AI聯(lián)袂蛋白質(zhì)分析：有望提前15年預(yù)測(cè)癡呆風(fēng)險(xiǎn)
來(lái)源：科技日?qǐng)?bào) 發(fā)布時(shí)間：2024-02-29 14:35:49
一個(gè)人患上癡呆的風(fēng)險(xiǎn)有多大？現(xiàn)在一項(xiàng)最新研究顯示，依靠血液檢測(cè)或許能提前15年給出預(yù)測(cè)結(jié)果。日前，復(fù)旦大學(xué)附屬華山醫(yī)院神經(jīng)內(nèi)科教授郁金泰團(tuán)隊(duì)，復(fù)旦大學(xué)類(lèi)腦智能科學(xué)與技術(shù)研究院教授馮建峰、研究員程煒團(tuán)隊(duì)與英國(guó)華威大學(xué)的科學(xué)家合作，利用AI算法，對(duì)1463種血液蛋白展開(kāi)分析，識(shí)別出幾種標(biāo)志物，并可借此提前15年預(yù)測(cè)一個(gè)人罹患癡呆的風(fēng)險(xiǎn)。相關(guān)論文發(fā)表在《自然·衰老》雜志上。
郁金泰和馮建峰在接受科技日?qǐng)?bào)記者采訪(fǎng)時(shí)強(qiáng)調(diào)，最新研究結(jié)果對(duì)癡呆高危人群的篩查和早期干預(yù)意義重大。這一研究有望催生新的血液測(cè)試方法，盡早檢測(cè)出阿爾茨海默病和其他形式的癡呆。此外，AI與蛋白質(zhì)分析的“強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)手”，對(duì)推動(dòng)精準(zhǔn)醫(yī)療的發(fā)展也具有重要意義。
靠機(jī)器學(xué)習(xí)找出標(biāo)志物
世界衛(wèi)生組織的數(shù)據(jù)顯示，全球每年罹患癡呆的人數(shù)超過(guò)5500萬(wàn)人。這種疾病非常“狡猾”，患者被確診時(shí)或許已經(jīng)患病很多年。“癡呆的病程長(zhǎng)，在發(fā)病前數(shù)年甚至數(shù)十年就會(huì)出現(xiàn)病理改變。到確診時(shí)，往往已經(jīng)錯(cuò)過(guò)最佳治療時(shí)間窗口。因此，急需尋找癡呆的早期預(yù)測(cè)方法，識(shí)別癡呆高風(fēng)險(xiǎn)人群。”郁金泰解釋說(shuō)。
為了鑒別出可揭示癡呆“蛛絲馬跡”的蛋白質(zhì)，團(tuán)隊(duì)利用了英國(guó)生物銀行數(shù)據(jù)庫(kù)在2006年至2010年間采集并冷凍的52645名健康參與者的血液樣本。在約15年的隨訪(fǎng)時(shí)間里，這些人中有1417人罹患癡呆。馮建峰介紹：“在癡呆患者的血液中，某些特定蛋白質(zhì)的水平會(huì)發(fā)生變化。我們利用機(jī)器學(xué)習(xí)方法分析了1463種蛋白，發(fā)現(xiàn)其中GFAP、NEFL和GDF15的水平升高與癡呆有關(guān)。我們使用機(jī)器學(xué)習(xí)算法，將上述生物標(biāo)志物與受試者的年齡、性別、教育和家族史等人口統(tǒng)計(jì)學(xué)因素相結(jié)合。結(jié)果顯示，在不同驗(yàn)證策略下，該模型預(yù)測(cè)包括阿爾茨海默病在內(nèi)的3種癡呆亞型發(fā)病率的準(zhǔn)確率約為90%。”
GFAP能夠?yàn)樾切文z質(zhì)細(xì)胞提供結(jié)構(gòu)支持，此前已被科學(xué)家提議作為診斷阿爾茨海默病的生物標(biāo)志物。郁金泰補(bǔ)充說(shuō)，最新研究發(fā)現(xiàn)，血液中GFAP水平高的人，罹患阿爾茨海默病的可能性是正常水平的人的2.91倍。
“與以往的確診時(shí)間相比，我們可以相當(dāng)可靠地提前15年預(yù)測(cè)這類(lèi)疾病的風(fēng)險(xiǎn)。”馮建峰說(shuō)。
或?qū)⒋呱卵簷z測(cè)方法
郁金泰認(rèn)為，這一發(fā)現(xiàn)可用于開(kāi)發(fā)新型血液檢測(cè)方法，以盡早識(shí)別出有癡呆風(fēng)險(xiǎn)的人群。通過(guò)簡(jiǎn)單的驗(yàn)血來(lái)檢查血液中是否存在疾病標(biāo)志蛋白，這種方法相對(duì)于其他具有侵入性或更高成本的檢測(cè)方法（如腰椎穿刺、影像學(xué)檢查等）來(lái)說(shuō)更加經(jīng)濟(jì)、易于實(shí)施。這也表明蛋白質(zhì)組學(xué)在未來(lái)癡呆早期篩查領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。
郁金泰進(jìn)一步解釋?zhuān)?ldquo;我們的研究采用了迄今為止最大的血液蛋白質(zhì)組學(xué)和社區(qū)人群隊(duì)列，大樣本、長(zhǎng)時(shí)間的縱向隨訪(fǎng)保證了研究發(fā)現(xiàn)的可靠性和研發(fā)模型的穩(wěn)定性。更重要的是，我們的數(shù)據(jù)源于社區(qū)隊(duì)列，這使研究結(jié)果更貼近癡呆早期篩查的實(shí)際應(yīng)用情況。這一點(diǎn)對(duì)于未來(lái)模型的應(yīng)用至關(guān)重要。”馮建峰也說(shuō)，希望未來(lái)能開(kāi)發(fā)出新藥，與研究中確定的蛋白相互作用。
盡管上述研究結(jié)果讓人們對(duì)癡呆的早期診斷和盡早治療燃起新的希望，但也有研究人員強(qiáng)調(diào)，新發(fā)現(xiàn)的這些標(biāo)志物還需進(jìn)一步驗(yàn)證，才能作為臨床篩查工具。“盡管基于血液學(xué)檢測(cè)的癡呆預(yù)測(cè)從科學(xué)研究到臨床應(yīng)用的過(guò)渡已成為趨勢(shì)，但它仍處于研究階段且存在一些挑戰(zhàn)和限制。”郁金泰介紹，首先是要解決標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)題。目前科學(xué)家尚未建立統(tǒng)一的血液蛋白標(biāo)志物評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)，不同研究可能使用的方法和標(biāo)準(zhǔn)不同。
馮建峰也認(rèn)為，血液蛋白水平受多種因素影響，包括年齡、性別、健康狀況、藥物使用等，因此需要充分考慮這些因素的影響。目前，仍需大規(guī)模和長(zhǎng)期的研究，來(lái)驗(yàn)證血液蛋白標(biāo)志物在癡呆預(yù)測(cè)中的準(zhǔn)確性和可靠性。（記者 劉 霞）
責(zé)任編輯：邢敏
