scholarly journals Ανάπτυξη αλγορίθμων υπολογιστικής νοημοσύνης και ευφυών συστημάτων εκτίμησης κινδύνου και υποστήριξης κλινικής απόφασης για την έγκαιρη διάγνωση και την εξατομικευμένη διαχείριση γυναικών με ενδοεπιθηλιακές αλλοιώσεις τραχήλου μήτρας

2017 ◽  
Author(s):  
Παναγιώτης Μπούντρης
Keyword(s):  
Human Papillomavirus ◽  
Dna Testing ◽  
Hpv Dna ◽  
Hpv E6 ◽  
Hpv Dna Testing

Ο καρκίνος του τραχήλου της μήτρας (CxCa) αποτελεί τον δεύτερο συχνότερο καρκίνο και τη δεύτερη συχνότερη αιτία θανάτου από καρκίνο παγκοσμίως στις γυναίκες μεταξύ 15 και 44 ετών. Η εμμένουσα λοίμωξη από ογκογόνο τύπο του ιού των ανθρωπίνων θηλωμάτων (Human Papillomavirus, HPV) αποτελεί τον βασικό αιτιολογικό παράγοντα εμφάνισης και εξέλιξης της νόσου. Η HPV λοίμωξη αποτελεί τη συχνότερη σεξουαλικώς μεταδιδόμενη λοίμωξη, ωστόσο στο 90% των περιπτώσεων αυτή υποστρέφει αυτόματα. Το τεστ Παπανικολάου (Παπ τεστ) αποτελεί εδώ και 60 χρόνια το πλέον αξιόλογο μέσο για τον προληπτικό πληθυσμιακό έλεγχο (screening) του CxCa. Εντούτοις, η αξιολόγηση των κολποτραχηλικών επιχρισμάτων είναι μία εργασία που απαιτεί κόπο, επηρεάζεται από τον υποκειμενικό παράγοντα και είναι αντικείμενο διαγνωστικού λάθους. Ως αποτέλεσμα, πολλές περιπτώσεις CxCa οφείλονται σε υποεκτίμηση των αλλοιώσεων που παρατηρούνται στην κυτταρολογική εξέταση. Σήμερα διαθέτουμε ποικίλες καινοτόμες μοριακές δοκιμασίες και βιοδείκτες που στοχεύουν στη βελτίωση της πρόληψης, είτε αντικαθιστώντας το Παπ τεστ, είτε λειτουργώντας επικουρικά για την υποστήριξη της διάγνωσης. Οι σημαντικότερες από αυτές βασίζονται στην ανίχνευση του ιού HPV (HPV DNA testing), στην ανίχνευση της έκφρασης E6/E7 mRNA HPV τύπων υψηλού κινδύνου (HPV E6/E7 mRNA testing), καθώς και σε ανοσοκυτταροχημικές τεχνικές, όπως η υπερέκφραση της p16INK4a. Ωστόσο, κάθε μια από τις διαθέσιμες δοκιμασίες παρουσιάζει τη δική της απόδοση και τα δικά της πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα, ενώ όλες πάσχουν από το φαινόμενο της χαμηλής ειδικότητας όταν παρουσιάζουν υψηλή ευαισθησία ή της χαμηλής ευαισθησίας όταν παρουσιάζουν υψηλή ειδικότητα. Επιπλέον, οι προσπάθειες που έχουν γίνει για τον συνδυασμό τους δεν έχουν οδηγήσει μέχρι στιγμής σε επιθυμητά αποτελέσματα. Ως εκ τούτου, ακόμα και σήμερα, δεν υπάρχει μια ιδανική μέθοδος για τον αποδοτικό πληθυσμιακό έλεγχο και την αποτελεσματική διαχείριση των γυναικών με παθολογικό screening τραχήλου. Ένα σημαντικό ποσοστό χαμηλόβαθμων κυτταρολογικών αλλοιώσεων (ASCUS ή LSIL) υποκρύπτει υψηλόβαθμες τραχηλικές ενδοεπιθηλιακές νεοπλασίες (CIN2/3). Οι γυναίκες αυτές βρίσκονται σε πραγματικό κίνδυνο ανάπτυξης