Клиника Кливленда обращает сахарный диабет 2 типа с помощью ИИ, без GLP-1

Клиника Кливленда обращает сахарный диабет 2 типа с помощью ИИ, без GLP-1

Варианты у Деб Бауэр таяли пять лет после постановки диагноза сахарного диабета 2 типа.

Бауэр знала, что ее уровень глюкозы постепенно повышается на каждом ежегодном осмотре у лечащего врача (первичного врача). В 2017 году ей сообщили о наличии диабета.

Ее врач посоветовал сократить потребление сахара, что она считала хорошим советом. Однако изменить глубоко укоренившиеся привычки оказалось сложно.

К 2022 году она принимала три препарата для контроля глюкозы при диабете, а также лекарства от фибромиалгии и антибиотики от инфекций полости рта. Ее индекс массы тела (ИМТ) составлял 35,6, что превышало порог ожирения в 30.

После выхода на пенсию ее лечащего врача Бауэр обратилась в Семейный медицинский центр Клиники Кливленда. Новый врач предложил добавить инсулин к ее ежедневным препаратам.

Бауэр, которой сейчас 63 года, выразила страх перед инсулином — не из-за инъекций самих по себе, а из-за того, что это означало ухудшение здоровья. Этот страх мотивировал ее взять здоровье под контроль.

К счастью, Клиника Кливленда готовилась к исследованию нефармакологического подхода для пациентов с сахарным диабетом 2 типа. Twin Health утверждала, что разработала первый "цифровой двойник" метаболизма пациентов на базе ИИ, который система здравоохранения решила протестировать.

Это вмешательство не включало инъекций, таблеток или строгих тренировок. Twin Health стремилась улучшить биомаркеры и симптомы сахарного диабета 2 типа с помощью приложения и устройств, синхронизируемых по Bluetooth: весов, манжеты для измерения давления и носимого устройства, похожего на Fitbit.

Через год участия в испытании невропатия у Бауэр исчезла. Ее стоматолог был поражен тем, что абсцессы во рту зажили. Она отменила все снотворные и обезболивающие, а также большинство глюкозоснижающих препаратов, кроме метформина. Она сбросила 50 фунтов (22,7 кг) и больше не соответствовала критериям ожирения.

Самое значительное изменение произошло с гемоглобином A1c, который отражает средний уровень сахара в крови за последние два-три месяца. Перед использованием приложения Twin Health уровень A1c у Бауэр превышал 8 процентов, что указывало на высокий риск осложнений. Теперь он составляет около 5,8 процента, что, по мнению Клиники Кливленда, не соответствует диабету (менее 6,5 процента).

"Я никогда не мечтала увидеть это снова", — заявила Бауэр.

Д-р Кевин Панталоне, эндокринолог и директор программ по диабету в Клинике Кливленда, признался, что изначально был скептиком. "Скептик во мне хотел узнать больше", — сказал он.

Панталоне объяснил, что пациенты с диабетом обычно переходят от одного препарата к нескольким по мере прогрессирования заболевания. Идея контролировать диабет при одновременном снижении количества лекарств казалась крайне амбициозной.

К концу 12-месячного исследования с участием 150 пациентов он убедился. Семьдесят один из 100 пациентов, использовавших вмешательство Twin Health, достигли уровня A1c ниже 6,5 процента, фактически обратив свой сахарный диабет 2 типа. Только 2,4 процента из 50 пациентов стандартной группы достигли такого же результата.

Более половины пользователей Twin Health прекратили прием всех глюкозоснижающих препаратов, кроме метформина, по сравнению с 2,8 процента в группе стандартного ухода. Пациенты Twin Health также теряли вес примерно в два раза быстрее сверстников.

Панталоне отметил, что ничто, кроме бариатрической хирургии, не демонстрировало способность улучшать контроль, способствовать потере веса и одновременно снижать количество препаратов при сахарном диабете 2 типа. Он считает, что цифровой двойник меняет это.

Цифровые двойники — это виртуальные модели реальных объектов, которые могут симулировать влияние действий без воздействия на оригиналы. IBM сообщает, что 75 процентов компаний используют цифровые двойники для принятия решений на основе данных, особенно в оптимизации цепочек поставок и разработке продуктов.

