הטכנולוגיה מנצחת את הסטטיסטיקה: האם מהפכת ה-AI היא הפתרון לירידה באיכות הזרע?
ממגפה שקטה של ירידה בפריון ועד ל'עובר המנצח': שילוב הבינה המלאכותית בטיפולי הפריה חוץ גופית מבטיח לא רק לאבחן טוב יותר את הגורמים המובילים לבעיות פריון גבריות, אלא גם לבחור בזמן אמת את תא הזרע האופטימלי. כך עולם הביג דאטה מסייע להביא חיים חדשים לעולם
מאת: פרופ' דב פלדברג
לעמוד של פרופ' פלדברג באתר אינפומד לחצו כאן
בעשור האחרון, עולם הרפואה עובר טלטלה של ממש עם כניסתה של הבינה המלאכותית לחדרי הטיפולים. בתחום הפריון, הטכנולוגיה הזו מגיעה בנקודת זמן קריטית: מחקרים אפידמיולוגיים רחבי היקף מהשנים האחרונות מצביעים על "מגפה שקטה” בתחום פריון הגבר, זאת עקב ירידה דרסטית של כ-50-60% בריכוז ובאיכות הזרע אצל גברים ברחבי העולם בשלושת העשורים האחרונים. בעוד שגורמים סביבתיים, כמו מתח נפשי ואורח חיים מודרני ממשיכים לשחוק את הפוריות הגברית, כלים חדשניים מציעים תקווה בדמות רפואה מותאמת אישית ודיוק אבחנתי שטרם הכרנו.
נפח, תנועתיות ומבנה תאי הזרע: המאפיינים המשפיעים על פריון הגבר
כאשר אנו מדברים על פוריות הגבר ומאפייני הזרע, חשוב קודם כל להבין מהם הפרמטרים שעל פיהם נקבעת איכות הזרע.
"איכות הזרע נקבעת על פי נפח הזרימה, ריכוז תאי הזרע במיליליטר (CC) והתנועתיות, כלומר היכולת של לפחות 35% מהתאים לנוע באופן אקטיבי, שכן בכל זרמה ישנם גם תאים מתים או כאלו ללא תנועה" מציין פרופ' דב פלדברג, מומחה לרפואת נשים ופריון, מחלוצי תחום ה- ARTבישראל ונשיא החברה הישראלית לפסיכוסומטיקה בגינקולוגיה ומיילדות וחבר בכיר בוועדת הפוריות של FIGO, הפדרציה העולמית של המיילדים והגינקולוגים.
לאתר של פרופ' פלדברג – לחצו כאן
"אך המדד המרכזי והמורכב מכולם הוא המורפולוגיה, כלומר המבנה של תא הזרע. במשך שנים היו ויכוחים רבים סביב הגדרת הנושא, עד לקביעת קריטריון קרוגר (Kruger criteria) שהעניק הגדרה מדויקת וקפדנית. על פיו, תא זרע נחשב תקין רק אם המבנה שלו עומד בסטנדרטים מסוימים, וכדי שדגימה תיחשב פורייה, עלינו לראות לפחות 4% של תאים תקינים מורפולוגית. הבנת המדדים הללו היא הבסיס לכל אבחון, והיום בעזרת הבינה המלאכותית אנחנו מצליחים לנתח אותם ברמת דיוק ומהירות שבעבר הייתה בגדר מדע בדיוני".
מהן הסיבות השונות לעלייה בשכיחות בעיות פוריות גבריות?
"הנתונים הקיימים בידנו כיום, אשר מבוססים על עבודות של קבוצות מחקר רבות ברחבי העולם בהן בולטת עבודתו של האפידמיולוג הישראלי פרופ' חגי לוין, מציגים תמונת מצב מדאיגה מתמיד. למעשה, ב-50 השנים האחרונות חלה התדרדרות מובהקת ומדאיגה באיכות הזרע. עם זאת, חשוב להבין כי לא מדובר בירידה לינארית אלא בהתדרדרות מואצת ודרסטית המתרחשת בעיקר בעשרים השנים האחרונות" טוען פרופ' פלדברג ומסביר: "מחקרו של פרופ' לוין שבוצע בשנת 2023 הראה כי קיימת ירידה של יותר מ-50% בריכוז הזרע מאז שנות ה-70. ירידה זו אינה שמורה רק למדינות המערב, אלא מדובר בתופעה גלובלית החוצה יבשות. כפועל יוצא, אנו רואים עלייה חדה בשכיחותן של בעיות פוריות הממוקדות בגורם הגברי.