CxCa. Η επικρατούσα πρακτική ορίζει ότι τα περιστατικά με χαμηλόβαθμες αλλοιώσεις τίθενται υπό συστηματική παρακολούθηση, καθώς το μεγαλύτερο ποσοστό αυτών υποστρέφει, ενώ μόνο τα περιστατικά με υψηλόβαθμες αλλοιώσεις ή καρκίνο (CIN2+) απαιτούν άμεση θεραπεία. Σήμερα, οι ευρέως αποδεκτές επιλογές στη διαχείριση των ASCUS/LSIL είναι είτε η άμεση παραπομπή σε κολποσκόπηση, είτε η συστηματική παρακολούθηση με Παπ τεστ. Η πολιτική της άμεσης παραπομπής μπορεί να οδηγήσει σε υπερφόρτωση των κλινικών κολποσκόπησης, καθώς και σε περιττές θεραπείες λόγω ανεπαίσθητων κολποσκοπικών ευρημάτων. Από την άλλη πλευρά, η πολιτική του επαναλαμβανόμενου Παπ τεστ εμπεριέχει τον κίνδυνο να μην εντοπιστεί μια υψηλού βαθμού αλλοίωση, ενώ αυξάνει το ψυχολογικό φορτίο των γυναικών, τα ποσοστά μη συμμόρφωσης, και το κόστος των οργανωμένων προγραμμάτων προσυμπτωματικού ελέγχου. Σκοπός της παρούσας διδακτορικής διατριβής είναι η ανάπτυξη αλγορίθμων υπολογιστικής νοημοσύνης και ευφυών συστημάτων εκτίμησης κινδύνου και υποστήριξης κλινικής απόφασης (CDSS) για την εξατομικευμένη διαχείριση γυναικών με παθολογία τραχήλου και την έγκαιρη και έγκυρη ανίχνευση αυτών που βρίσκονται σε κίνδυνο ανάπτυξης CxCa. Η διατριβή βασίστηκε σε έναν πληθυσμό παραπομπής σε κολποσκόπηση 740 γυναικών, για τις οποίες υπήρχαν διαθέσιμα τα αποτελέσματα των πέντε σημαντικότερων και πιο ευρέως χρησιμοποιούμενων δοκιμασιών για τον CxCa (ThinPrep Παπ τεστ, HPV DNA full genotyping test, HPV E6/E7 mRNA 5-type genotyping test, HR-HPV E6/E7 mRNA test και p16INK4a), καθώς και το αποτέλεσμα της ιστολογικής εξέτασης. Για την ανάλυση και επεξεργασία των δεδομένων αναπτύχθηκε και δοκιμάστηκε πληθώρα αλγορίθμων υπολογιστικής νοημοσύνης, όπως τεχνητά νευρωνικά δίκτυα, Μπεϋζιανά δίκτυα, τυχαία δάση, γενετικοί αλγόριθμοι, καθώς και εξελιγμένες τεχνικές επιλογής χαρακτηριστικών και εξόρυξης γνώσης. Η εργασία αυτή οδήγησε στην κατασκευή διαφόρων ευφυών μοντέλων, τα οποία μέσω του συνδυασμού των αποτελεσμάτων των δοκιμασιών έχουν τη δυνατότητα να παρέχουν στους κλινικούς ιατρούς προβλέψεις για τη διαγνωστική έκβαση και να προσδιορίζουν με υψηλή ακρίβεια τις γυναίκες που βρίσκονται σε πραγματικό κίνδυνο ανάπτυξης καρκίνου. Συνδυάζοντας τις πέντε προαναφερόμενες δοκιμασίες, το CDSS Τεχνητών Νευρωνικών Δικτύων παρουσίασε σημαντικά υψηλότερη απόδοση συγκριτικά με τις υπό μελέτη δοκιμασίες στην ανίχνευση CIN2+, ενώ ταυτόχρονα κατάφερε να προσδιορίσει με μεγάλη ακρίβεια την πραγματική κατάσταση κάθε γυναίκας. Το CDSS Σταθμισμένων Τυχαίων Δασών έχει τη δυνατότητα εξαγωγής αποτελεσμάτων για οποιονδήποτε συνδυασμό των προαναφερόμενων δοκιμασιών, ενώ ταυτόχρονα εξάγει την εκτίμηση του κινδύνου παρουσίας προκαρκινικών αλλοιώσεων και ανάπτυξης CxCa. Επιπροσθέτως, αναπτύχθηκε ένα καινοτόμο πλαίσιο υβριδικών γενετικών αλγορίθμων, ονομαζόμενο Μήτρες Γενετικών Αλγορίθμων (ΜΓΑ), το οποίο στοχεύει στην εύρεση της ολικά βέλτιστης λύσης ενός προβλήματος ταξινόμησης, δηλαδή στην ταυτόχρονη εύρεση του βέλτιστου μοντέλου ταξινόμησης, των βέλτιστων παραμέτρων αυτού και του βέλτιστου διανύσματος χαρακτηριστικών. Εφαρμόζοντας ένα σύνολο οκτώ μητρών διαφορετικών ταξινομητών, εξήχθη ένα βέλτιστο μοντέλο ταξινόμησης, το οποίο παρουσιάζει ταυτόχρονα υψηλή ευαισθησία (88.9%), υψηλή ειδικότητα (93.5%), υψηλή θετική προγνωστική αξία (80%) και υψηλή αρνητική προγνωστική αξία (96.8%) στην ανίχνευση CIN2+. Η υψηλή και ισορροπημένη απόδοση του μοντέλου σε συνδυασμό με τη δυνατότητα εξαγωγής εκτιμήσεων κινδύνου για CIN2+ και επεξεργασίας περιστατικών με ελλιπή αποτελέσματα εξετάσεων, το καθιστούν ως ένα σύστημα που μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη βέλτιστη εξατομικευμένη διαχείριση γυναικών με παθολογικό screening τραχήλου. Επίσης, διερευνήθηκε η χρησιμότητα δεδομένων τρόπου ζωής (lifestyle). Μέσω της εφαρμογής του πλαισίου ΜΓΑ, κατασκευάστηκε ένα ευφυές μοντέλο το οποίο συνδυάζει δεδομένα κυτταρολογίας, HPV DNA και lifestyle. Το συγκεκριμένο μοντέλο επέδειξε υψηλότερη απόδοση στην ανίχνευση CIN2+ συγκριτικά με τις χρησιμοποιούμενες δοκιμασίες. Πέρα από την ανάπτυξη των ευφυών μοντέλων, η ανάλυση των δεδομένων με χρήση τεχνικών εξόρυξης γνώσης οδήγησε σε νέα γνώση επί των συσχετίσεων και της σημαντικότητας των δοκιμασιών στην ανίχνευση CIN2+. Μέσω της εφαρμογής Μπεϋζιανής Συμπερασματολογίας αξιολογήθηκαν διάφορες συνδυαστικές προσεγγίσεις των δοκιμασιών, οδηγώντας στην εύρεση μιας βέλτιστης στρατηγικής διαχείρισης γυναικών με παθολογικό screening τραχήλου. Η εργασία αυτή οδήγησε επίσης στην εισαγωγή ενός νέου μέτρου αξιολόγησης: την ευρωστία των ιατρικών δοκιμασιών. Τέλος, κατασκευάστηκε μια διαδικτυακή πλατφόρμα, η οποία ενσωματώνοντας τα ευφυή μοντέλα λειτουργεί ως ένα ολοκληρωμένο διαδικτυακό CDSS για τον CxCa (CxCaDSS). Μέσω της εξαγωγής εκτιμήσεων κινδύνου, τα ευφυή μοντέλα μπορούν να υποστηρίξουν τους κλινικούς ιατρούς στην έγκαιρη ανίχνευση, παρακολούθηση και εξατομικευμένη διαχείριση γυναικών που βρίσκονται σε κίνδυνο υπόκρυψης, ανάπτυξης ή υποτροπής CIN2+. Με τον τρόπο αυτό, τα παρουσιαζόμενα συστήματα αποσκοπούν στη βελτίωση της πρόληψης, στην υποστήριξη της παρακολούθησης και θεραπείας γυναικών με υπόνοια CIN2+, καθώς και στην υποστήριξη λήψης απόφασης στο στάδιο της παρακολούθησης μετά από θεραπεία.