Цифровые двойники набирают популярность в здравоохранении по мере улучшения ИИ в анализе больших данных на высокой скорости. GE HealthCare использует их для прогнозирования загрузки пациентов и перепроектирования медицинских подразделений. Технология Sophia Genetics применяется более чем в 70 странах для помощи в диагностике и лечении рака, используя данные пациентов с похожими характеристиками. Каждый месяц более 35 000 онкологических пациентов моделируются по цифровым двойникам компании для выявления потенциальных геномных причин и прогнозирования реакции на терапию, по словам Юрги Камблонга, основателя и CEO Sophia Genetics.

Камблонг подчеркнул важность опоры медицины на объективные данные, чтобы помочь пациентам понять варианты и принимать обоснованные решения.

Создание цифрового двойника метаболизма человека считалось почти невозможным из-за его сложности, по словам Джахангира Мохаммеда, основателя и CEO Twin Health. Ранее он основал Kineto Wireless и Jasper (проданную Cisco за 1,4 миллиарда долларов в 2016 году).

Мохаммед придумал идею Twin Health во время визита к родственникам в Южной Индии, где узнал, что у четырех из десяти диабет 2 типа. Он заметил их беспечное обсуждение высокого уровня глюкозы.

Он выяснил, что в Индии более 77 миллионов взрослых имеют сахарный диабет 2 типа, и более половины не знают об этом. В США 38,1 миллиона взрослых соответствуют критериям диагноза.

Исследования Мохаммеда показали, что многие распространенные хронические заболевания часто сочетаются: диабет, ожирение, гипертензия, высокий холестерин и жировая болезнь печени. Без контроля они могут привести к серьезным последствиям, таким как инсульт и болезнь Альцгеймера.

Всемирная организация здравоохранения оценивает, что предотвратимые заболевания вызывают более 60 процентов глобальных смертей. Растущие исследования связывают несколько болезней с дисфункцией метаболизма.

Мохаммед считает метаболическую дисфункцию "возможно, самой большой нерешенной проблемой мира".

Клиницисты объяснили ему, что метаболизм сложен, динамичен и индивидуален. Сотни метаболических путей влияют на тысячи биомаркеров, что делает невозможным упростить до одного теста или снимка.

Мохаммед сосредоточился на фундаментальных истинах о метаболизме: он зависит от поведения, включая питание, упражнения, сон, стресс и лекарства. Обратно, биология человека влияет на импульсы, энергию и действия. Приложения для отслеживания здоровья, такие как Shotlee, помогают мониторить эти факторы.

"Поведение вызывает биологию. Биология вызывает поведение", — заявил Мохаммед. "Это циклическая причинность".

Он верил, что визуализация биологических эффектов действий через цифровой двойник может мотивировать изменения поведения. Непрерывное руководство ИИ-агента могло бы помочь найти и поддерживать здоровый путь.

Эта гипотеза обратила диабет Деб Бауэр, превратив потенциально негативный выбор в позитивный результат.

Платформа Twin Health предоставляет реального времени insights о том, как решения по еде, движению, сну, стрессу и лекарствам влияют на метаболическое здоровье. Она сочетает непрерывный мониторинг биометрии, обширные датасеты, ИИ-алгоритмы для поведения и коучинг человека в смартфонном приложении.

Мохаммед и его команда семь лет собирали данные для системы, проанализировав 8 миллионов приемов пищи у людей с непрерывными мониторами глюкозы (CGM). Они отметили паттерны потребления пищи и активности, снижающие сахар в крови. Эти данные позволяют модели прогнозировать реакции глюкозы и давать персонализированные рекомендации.

Система персонализируется с каждым новым вводом данных. Платформа собирает непрерывные биомаркеры и данные поведения для создания цифровой модели биологии индивида, метаболических путей и эффектов поведения. "Она различает причину и следствие", — объяснил Мохаммед.

Каждый пациент использует четыре Bluetooth-устройства: патч CGM, манжету для давления, весы и смарт-часы. Этот поток биометрии, около 3000 точек данных на пользователя в день, лежит в основе ИИ-движка.

Twin учится понимать контекст. Если пациент дома, может предложить 10-минутную прогулку после еды. Также адаптируется к предпочтениям.

"Если я трижды отказываюсь от салата, на четвертый раз оно не пристает", — сказал Мохаммед.

