Az algoritmus, ami életeket ment - interjú Biró Péterrel

2019.10.15 | 13:27
Az algoritmus, ami életeket ment - interjú Biró Péterrel

Egy súlyos vesebeteg, akinek transzplantációra van szüksége, és mondjuk a házastársa felajánlja neki az egyik veséjét, de ő immunológiai szempontból nem kompatibilis vele, ma már több országban szervezett keretek közt elcserélheti a donorjának veséjét egy neki megfelelő donor veséjére. A cseréket koordináló párosító alkalmazásokat közgazdászok, számítástudósok és transzplantációs szakemberek egyaránt szervezik és kutatják.

Közéjük tartozik Biró Péter,  a KRTK KTI tudományos főmunkatársa, akinek legújabb publikációi az Artificial Intelligence-ben, European Journal of Operational Research-ben és az Alkalmazott Matematikai Lapokban olvashatók.

Siposs Zoltán interjúja Biró Péterrel.

Egyik tanulmányodból tudtam meg, hogy vannak olyan emberek, akik – mivel egy vesével is lehet teljes értékű életet élni – önzetlenül, minden ellenszolgáltatás nélkül felajánlják egyik veséjüket, hogy ezzel megmentsenek egy számukra ismeretlen embert.

Az Egyesült Királyságban évente közel ötven ember tesz így – ott erre törvényes lehetőség van. Sőt, a vesetranszplantációk harmadát már ilyen donorok részvételével kialakított láncok teszik ki. Olyan láncok ezek, amelyeket önkéntesek indítanak el és ezzel sok ember életére lesznek jó hatással. Ha jelentkezik egy donor, akkor azt javasolják neki, hogy ha nem egy konkrét személynek kívánja felajánlani a veséjét, akkor a vesecsere programban részt vevő párok valamelyikének adja. Aztán ennek a párnak a donorja továbbadja valaki másnak és ezzel elkezdődik egy láncolat. Mindehhez tudni kell, hogy sok esetben tíz évet is kell várnia egy betegnek a számára kompatibilis vesére, és ha nincs megfelelő donor, akkor lehet, hogy addigra meghal.

Az altruista donorok miért döntenek így? 

Fél  évig pszichológus foglalkozik a jelöltekkel és csak azokat engedik, akikről bebizonyosodik, hogy őszinte és megfontolt szándék vezérli őket, vagyis nem fogják megbánni később elhatározásukat. 

Például van olyan eset, hogy valakinek meghal egy házastársa, mert nem sikerült neki donort találni, és akkor az özvegy úgy dönt, hogy ő szívesen megmentene valaki mást. De olyan sportolóról  vagy tűzoltóról is hallottam, aki a nyugalomba vonulása előtt szeretett volna valamilyen jótéteménnyel gondoskodni másokról. Magyarországon is hallottam egy olyan papról, aki tudomást szerzett erről a lehetőségről, és úgy gondolta, hogy ő is szívesen odaadná az egyik veséjét valakinek, hogy megmentse ezzel az életét. Magyarországon azonban – az EU legtöbb országának jogrendjével szemben – ezt a törvény tiltja. Végül Amerikában tudott egy számára ismeretlen emberen segíteni. 

Bár van közgazdász végzettséged is, alapvetően matematikusként tartanak számon. Mindig is a matematika vonzott?

Szüleim mindketten mérnökök, így bizonyára örököltem tőlük valamennyi matematikai érzéket. Érdekesség, hogy mikor tízéves koromban Budapestre jöttünk, francia- és művésztagozatos osztályba kerültem. A humán indíttatás ellenére az osztályomból harmadmagammal a Fazekas Mihály Gimnázium matek tagozatára nyertünk felvételt. Akkoriban, mint ahogyan most is, sok minden érdekelt: a reál tárgyak éppúgy, mint a gazdasági-társadalmi kérdések. Ezenkívül sakkoztam és fociztam is. Érettségim évében indult a BME-n a matematika szak amit a gimnáziumban  javasoltak is nekem. Be kell vallanom, hogy nem ez volt az első helyen bejelölve, hanem a Közgáz. De furcsa módon ott éppen a matek felvételit rontottam el, az egyik feladatnál mértani közepet számoltam számtani helyett: jól kiszámoltam ugyan, de nem az volt a kérdés. Így a BME-n folytattam a tanulás, ahol rájöttem, hogy a gráfelmélet és az algoritmikus diszkrét matematikai feladatok nagyon is érdekesek számomra. Recski András professzor már másodévesként  felkért, hogy a tanszékén tartsak gyakorlatot velem egykorú  mérnököknek. Ott maradtam kilenc évig, tanítottam, később a doktorimat is ott tettem le. 

Engem az olyan feladatok érdekelnek, amelyeknek látom a gyakorlati alkalmazását. Amikor témalabort kellett választanunk, akkor egy mérnök mellett egy valódi gyakorlati problémán dolgoztunk – frekvenciakiosztási algoritmust kellett megalkotni. Talán a sakkban szerzett tapasztalatom is segített ezeknek a gráfelméleti algoritmusoknak a megtervezésében, és egyes bizonyításokban, ahol több lépcsővel kell előre gondolkodni, és minden lehetőséget számba kell venni. De szerintem nincs olyan éles határvonal az alkalmazott és az elméleti matematika között, mint ahogyan az kívülről felszínesen látszik. 

Ennek ellenére még az egyetem alatt újra jelentkeztél a Corvinusra.

Harmadéves koromban jelentkeztem ide is, majd később az EU-szakirányt választottam. Mint már mondtam, a gazdasági-társadalmi folyamatok mindig is érdekeltek. Akkoriban, Magyarország EU-s csatlakozását megelőző években ez különösen izgalmas volt számomra. De fontos szempont volt az is, hogy például a játékelméletet a Corvinuson tanították a legjobban. Miután felvettek éveken át majd’ minden nap oda-vissza jártam a Szabadság hídon. Az általános közgazdasági ismereteken és játékelméleten kívül még most is hasznát veszem az EU-s tudásnak is, mondjuk egy pályázatnál, vagy a vesecsere problémák esetén, ahol az egyes országok programjainak egyesítése zajlik jelenleg. 

Aztán a doktori után a Glasgow-i Egyetemre mentél. Miért pont oda? 

A Glasgow-i Egyetem Computer Science tanszékén volt egy a témában világszinten vezető kutatócsoport. Az ottani kollégák könyvei alappublikációnak számítanak mindmáig. Már volt egy személyes kapcsolatom, de természetesen felvételiznem kellett és sikerült elnyernem az állást. Ekkoriban már kialakult az alapvető kutatási területem, a párosítási problémákat vizsgáltam kooperatív játékelméleti, mechanizmustervezési, illetve algoritmikus és optimalizálási szempontból. 

Glasgow-ban kerültél kapcsolatba a vesecsere programmal is. 

Az ehhez tartozó algoritmust akkor már elméleti megoldásként leírtuk egy korábbi közös cikkben, de ott tesztelni is tudtam az elméletet. A vesecserénél adottak azok a párok, ahol a beteg és a neki felajánló donor nem kompatibilis egymással.  Ennek oka, hogy mondjuk az egyiknek A, a másiknak B a vércsoportja, vagy valamilyen antitest megléte miatt a beültetett vese kilökődne. Ha viszont van egy hasonló problémával szembesülő másik beteg-donor pár és a két donor keresztben kompatibilis a két beteggel, akkor létrejöhet egy kölcsönösen előnyös csere. Eleinte ezzel a legegyszerűbb páros változattal indult a vesecsere program Nagy Britanniában is, aztán később három párra is megengedték a cseréket. Ott mára a regisztrált, de egymással inkompatibilis beteg-donor párok száma háromszáz körül van. Ez a páros csere egyébként négy műtétet jelent: mindkét kivételnek és a beültetésnek egy időben kell megtörténnie. Három pár esetén viszont már hat műtét kell egyszerre, tehát az egyidejűséget logisztikailag sokkal nehezebb garantálni. De Csehországban dolgozik egy bátor sebész, aki egy hosszú hétvégén hatos, hetes cseréket – ami tizenkét, tizennégy műtétet jelent – is megcsinál. 

