За 15 років до інфаркту. Штучний інтелект навчили визначати ризик шести серцево-судинних хвороб за одним аналізом крові

Розроблений дослідниками з Університету Гонконгу, CardiOmicScore аналізує тисячі білків та метаболітів для оцінки ризику шести основних серцево-судинних захворювань, включаючи інфаркт, інсульт, серцеву недостатність та фібриляцію передсердь, пише Science Daily.

На відміну від генетичних показників ризику, які залишаються фіксованими протягом усього життя, система фіксує біологічні зміни, пов’язані з поточним станом здоров’я людини, способом життя та навколишнім середовищем.

Система, відома як CardiOmicScore, використовує інформацію з одного аналізу крові для оцінки майбутнього ризику людини щодо шести основних серцево-судинних захворювань (ССЗ): ішемічної хвороби серця, інсульту, серцевої недостатності, фібриляції передсердь, захворювань периферичних артерій та венозної тромбоемболії. У людей з підвищеним ризиком модель змогла виявляти попереджувальні сигнали ще за 15 років до клінічного початку.

Серцево-судинні захворювання залишаються провідною причиною смерті у всьому світі, на них лише у 2022 році померло приблизно 19,8 мільйона людей. Лікарі зазвичай оцінюють серцево-судинний ризик, досліджуючи такі фактори, як вік, артеріальний тиск, історія куріння та інші стандартні клінічні вимірювання. Ці показники корисні, але вони можуть не виявляти найперших біологічних змін, що відбуваються в організмі до того, як хвороба стане очевидною. В результаті, деякі люди можуть не бути визначені як такі, що мають високий ризик, доки найкращі можливості для профілактики не почнуть звужуватися.

Тести на генетичний ризик пропонують ще один спосіб оцінити ймовірність розвитку захворювання у людини. Наприклад, полігенні оцінки ризику поєднують вплив багатьох генетичних варіантів в єдиний показник успадкованого ризику. Однак генетичний склад людини значною мірою фіксується при народженні. Це означає, що генетичні показники не можуть повністю відображати більш безпосередні зміни, спричинені дієтою, фізичними вправами, старінням, хворобами, впливом навколишнього середовища чи іншими факторами впливу на здоров’я.

CardiOmicScore був розроблений для того, щоб забезпечити більш актуальну картину того, що відбувається всередині організму. Для створення цього інструменту команда HKUMed використала глибоке навчання для об'єднання кількох шарів біологічної інформації. Цей підхід відомий як мультиоміка, оскільки він об'єднує дані з різних галузей біології, включаючи геноміку, метаболоміку та протеоміку. Геноміка вивчає генетичну інформацію. Протеоміка зосереджується на білках, які виконують багато важливих функцій в організмі. Метаболоміка вивчає малі молекули, які називаються метаболітами, що виробляються в процесі переробки їжі організмом, вироблення енергії та реагування на хвороби.

Дослідники проаналізували дані великої популяції з біобанку Великої Британії. Їхня модель дослідила 2920 циркулюючих білків та 168 метаболітів, виміряних у зразках крові. Разом ці молекули можуть надати детальний знімок поточного біологічного стану людини. Вони можуть відображати незначні зміни в імунній активності, метаболізмі та здоров'ї судин до того, як розвинуться помітні симптоми.

Професор Чжан Цінпен, доцент кафедри фармакології та фармації в Університеті Гонконгу, пояснив: «Гени визначають, з чого ми починаємо — вони визначають наш базовий ризик для здоров’я. Однак білки та метаболіти відображають наше поточне фізичне здоров’я. Наш інструмент штучного інтелекту розроблений для декодування цих складних молекулярних сигналів, що дозволяє лікарям і пацієнтам виявляти ризики набагато раніше, що потенційно може змінити траєкторію розвитку захворювання завдяки своєчасній зміні способу життя та ранній профілактиці».

Результати показали, що CardiOmicScore може перетворити складні молекулярні вимірювання на персоналізовані оцінки серцево-судинного ризику. Система показала значно кращі результати, ніж звичайні полігенні оцінки ризику. Її точність ще більше покращилася, коли дослідники додали клінічну інформацію, таку як вік і стать. Серед осіб з високим ризиком CardiOmicScore може виявити підвищений серцево-судинний ризик до 15 років до появи симптомів.

У майбутньому невеликий зразок крові потенційно може бути використаний для створення детального профілю ризику, що охоплює одночасно кілька серцево-судинних захворювань. Ця інформація може дати пацієнтам і лікарям більше часу для реагування на зміни способу життя, ретельнішого моніторингу або інших профілактичних заходів.