Сигналы тревоги вызывают "человеческий контакт", эскалируя к живому коучу или клиницисту.

Для пациентов вроде Бауэр постоянная обратная связь была трансформирующей.

"Все, что я ела, каждый укус я вносила", — сказала она. "Со временем, когда я начала вносить еду, оно говорило: эта еда для вас не подходит".

Панталоне считает, что реального времени руководство было ключевым отличием в испытании Клиники Кливленда.

"Успех этого вмешательства обеспечила обратная связь в реальном времени, которую пациенты получали через взаимодействие с приложением", — заявил Панталоне. Приложение сканирует этикетки продуктов в магазине, классифицируя их как "зеленые, оранжевые или красные", помогая выбирать здоровее.

Традиционное консультирование по диабету лишено этой оперативности. "[Пациенты] слышат, что должны делать, но когда они дома и делают это, никого нет в реальном времени, чтобы помочь с принятием решений".

Бауэр отмечала ежедневные результаты, что мотивировало преодолевать трудности и продолжать получать пользу. Ранние данные Twin Health указывают на быстрые физиологические улучшения.

"Большинство чувствуют изменения за неделю, а значительные — за 90 дней", — сказал Мохаммед. "Человеческая биология устойчива и адаптивна. Она реагирует быстро".

Если подход Twin Health окажется устойчивым, он может изменить взгляд клиницистов на хронические метаболические заболевания. Традиционно врачи считали сахарный диабет 2 типа неизбежно прогрессирующим.

"Мы говорим им, что диабет — прогрессирующее заболевание, и даже если они все делают правильно с диетой и упражнениями, им может потребоваться больше терапии со временем", — объяснил Панталоне. Это эмоционально тяжело, и пациенты часто чувствуют неудачу, когда список лекарств растет.

Испытание Twin Health бросает вызов этому нарративу, побуждая другие системы здравоохранения рассмотреть похожие подходы. Д-р Мария Ансари, со-CEO Федерации Перманенте, заявила, что их организация пилотирует Twin Health после изучения результатов Клиники Кливленда.

Помимо клинических исходов, технология может дать финансовую разрядку. Мохаммед оценивает, что платформа экономит около 8000 долларов в год на пациента с диабетом, и 89 процентов пользователей GLP-1 с высокой стоимостью в коммерческих страховых программах Twin Health не набрали значительный вес после отмены.

Клиницисты также отметили, что технология показывает: пациенты способнее и мотивированнее, чем думали. Панталоне наблюдал, что пожилые и долгосрочные пациенты преуспевали в программе.

"Мои собственные предубеждения как врача не должны определять варианты, которые я предлагаю пациенту", — сказал он. "Кто я такой, чтобы сказать: 'Я не думаю, что вы сможете это'?

Сейчас Twin Health предлагается через работодателей, страховые планы и выбранные системы здравоохранения. Мохаммед заявил, что компания готовится к спросу за пределами пациентов с диагностированными хроническими заболеваниями.

"На рынке значительный спрос на ИИ-цифровые двойники для всех", — утверждает он, "потому что зачем ждать, пока люди заболеют?"

Хотя исследование Клиники Кливленда не выявило проблем безопасности, модель цифрового двойника требует тщательного надзора.

Поддержание вовлеченности — главный барьер успеха. Панталоне отметил, что некоторые пациенты испытывали трудности из-за "отсутствия раннего успеха или поддержки дома". Ведение дневника еды сначала кажется неловким.

Цифровой двойник также нуждается в непрерывных точных данных. Бауэр отложила участие из-за антибиотиков, влияющих на глюкозу. Пациенты на определенных препаратах могут не подойти.

В отличие от лекарств с физиологическими побочками, руководство двойника фокусируется на диете, движении, сне и управлении стрессом. Пациентам проще быть честными с приложением, чем с врачом.

"Люди быстро учатся, что [цифровой двойник] всегда говорит правду, но не судит их", — сказал Мохаммед.

По мере adoption метаболических двойников системами здравоохранения нужны данные о долгосрочных исходах. Клиника Кливленда продлила исследование Twin Health, но данные пока недоступны. Панталоне ожидает некоторого снижения ремиссии через год.

Тем не менее он верит: "Мы увидим успех у большинства пациентов, потому что они освоили новый образ жизни через это вмешательство".