"למרות שקשה להצביע על גורם בודד וספציפי, ברור לנו שאיכות הזרע נפגעת משילוב מורכב של גורמים סביבתיים ואורח חיים מודרני" מציין פרופ' פלדברג ומפרט: "אנו רואים השפעה מצטברת של תזונה לקויה וצריכה מוגברת של אלכוהול ועישון, לצד חשיפה גוברת למזהמים סביבתיים וכימיקלים תעשייתיים – בייחוד סוגי פלסטיק וחומרי הדברה המשבשים את המערכת ההורמונלית. לכך יש להוסיף את השפעות ההתחממות הגלובלית ואת הסטרס הכרוני המאפיין את העידן שלנו, אשר פוגעים ישירות בייצור הזרע.
לכך, יש להוסיף את האתגרים הפיזיולוגיים הישירים המשפיעים על ייצור הזרע וקשורים באורח החיים המודרני, למשל הישיבה הממושכת האופיינית כל-כך לשגרת החיים כיום: היא מובילה להיעדר אוורור באזור המפשעה ולהעלאת הטמפרטורה בשק האשכים, דבר המהווה גורם קטלני לייצור הזרע, פוגע בתנועתיות התאים ובתהליך הייצור עצמו".
"גם גורמים סוציולוגיים המאפיינים את החברה המודרנית הם בעלי השפעה על אותה עלייה בבעיות הפריון הגבריות" מציין פרופ' פלדברג ומבאר: "דחיית נישואין וילודה לגיל מאוחר, נושאות השלכות דרמטיות על הפוריות הגברית ולא רק הנשית. עם הגיל, רמת הטסטוסטרון יורדת בהדרגה ומשנה את פס הייצור של תאי הזרע. אנו רואים שינויים במרקם הגנטי ובדנ"א של הזרע אצל גברים מבוגרים, מה שמוביל לקושי בכניסה להריון ועלייה בסיכון להפלות, גם כשבת הזוג צעירה. במקרים שבהם אנו נתקלים בכישלונות חוזרים עם זוגות כאלו, הפתרון טמון לעיתים קרובות בבדיקות גנטיות לעוברים (PGD) כדי לאתר עוברים אאופלואידים (תקינים גנטית) ולהחזירם לרחם.
חשוב לדעת כי פוטנציאל הפריון הגברי אינו מושפע רק מהרגלי החיים בבגרות, אלא גם מהרגלי האם עוד שהיה עובר. קיימת תיאוריה מבוססת המדגימה כיצד הסביבה התוך-רחמית משפיעה על בריאות הילד לעתיד לבוא, המכונה השפעה אפיגנטית. נשים שמעשנות, צורכות אלכוהול או סמים ונוקטות באורח חיים לא בריא במהלך ההיריון, עלולות לגרום לשינויים אפיגנטיים משמעותיים בעובר, שיתבטאו בבעיות זרע קשות בבגרות".
פרוגנוזה בלחיצת כפתור: הכוח של הביג דאטה בתחום הפריון
למרות העלייה המדאיגה בבעיות הפריון הגבריות בעשורים האחרונים, השימוש בבינה מלאכותית בתהליכי ההפריה החוץ-גופית מעניק תקווה חדשה. באמצעות ה-AI ניתן כיום לנתח נתונים של אלפי מטופלים מהעולם כולו כדי לנבא את סיכויי הצלחת הטיפולים בדיוק חסר תקדים.
פרופ' פלדברג: "אני מאמין כי הבינה המלאכותית מעניקה לנו אפשרויות חסרות תקדים לשיפור התוצאות בטיפולי IVF, זאת בזכות היכולת לאסוף ביג דאטה. למעשה, כיום ניתן לסרוק פרסומים מדעיים ספציפיים ומאגרי נתונים גלובליים, ובאמצעות אלגוריתמים של למידה עמוקה (Deep Learning), לנבא את סיכויי הצלחת הטיפולים ספציפית לכל זוג. כך ניתן לספק פרוגנוזה מותאמת אישית המבוססת על מסד נתונים רחב.
היכולת הזו לחיזוי היא קריטית, במיוחד במדינות שבהן אין מימון ציבורי לטיפולים. בארה"ב, למשל, מחזור טיפול עולה בין 15 ל-20 אלף דולר, ואנו רואים שכ-30% מהזוגות נושרים מהתהליך כבר לאחר הכישלון הראשון בשל ייאוש או תגובה דיכאונית. הניבוי הסטטיסטי עוזר להם להבין את התמונה המלאה ולהתמיד בטיפול.