A vesecsere programnak az a lényege, hogy optimalizáljuk a cseréket, azaz minél több beteg esetében lehetővé tegyük a transzplantációt és ezzel minél több betegnek javuljon drasztikusan az életkilátása. Ehhez kell a megfelelő optimalizáló algoritmus.

A program elindításával hogyan alakult a műtétek száma?

Az Egyesült Királyság mai háromszáz fős pool-ja, a vesecsereprogram kezdetén mindössze ötven fős volt. Ma már három hónap alatt átlagosan hetven-nyolcvan átültetést végeznek, míg régebben tíz körül volt ugyanez az adat. 

A program kezdetekor, amikor csak kettes cseréket engedtek meg a szabályok, elkezdtük tesztelni - valós és generált adatokon - , hogy mennyivel több cserét lehetne létrehozni hármas cserékkel, és ez végül szerepet játszott abban, hogy megengedték a többes cserét a döntéshozók. Az optimalizálási folyamat a következőképpen történik: a kompatibilitást a jelentkező betegek és donorok között az antigének és antitestek alapján először csak megbecsülik. Tudományos tény például, hogy ha egy házaspárnak van közös gyereke, akkor az antitestek száma nagyobb, ezért közöttük gyakrabban áll elő az úgynevezett HLA-inkompatibilitás. A becslés alapján az algoritmus talál lehetséges páros és hármas cseréket és csak ezután jön a tényleges laboratóriumi keresztpróba. Ha ez is negatív eredményt hoz, akkor jöhetnek a műtétek. De ha a tényleges laborvizsgálat során valamelyik csere mégis inkompatibilisnek bizonyul, akkor  le kell fújni az egész cserét, hiszen az egyik pár keresztdonor nélkül maradna.  Néha viszont egy-egy ötlet nagyot tud előrelendíteni. Korábban a fenti hármas cserét lefújtuk, de az egyik kutató felvetette, hogy ha olyan hármas köröket preferálunk a megoldásban, amelyekben vannak beágyazott kettes körök, akkor a hármas kör meghiúsulása esetén még lehet esély a belső kettes kör végrehajtására. Ez az egyszeri ötlet a program finomításakor végeredményben a végrehajtott transzplantációk várható számát drasztikusan növeli, és valóban ezzel változtatással meg is nőtt a sikeres átültetések száma.

Amikor a Nobel-díjas Al Roth a Harvardról átment a Stanfordra, elhívott téged a tanszékére vendégprofeszornak. Honnan ismerted őt?

Amikor felkért, akkor még nem volt Nobel-díjas, csak néhány hónappal később kapta meg az elismerést. A helyzetet bonyolította, hogy akkor született a lányom, így, csak másfél évvel később tudtam eleget tenni a meghívásának. De ő fenntartotta nekem a helyet. Aztán közben megkapta a Nobel-díjat, és amikor végül kimentem, akkor természetesen könnyen elengedtek mind a KTI-ből, mind a Corvinusról. 

Hogy honnan ismertem? Konferenciákon sokat találkoztunk. Ekkoriban még jó ha száz közgazdász és félszáz matematikus, számítástudós foglalkozott ezzel a témával, és ebben a közösségben azért nem olyan nehéz egymást ismerni. Tudta, hogy az egyetemi felvételik igazságosságával, vesecserével, rezidens allokációval és iskolaválasztással foglalkoztam - vagyis teljesen hasonló kérdésekkel, mint ő, de eltérő nézőpontból. Én arra fókuszáltam, hogy miként lehet az optimális megoldásokat kiszámítani, milyen esetekben nem lehetséges ez hatékonyan, mikor kell heurisztikákhoz fordulni. Ő és kollégái pedig inkább az alkalmazott közgazdasági és játékelméleti oldalát nézték a párosító mechanizmusoknak. 

Ez utóbbi mit jelent?

