Bildnachweis: CENTOGENE GmbH.
BIO Deutschland: CENTOGENE setzt auch auf künstliche Intelligenz für die Diagnostik von seltenen Erkrankungen. Wie definieren Sie die KI?
Prof. Dr. Carsten Ullrich: Ich fasse den Begriff künstliche Intelligenz (KI) weit. Es geht darum, Methoden, Formalismen und Software zu nutzen, um anspruchsvolle, wissensintensive Probleme zu lösen – Probleme, die Intelligenz erfordern. Die KI ist im Prinzip so alt wie die Informatik selbst; es geht im Wesentlichen darum, die passende Methode, den passenden Algorithmus zu finden und zu nutzen, der es erlaubt, ein gegebenes Problem oder eine Klasse von Problemen zu lösen. Die Rahmenbedingungen für diese Nutzung, d.h. was eine gute Lösung ist, gibt allerdings der Mensch vor. Hier herrscht oft ein Missverständnis, was die eigene Entscheidung der Maschinen angeht. Diese wird überbewertet.
BIO Deutschland: Für welche Analysen setzen Sie KI-Methoden ein?
Prof. Dr. Ullrich: Wir nutzen KI zur Unterstützung der Standard-Gendiagnostik. Wir erhalten Proben von Patienten aus aller Welt und analysieren die Genom- und Stoffwechseldaten, also die Metabolome, um eine Diagnose zu erstellen und Biomarker zu messen, die Rückschlüsse auf seltene Erkrankungen zulassen – diesen Prozess beschleunigt die KI deutlich. Aber wir gehen mittlerweile noch weiter. Wir möchten nicht nur Krankheiten diagnostizieren, wir möchten auch neues Wissen aus unseren Daten generieren. So analysieren wir mit unseren Algorithmen, mit KI, beispielsweise auch Stoffwechseldaten unserer Patienten in großer Geschwindigkeit. Was vorher unsere Fachexperten mehrere Monate gekostet hat, ist nun in Minuten möglich. Dies erlaubt, in kürzester Zeit aus metabolischen Daten Rückschlüsse auf eine mögliche genetische seltene Erkrankung zu ziehen. Wir schauen also zuerst auf den Stoffwechsel, was schneller geht und wesentlich günstiger ist als die Analyse eines Genoms. Wenn wir im Stoffwechselprofil Anhaltspunkte für eine Erkrankung finden, machen wir parallel einen Abgleich mit der genetischen Information. Auch können wir über diese KI-Metabolomanalyse Krankheitsverläufe hervorragend verfolgen.
BIO Deutschland: Erleben Sie Skepsis gegenüber der KI bei der Anwendung solcher Algorithmen?
Prof. Dr. Ullrich: Ja, auf Unbehagen gegenüber KI treffe ich immer wieder. Hier würde ich mir mehr Offenheit wünschen. Bei meiner langjährigen Tätigkeit in China habe ich eine ganz andere Mentalität kennen gelernt: Dort besteht eher der Wille zu sehen, welche Vorteile eine Technologie bringen kann. Hier in Deutschland muss man erst das Potenzial darlegen und vertrauensbildende Maßnahmen ergreifen. Besonders die KI muss nachhaltiger entmystifiziert werden. Kann man den Nutzen klar identifizieren und die Probleme, die durch den KI-Einsatz gelöst werden sollen, gut darstellen, dann erreicht man schnell eine gute Zusammenarbeit mit den Endnutzern. Das Einbeziehen der Endnutzer ist unabdingbar – für jede Form der Technologieeinführung.
BIO Deutschland: In Deutschland ist zwar mittlerweile die Nutzung von Patientendaten für Forschungszwecke möglich, aber nicht für die industrielle Forschung. Sehen Sie hier Probleme?
Prof. Dr. Ullrich: Meines Erachtens ist die relevante Frage nicht, ob die Industrie oder die Wissenschaft an den Daten forscht, sondern wie die Daten geschützt sind. Wir reden hier von höchst sensiblen Daten, deren Schutz höchste Priorität hat. CENTOGENEs Maßnahmen genügen höchsten Ansprüchen, unsere IT-Prozesse sind ISO-zertifiziert. Wir selbst arbeiten ja an seltenen Erkrankungen. Unsere Patienten sind in der Regel sehr kooperativ und bereit, ihre Daten zu teilen, und auch untereinander gut organisiert und verknüpft. Familien, in denen seltene Krankheiten aufkommen, fühlen sich als Teil einer Gemeinschaft und haben den Wunsch, dieser Gruppe von Menschen, der man angehört, zu helfen. Dies erklärt sicherlich die Bereitschaft, Daten der Forschung zur Verfügung zu stellen. Auch arbeiten wir international sehr gut mit Ärzten zusammen. Natürlich zählt für uns aber auch jeder Datenpunkt, gerade weil wir an zum Teil sogar sehr seltenen Krankheiten arbeiten. Ich sehe die Ausgrenzung der Industrie bei der Datennutzung für Forschungszwecke daher kritisch. Es wäre sehr nützlich, Zugriff auf diese Daten zu haben. Dies könnte die Gesundheitsforschung beschleunigen und so Diagnose und Therapie schneller zu Patienten bringen. Letztendlich ist das Ziel, neue Erkenntnisse zu gewinnen und den Menschen mit den Ergebnissen der Forschung zu helfen.