scholarly journals Comparison Between HPV DNA Testing and HPV E6/E7 MRNA Testing in Women with Squamous Cell Abnormalities of the Uterine Cervix

PRILOZI ◽  
2019 ◽  
Vol 40 (1) ◽  
pp. 51-58 ◽  
Author(s):  
Drage Dabeski ◽  
Sotirija Duvlis ◽  
Neli Basheska ◽  
Vesna Antovska ◽  
Marjan Stojovski ◽  
...  
Keyword(s):  
Human Papillomavirus ◽  
Positive Predictive Value ◽  
Squamous Cell ◽  
Uterine Cervix ◽  
Predictive Value ◽  
Invasive Squamous Cell Carcinoma ◽  
Dna Testing ◽  
Hpv Dna ◽  
Hpv E6 ◽  
Hpv Dna Testing

Abstract Introduction: The aim of the study was to compare the results of two human papillomavirus (HPV) diagnostic techniques: human papillomavirus deoxyribonucleic acid (HPV DNA) testing and human papillomavirus E6/E7 messenger ribonucleic acid (HPV E6/E7 mRNA) testing in women with squamous cell abnormalities of the uterine cervix. Material and Methods: Comparative prospective study, conducted in the period from January 2016 to June 2017 of 128 sexually active women, age groups of 20 to 59 years (40.50 ± 10.85) with squamous cell abnormalities on the cervical cytology. All patients were subject to: HPV DNA testing, HPV E6/E7 mRNA testing and colposcopic cervical biopsy with endocervical curettage for histopathologycal analysis. HPV DNA testing was done using multiplex polymerase chain reaction (PCR) and reverse hybridization methods. HPV E6/E7 mRNA testing was done using real-time PCR method. Results: Data analysis showed an association between the results of HPV DNA testing and HPV E6/E7 mRNA testing (p˂0.0001). The concordance between the results of both tests was moderate (55.47%). The results show that HPV E6/E7 mRNA testing had a higer specificity 88.89% and positive predictive value (PPV) 93.59% for HSIL + invasive squamous cell carcinoma compared to HPV DNA testing that had specificity of 55.56% and PPV 84.61%, respectively. Conclusion: The results of our study suggested that HPV E6/E7 mRNA testing is more specific and has a higher positive predictive value than HPV DNA testing and that viral oncoproteins E6 and E7 are superior biomarkers for the detection of high-risk HPV-associated squamous intraepithelial lesions of the uterine cervix.

scholarly journals Comparison of Human Papillomavirus Detection in Urine and Cervical Samples Using High-Risk HPV DNA Testing in Northern Thailand

2016 ◽  
Vol 2016 ◽  
pp. 1-8 ◽  
Author(s):  
Surapan Khunamornpong ◽  
Jongkolnee Settakorn ◽  
Kornkanok Sukpan ◽  
Suree Lekawanvijit ◽  
Narisara Katruang ◽  
...  
Keyword(s):  
Human Papillomavirus ◽  
High Risk ◽  
Hpv Testing ◽  
Dna Testing ◽  
Northern Thailand ◽  
Cervical Sample ◽  
Hpv Dna ◽  
Hpv Dna Testing ◽  
Hpv Test ◽  
High Risk Hpv