Azt, hogy egy problémánál mik az igazságos megoldások, milyen mechanizmust lehet tervezni ahhoz, hogy ezek a mechanizmusok az igazmondásra ösztönözzék a résztvevőket. A cél az, hogy az optimális, vagy ahhoz leginkább közelítő, igazságos megoldást kapjunk. Ez az egyes alkalmazásokban változik: egyetemi felvételinél például egy visszautasítás csak akkor nevezhető igazságosnak, ha a helyeket a visszautasított jelentkezőknél jobb diákokkal töltötték fel. Ezt stabilitásnak nevezi a szakirodalom.

De például óvoda választáskor más szempont is lehet: mondjuk, az önkormányzat azt szeretné ösztönözni, hogy minél rövidebb idő alatt lehessen eljutni az lakástól az óvodáig egy gyereknek. Kisebb így a forgalom. Emögött lehetnek környezetvédelmi megfontolások is, de Bostonban például a buszoztatást a városnak kell megoldania és ez így gazdasági megfontolást is jelentett. Ennek a célnak a megvalósulását a legegyszerűbben úgy lehet elősegíteni, hogy az óvodához legközelebb lakó diákoknak adunk prioritást. De ha már a társadalmi vagy etnikai szegregációra ellen is tenni szeretne a tervező, akkor a probléma sokkal összetettebbé válik. Sok helyen például úgy próbálják kivédeni az iskolakörzetek miatt létrejövő szegregációt, hogy teljesen eltekintenek a lakhely szerinti prioritástól, példa erre az új amszterdami iskolaválasztási eljárás. Másutt etnikai vagy jövedelmi kvótákat határoznak meg az iskolákban és egyetemeken. Nem egyszerű a probléma, mert a fenti célok sokszor nem egyeztethetők össze egymással, illetve a szülők, diákok és a piac is reagálhat az eltérő érdekek sérelmére, például magániskolák létrehozásával.  

Amikor egyébként Stanfordba kerültem, ott dolgozott Paul R. Milgrom, aki az aukciók szakértője, vagy a hálózatkutatásban világhírű Matthew O. Jackson. Nagyon tetszett, hogy péntekenként a diákokkal közösen tartottak lunch seminar-t, vagyis az ebédidő alatt a diákok bemutathatták a kutatási eredményeiket, és a nagy nevek is mind eljöttek,  meghallgatták őket. Ezt be kellene vezetni itthon is. Ebédelni így is úgy is kell, és így nincs elvesztegetett idő. Csütörtök délelőtt pedig a market design témájában tartottunk közös, informális kávézást minden héten, ahová Al Roth mindig eljött. Emlékszem több olyan beszélgetésre is onnan, ahol a PhD diákok vetettek fel egy-egy témát, amiből aztán elsőosztályú folyóiratcikkek születtek egy-két éven belül.  

Nem is állt szándékodban, hogy ott maradj?

Ez egy egyéves meghívás volt, nem terveztünk kint maradni. 

2016-ban a Lendület programban megkaptad a lehetőséget a Mechanizmustervezés kutatócsoport létrehozására és vezetésére.

Igen, ez rendkívül nagy lehetőség minden Lendület nyertes számára, hogy saját kutatócsoportot alapíthat, és legalább 5 évig kiemelten kedvező körülmények között foglalkozhat a kutatási témájával. Azt még hozzátenném, hogy én már 2010 óta egy Lendület csoportban dolgoztam, Kóczy László Játékelmélet kutatócsoportjában, vagyis azt is tapasztalatból tudom, hogy nem csak a vezetőnek, hanem az összes csoporttagnak sokat lendíthet a karrierjén ha ilyen csoportban dolgozhat. 

A vesecsere program problémáinak a megoldásánál orvos kutatókkal kellett együttműködnöd. Ha van téma ami interdiszciplináris, akkor ez az. Hogyan tudtátok az optimalizálást megoldani?