BIO Deutschland: Wo sehen Sie noch Verbesserungsbedarf bei der Analyse der Daten?
Prof. Dr. Ullrich: Ein Problem ist nach wie vor die Aufbereitung der Daten. Wir kooperieren zwar, wie gesagt, gut mit Patienten und Ärzten, aber insbesondere die Patientendaten, die klinischen Informationen, erreichen uns in allen erdenklichen Formaten: selten digital, oft ausgedruckt auf Papier, manchmal sogar handschriftlich. Hier ist noch viel zusätzliche Arbeit von Fachexperten nötig. Die Digitalisierung von Gesundheitsdaten kommt in Deutschland auch nur sehr schleppend voran. Perspektivisch soll die elektronische Gesundheitsakte dabei helfen, sobald sie eingeführt ist. Es würde die Forschung wesentlich erleichtern, wenn die Daten digitalisiert werden. Neben der Digitalisierung ist auch die Standardisierung der Inhalte noch nicht gut gelöst. Hier sprechen nicht alle in der gleichen Sprache. Wir müssen immer erst mit der Hilfe von sogenannten Ontologien, also international etablierten Vokabularen, die Inhalte standardisieren, um dann damit weiterarbeiten zu können. Also: Digitalisierung und Standardisierung – das sind zwei wichtige Bereiche, in denen noch viel Nachholbedarf besteht.
BIO Deutschland: Wie wichtig ist die KI für die Diagnostik, welchen Stellenwert wird sie zukünftig einnehmen?
Prof. Dr. Ullrich: Es gibt schon einige Player, die KI für Diagnostik oder Wirkstoffentwicklung nutzen. Da ist viel Bewegung und es wird auch viel Geld investiert. Allerdings ist auch nicht immer KI drin, wenn KI draufsteht. Da muss man dann schon unterscheiden. Nur irgendetwas zusammenzuführen oder Ähnliches zu finden, ist noch nicht KI. Außerdem ist die Datengrundlage auch entscheidend. Wir können für unsere Analysen auf eine sehr gute solide Datenbank zurückgreifen, die etwa 3,6 Mrd. Datenpunkte von rund 570.000 Patienten aus über 120 Ländern umfasst. Das ist die Basis für weitere sinnvolle Auswertungen.
BIO Deutschland: Oft wird angeführt, dass wir in Deutschland nicht genug KI-Spezialisten haben. Welche Erfahrungen haben Sie gemacht?
Prof. Dr. Ullrich: Ich konnte glücklicherweise schnell ein gutes Team aufbauen. Aber die Mehrheit meiner Mitarbeiter ist tatsächlich nicht aus Deutschland. Viele kommen aus Asien. Wir arbeiten sehr international – das ist kein Problem. Für den Wissens- und Forschungsstandort Deutschland ist sicher wichtig, schon in der schulischen Ausbildung die naturwissenschaftlichen Interessen zu fördern. Für unsere Branche ist insbesondere Interdisziplinarität gefragt; wir brauchen Experten aus zwei Welten, der Informatik und der Biotechnologie.
ZUM INTERVIEWPARTNER
Prof. Dr. Carsten Ullrich ist Director Artificial Intelligence der CENTOGENE GmbH, wo er KI-Lösungen zur Unterstützung der Diagnoseprozesse und zur Generierung neuen Wissens über seltene Krankheiten einsetzt. Er hat den Lehrstuhl für Künstliche Intelligenz an der Steinbeis-Hochschule Berlin inne. Zuvor war er als stellvertretender Leiter eines Forschungslabors am Deutschen Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz (DFKI GmbH) tätig.
Autor/Autorin
Holger Garbs ist seit 2008 als Redakteur für die GoingPublic Media AG tätig. Er schreibt für die Plattform Life Sciences und die Unternehmeredition.