Objective. To evaluate the performance of high-risk human papillomavirus (HPV) DNA testing in urine samples compared to that of cervical sample testing in Northern Thailand. Methods. Paired urine and cervical samples were collected during the follow-up of women with a previous positive HPV test. HPV testing was performed using the Cobas 4800 HPV Test. Linear Array assay was used for genotyping in selected cases. Results. Paired urine and cervical samples were obtained from 168 women. Of 123 paired samples with valid results, agreement in the detection of high-risk HPV DNA was present in 106 cases (86.2%), with a kappa statistic of 0.65 (substantial agreement). Using the cervical HPV results as a reference, the sensitivity of urine HPV testing was 68.6% (24/35) and the specificity 93.2% (82/88). For the detection of histologic high-grade squamous intraepithelial lesion or worse (HSIL+), the sensitivity of urine HPV testing was 80.0% (4/5) and the specificity 78.0% (92/118). Conclusion. Although urine HPV testing had a rather low sensitivity for HPV detection, its sensitivity for histologic HSIL+ detection was high. For clinical use of urine HPV testing, standardization of specimen collection and processing techniques or application of a more sensitive test, especially in the detection of HPV52 and HPV58, is necessary.

The evaluation of human papillomavirus DNA testing in primary screening for cervical lesions in a large Japanese population

2006 ◽  
Vol 16 (3) ◽  
pp. 1007-1013 ◽  
Author(s):  
M. Inoue ◽  
J. Sakaguchi ◽  
T. Sasagawa ◽  
M. Tango
Keyword(s):  
Human Papillomavirus ◽  
High Risk ◽  
Single Type ◽  
Dna Testing ◽  
Cervical Lesions ◽  
Papanicolaou Test ◽  
Histologic Diagnosis ◽  
Hpv Dna ◽  
Hpv Dna Testing ◽  
High Risk Hpv

To examine the utility of human papillomavirus (HPV) DNA testing for the screening of cervical cancer and its precursors, a prospective cohort study was performed in which a total of 8156 women with a median age of 36 years were enrolled. Two smear samples scraped from the uterine cervix were served for Papanicolaou test and HPV DNA testing (Hybrid Capture-II system). HPV-positive samples were further examined for HPV subtype using a DNA microarry chip. Women with cytologic abnormality or those with high-risk HPV DNA were further examined by colposcopy to determine histologic diagnosis. High-risk HPV DNA was detected in 11% of the general population, with higher prevalence of specific types, including 52, 16, 58, 51, 56, and 18. As expected, younger women were likely to have increased frequency of HPV infection. Notably, HPV DNA testing detected all 45 cases of cervical intraepithelial neoplasia (CIN) 3, while cytologic findings were negative in 6 of these cases. It is of particular interest that CIN was commonly associated with multiple HPV types, while invasive cancers had a single type of HPV. In terms of both sensitivity and positive predictive value in detecting the CIN, HPV DNA testing is superior to cytology. However, most importantly, HPV DNA testing in combination with cytology significantly improved the efficacy to CIN screening.

Human papillomavirus (HPV) DNA and mRNA primary cervical cancer screening: Evaluation and triaging options for HPV-positive women

2019 ◽  
Vol 26 (4) ◽  
pp. 212-218
Author(s):  
Suleeporn Sangrajrang ◽  
Piyawat Laowahutanont ◽  
Metee Wongsena ◽  
Richard Muwonge ◽  
Weerawut Imsamran ◽  
...  
Keyword(s):  
Cervical Cancer ◽  
Human Papillomavirus ◽  
Dna Testing ◽  
Hpv Dna ◽  
Hpv Genotyping ◽  
Hpv Dna Testing ◽  
Hpv Types ◽  
Liquid Based Cytology ◽  
Hpv Mrna ◽  
Oncogenic Hpv