מעבר לכך, אנו מפתחים כיום אלגוריתמים שנועדו להעניק תמיכה נפשית וקוגניטיבית לזוגות. באמצעות אפליקציה המודרכת על ידי AI המטופלים יכולים לקבל מענה מקצועי לשאלותיהם בזמן אמת. המערכת מזהה מתי מדובר במקרה חריג ומפנה אותו ישירות לרופא בקצה התהליך. החלק הנפשי הוא חלק בלתי נפרד מהמשחק ומהצלחת הטיפול, והטכנולוגיה מאפשרת לנו לתמוך בו בצורה מיטבית."
האם ניתן להשתמש ב-AI כדי לבחור את תאי הזרע ולאחר מכן גם את העוברים התקינים ביותר?
"בהחלט. הבינה המלאכותית מאפשרת לנו כיום להפוך את אבחון תאי הזרע למדויק לאין שיעור. באמצעות מיקרוסקופים מיוחדים בעלי יכולת הגדלה עצומה, אנחנו בוחנים את ראש תא הזרע ואת גרעין התא. כאשר המבנה המורפולוגי של הגרעין תקין, סיכויי ההפריה עולים משמעותית. בעבר, בחינה זו בוצעה על-ידי גורם אנושי, אך כיום הבינה המלאכותית משולבת בתהליך: היא סורקת את התאים במהירות ובדיוק שעין אנושית אינה יכולה להשתוות אליו, ומצביעה עבורנו בדיוק על תא הזרע האופטימלי להזרקה לתוך הביצית.
מרגע שהושגה הפריה ה-AI ממשיך ללוות אותנו ככלי מרכזי בבחירת העוברים. בתוך מעבדת ה-IVF פועל האמבריוסקופ, מכשיר המתעד את התפתחות העובר בכל רבע שעה. הבינה המלאכותית מנתחת את הנתונים הנאספים, בוחנת את המורפוקינטיקה (קצב וצורת החלוקה של התאים), וכך יודעת לזהות את העוברים התקינים ביותר אותם כדאי להחזיר .
היכולת הזו היא למעשה קורלטיבית למבנה הגנטי של העובר. במילים אחרות, מדובר בבדיקה גנטית לא פולשנית (Non-Invasive PGD) המשתמשת באנליזה מונחית AI, כדי לבחור את העוברים שתקינותם הגנטית היא הגבוהה ביותר. בנוסף, אנחנו משתמשים בשיטה המכונה Proteomics הבינה המלאכותית בוחנת חלבונים ספציפיים המופרשים מהעובר אל המדיום שבו הוא גדל; נוכחות של חלבונים מסוימים מעידה על עובר בריא עם סיכויי השתרשות מקסימליים. זוהי קפיצה טכנולוגית אדירה שמאפשרת לנו לא רק להחזיר עובר לרחם, אלא להחזיר את העובר הנכון ביותר בזמן הנכון ביותר."
לסיכום, למרות האתגרים המורכבים שמעמידה בפנינו המציאות המודרנית בתחום הפריון, נראה כי השילוב של הבינה המלאכותית מסמן תחילתו של עידן חדש ומבטיח ברפואה.
"אני מאמין שהעתיד צופן לנו בשורות טובות מאוד. הטכנולוגיה מתפתחת בקצב מואץ, ויכולות הביג דאטה מקבלות תנופה אדירה שמאפשרת לנו לראות את התמונה המלאה. בסיכומו של דבר, ה-AI הופך לכלי מרכזי ברפואה אינטגרטיבית מוחלטת, כזו שלא רק מטפלת בסימפטומים, אלא רותמת נתונים כדי לשפר את הבריאות הכללית ולהאיץ החלמה ממחלות.
בתחום מורכב ורגיש כמו רפואת פריון, שבו כל פרט קטן יכול להכריע את הכף, הבינה המלאכותית מעניקה לנו פתרונות מדויקים ומתווה עבורנו את הדרך הקצרה והבטוחה ביותר לתוצאה המיוחלת. אין כיום תחום רפואי שהבינה המלאכותית אינה מעורבת בו, אך בחדר הטיפולים ובמעבדת ה-IVF היא מעניקה לנו את היכולת להפוך נתונים יבשים לחיים חדשים, ולהשיג עבור המטופלים את התוצאות הטובות ביותר האפשריות".
פרופ' דב פלדברג, מומחה לרפואת נשים ופריון, מחלוצי תחום ה-ART בישראל ונשיא החברה הישראלית לפסיכוסומטיקה בגינקולוגיה ומיילדות וחבר בכיר בוועדת הפוריות של FIGO, הפדרציה העולמית של המיילדים והגינקולוגים.
לאתר של פרופ' פלדברג – לחצו כאן