telah bekerja, memastikan bahwa mereka mendapatkan uang, dan kembali ke IT. Di sini persaingan tidak dipertahankan. Orang biasanya pergi karena beberapa alasan ideologis, tetapi untuk waktu yang lama mereka tidak menetas pada pertimbangan ideologis ini.

Jika beberapa pengembang memutuskan bahwa ia juga ingin membantu dalam memerangi kanker, lalu apa yang harus ia lakukan, ke mana harus pergi? Atau kemana-mana?

Ya, dia bisa bekerja pada pengenalan gambar, bekerja pada analisis data, mendapatkan keterampilan dan pengalaman yang menarik. Tidak ada perusahaan besar di sini, jadi masih akan ada semacam startup. Jika Anda lelah atau gajinya kecil, Anda selalu bisa kembali.

Tentang mempopulerkan sains

Anda adalah salah satu yang mempopulerkan bioinformatika. Bagaimana dan mengapa Anda mulai melakukan ini?

Saya mulai melakukan ini karena saya menyukainya. Saya suka berbicara, saya suka berbicara, berbicara dengan penonton, untuk menyampaikan beberapa ide saya. Saya senang, jadi saya melakukannya.

Saya mulai dengan Science Slam pada 2014, orang-orang mengundang saya untuk berbicara dan mengatakan bahwa setelah ini hidup Anda akan berubah dan tidak akan sama seperti sebelumnya. Jangan tertipu :)

Mereka hebat, yang memberikan pembicara pemula segera berada di kelas yang paling ramah dan hangat. Menyentuh, dan setelah itu saya ingin terus berbicara.

Penampilan yang sama di Science Slam, yang memulai cinta mempopulerkan sains

Apakah Anda merasa minat pada topik ini semakin berkembang?

Saya kira begitu. Hal-hal yang berkaitan dengan pelatihan dan hiburan - mereka, tentu saja, sedang meningkat. Ini terlihat baik dalam jumlah kursus yang saya dan teman saya ambil, dan dalam jumlah kuliah yang ada, dan dalam jumlah orang yang memanggil saya untuk berbicara.

Ketika dimulai, saya merasa bahwa ini adalah semacam topik kutu buku, dan sekarang saya melihat bahwa ini adalah arus utama yang paling lengkap. Orang-orang suka berkeliling dan bertanya. Saya sendiri suka belajar melalui komunikasi dengan orang-orang, saya juga suka membaca buku, tetapi yang terbaik adalah dengan cepat memasukkan topik dalam semacam kontak manusia. Dan saya sangat senang bahwa semua ini berkembang.

Perlahan, orang bahkan bisa mengatakan pasar ilmiah. Ini tidak lagi menjadi kegiatan bagi mahasiswa pascasarjana di waktu luang mereka.

Seringkali Anda tampil di Moskow?

Tentu saja! Saya terus-menerus dan dengan senang hati berbicara di berbagai kota. Hanya tahun ini saya tampil di Nizhny Novgorod, Tver, Yekaterinburg, Krasnoyarsk, St. Petersburg, Novosibirsk, di kota Plyos. Selama beberapa tahun terakhir, itu juga Murmansk, Chelyabinsk, Tyumen, Bratsk, Sayanogorsk, Vladivostok.

Bagaimana dengan popularisasi di daerah?

Di daerah, semuanya baik-baik saja. Saya punya teman, Misha Kaptyug, dia sedang mengerjakan proyek "Kota Cerdas", dia sekarang memiliki jangkauan - sekitar setengah dari semua wilayah. Ini adalah pertunjukan sains untuk anak-anak, tetapi sebenarnya untuk seluruh keluarga. Dan semuanya berjalan baik dengan mereka.

Artinya, topik ini jauh dari hanya Moskow, topik ini bergerak di daerah, dan bergerak dari sisi yang sama sekali berbeda. Saya sering berkolaborasi dengan pusat informasi energi atom favorit saya - ICAE, ini adalah proyek Rosatom tentang mempopulerkan sains. Artinya, ini bukan tentang mempopulerkan atom dan pencapaian ilmuwan atom, mereka memanggil semua orang, mengorganisir festival sains, dan, sementara itu, menunjukkan bahwa Rosatom Corporation adalah untuk kebaikan. Ini, menurut saya, adalah salah satu contoh bagus dari proyek perusahaan.

Nah, di banyak kota ada orang lokal yang mengatur dan mempromosikan semuanya. Misalnya, komunitas yang sangat keren di Tver, mereka bahkan mulai menerbitkan majalah. Di Yekaterinburg ada Pusat Yeltsin yang luar biasa, tempat banyak acara berlangsung, dan seluruh pertemuan ilmiah juga berlangsung di sana.

Secara umum, ada permintaan, ada permintaan untuk saya sebagai dosen, dan saya sangat senang bahwa ada beberapa gerakan di semua daerah.

24 Januari, Andrei akan berbicara pada konferensi tentang hubungan IT dan sains Mieloconf . Andrei akan memberi tahu Anda apa yang sebenarnya bisa Anda pelajari dari tes genetika dan bagaimana bekerja dengan data dalam genetika.

Ayo berkenalan!