Objective Cervical cancer is the second most common cancer in Thai women; human papillomavirus (HPV) is the main cause. This study aimed to determine the clinical performance of HPV mRNA compared with HPV DNA testing. Methods Cervical specimens were collected from women aged 35 to 60 who attended the routine organized screening programme. We compared accuracy parameters of standalone HPV mRNA and HPV DNA tests, and those of triaging with liquid-based cytology or HPV genotyping and liquid-based cytology for those positive only for the less oncogenic HPV types. Test accuracy parameters were estimated using latent class analysis using Bayesian models. Results Of the 5046 women enrolled, 174 (3.4%) were HPV DNA positive and 141 (2.8%) HPV mRNA positive. Colposcopy compliance was 95.4% ( n = 166) among HPV DNA-positive women and 94.3% ( n = 133) among those HPV mRNA positive. The estimated sensitivity, specificity, and positive predictive value for detection of CIN2 or worse were 67.4%, 97.1%, 12.1% for HPV DNA testing, and 73.1%, 97.8%, 16.3% for HPV mRNA testing. These estimates for triaging of HPV DNA-positive women with liquid-based cytology were 64.4%, 98.8%, and 19.0%, respectively, and slightly better for liquid-based cytology triage of HPV mRNA-positive women, at 71.8%, 98.9%, and 22.1%. Conclusion A triaging strategy based on HPV genotyping and liquid-based cytology for those positive only for the less oncogenic HPV types had test characteristics comparable with that of liquid-based cytology triage. The HPV mRNA detection-based strategies had non-significant advantages over the HPV DNA detection-based strategies.

Can Human Papillomavirus DNA Testing Substitute for Cytology in the Detection of High-Grade Cervical Lesions?

2004 ◽  
Vol 128 (3) ◽  
pp. 298-302
Author(s):  
Kyung-Ju Lee ◽  
Jae-Kwan Lee ◽  
Ho-Suk Saw
Keyword(s):  
Human Papillomavirus ◽  
Cervical Lesion ◽  
High Grade ◽  
Dna Testing ◽  
Cervical Lesions ◽  
Abnormal Cytology ◽  
Hpv Dna ◽  
Conventional Cytology ◽  
Hpv Dna Testing ◽  
Papillomavirus Dna

Abstract Context.—High-risk human papillomaviruses (HPVs) are causal factors of cervical carcinomas. Objective.—To evaluate the sensitivity and efficiency of HPV DNA testing in comparison with conventional cytology for detection of cervical intraepithelial neoplasia (CIN) and cancer. Design.—Both testing procedures were administered to 593 women, aged 14 to 88 years (average, 41.7 years), who were referred for abnormal cytology from January 2000 through December 2001 at Korea University Guro Hospital (Seoul, Korea). After histologic confirmation by either colposcopically directed biopsy or endocervical curettage, the efficiency of the detection methods for high-grade cervical lesion was evaluated for the following 3 data sets: HPV DNA testing, conventional cytology, and the 2 tests combined. Results.—The sensitivity, specificity, and positive predictive, and negative predictive values for the detection of CIN 2 or higher were 92.4%, 52.4%, 49.3%, and 93.2% for HPV DNA testing; 76.3%, 65.8%, 52.8%, and 84.7% for cytology; and 97.8%, 36.7%, 49.2%, and 97.3% for the combined tests. Among the 151 patients diagnosed with CIN 2 or CIN 3, 137 patients (90.7%) were HPV positive, 116 patients (76.8%) were proven to have abnormal cytology, and 147 patients (97.6%) were positive for either HPV DNA testing or cytology. The sensitivity values for HPV DNA testing and cytology were 97.9% (46/47) and 74.5% (35/47), respectively, for invasive cervical cancer detection, and the combined tests showed 100% (47/47) sensitivity. Depending on the patient's age and the grade of the cervical lesion, HPV DNA testing proved to be significantly more sensitive than cytology for the primary detection of cervical abnormalities (P < .001). Conclusion.—Human papillomavirus DNA testing for the detection of high-grade cervical lesions was more sensitive than cytology alone. In addition, the screening sensitivity can be further improved by combining cytology with HPV DNA testing. This approach is especially beneficial in detecting cancer precursors in women older than 60 years.

Sign in / Sign up

Export Citation Format

Share Document