Ez a téma valóban interdiszciplináris, az orvosok (sebészek, nefrológusok, transzplantációs vezetők) mellett közgazdászok, számítástudósok és matematikusok is foglalkoznak a témakörrel, és mindegyikőjük hozzáadott munkája fontos. Ahogyan az NHS (National Health Service) esetében a brit kollégákkal, itthon a magyar orvosokkal is nagyon nyitottan és egymástól tanulva tudtunk tárgyalni a kérdésekről. Sajnos a hazai kollégák nagyon le vannak terhelve az alapfeladataikkal, így minden jószándékuk ellenére kevés erőforrást és figyelmet tudnak szentelni a  magyar vesecsereprogram létrehozásának. Európában 2016 óta működik egy úgynevezett COST Action program, ami a vesecserével kapcsolatos  európai hálózatépítést segíti elő. Nemrég Padovában látogattam meg egy közgazdászt ebben a témában és elmentünk egy ottani vezető nefrológus-sebész szakértőhöz is. Arról beszéltünk, hogy az olasz rendszert hogyan lehetne javítani, és megegyeztünk abban, hogy a padovai adatok alapján tesztelni fogjuk ennek a gyakorlati lehetőségeit. Ez a központ végzi egyébként a legtöbb élődonoros veseátültetést Olaszországban. 

Nemrég elindult a nemzeti vesecsereprogramok koordinációja is, az olaszok a spanyolokkal és portugálokkal kötöttek megállapodást erről. Az ilyen típusú nemzetközi együttműködésekre példaként szolgál az Eurotransplant is, ami nyolc állam közös programja, hazánk is tagja, és amelynek keretében halott donorok szerveit allokálják. Egyébként Csehország és Ausztria már három éve egyesítette a vesecsereprogramját, így kívánják növelni az esélyét a cserék létrejöttének. Skandináviában is van együttműködés: a Scandiatransplant égisze alatt jelenleg három ország, Norvégia, Svédország, és Dánia között. Én például elképzelhetőnek tartanék a V4 országok és Ausztria részvételével egy közös vesecsereprogramot, csak megfelelő koordinációra lenne szükség hozzá. 

Milyen új irányai lehetnek ennek a kutatásnak?

Több országban fontolgatják, hogy nem csak önkéntes donorokkal, hanem halott donorokkal is kezdenek vese-donációs láncokat. Olaszországban már végre is hajtottak négy ilyen beültetést, éppen a padovai központ vezetésével. Itt azért etikai aggályok is felmerülhetnek, mert a halott donorból származó vesék várható élettartama rövidebb az élődonorétól, de itt is nagyon sok múlik a részleteken, milyen idős volt a donor, mennyire passzol a beteghez a HLA-típusa, és mennyire gyors volt a szerv beültetése. A padovai kollégákkal a vesedonációk minőségi oldalával is tervezünk foglalkozni, amit  az orvosi szakirodalom a halott donációnál és az élődonációnál is lényeges szempontnak tart. A jelenlegi vesecsereprogramokban elsősorban a transzplantációk számát maximalizálják, és kevésbé veszik figyelembe a minőségi szempontokat, ami nem biztos, hogy optimális a betegek hosszú távú életkilátásait tekintve.

 

 

« Vissza a listához

Eseménynaptár

H

K

Sz

Cs

P

Szo

V

28
29
30
31
1
2
3
4
5
6
7
10
12
13
16
17
19
20
22
23
24
25
26
30
1
2019 November

Kiemelt híreink

Kutatóink írásai a Fordulat - társadalomelméleti folyóirat 26-ik számában

Kutatóink írásai a Fordulat - társadalomelméleti folyóirat 26-ik számában 2008–2018: Válság és hegemónia Magyarországon

Transition in Agriculture – Agricultural Economics in Transition XVI.

Transition in Agriculture – Agricultural Economics in Transition XVI. Kétnapos nemzetközi agrárgazdaságtani konferencia. Helyszín: MTA HTK 1097 Budapest Tóth Kálmán u. 4. fszt. K 11-12-es előadóterem

Új publikációk a Regionális Kutatások Intézetében

Új publikációk a Regionális Kutatások Intézetében Novemberi szakfolyóiratcikkek

További híreink »