Метаболический профиль предсказал смерть в течение 10 лет с точностью в 83 процента
Нидерландские ученые выделили 14 показателей обмена веществ, по которым можно с высокой точностью предсказать смерть в течение последующих пяти и десяти лет вне зависимости от возраста, но с учетом пола. Для этого они проанализировали данные о более чем 44 тысячах человек, из которых пять тысяч умерли в течение исследования. Среди показателей, предсказывающих смерть, ученые выделили уровень содержания глюкозы, жиров, молочной кислоты, альбуминов и другие, а точность предсказания на отдельной выборке людей в пятилетней перспективе составила 83,7 процента. Статья опубликована в Nature Communications.
Цель большинства медицинских исследований, проводимых на больших популяциях, — с высокой точностью определить факторы риска развития каких-либо заболеваний или наступления преждевременной смерти. Выводы у таких исследований порой не самые очевидные: к примеру, риск преждевременной смерти выше даже при потреблении небольших порций красного мяса, а длина теломер, как оказалось, предсказывает смерть хуже, чем возраст и физическая активность.
Разумеется, лучше всего для предсказания смерти подходят объективные показатели — то есть биомаркеры, которые можно измерить в лабораторных условиях. Один из таких показателей — метаболический профиль, то есть отдельные уровни обмена различных веществ в организме. Ученые под руководством Йориса Дилена (Joris Deelen) из Медицинского центра Лейденского университета решили сократить количество релевантных для такого предсказания метрик обмена веществ до минимума.
Для этого они использовали данные о 44168 участниках 12 популяционных исследований в возрасте от 18 до 109 лет: помимо различных демографических данных и информации об образе жизни для них также были доступны данные о 226 метаболических показателях, взятых при анализе крови. Из всех участников за время исследования (от 2,7 до 16,7 лет) умерли 5512.
Всего ученым удалось выделить 136 биомаркеров, которые были статистически значимо связаны со смертностью по всем выборкам. После учета побочных переменных (влияния пола, возраста, причины смерти, взаимодействия некоторых показателей обмена веществ друг с другом и других) независимых маркеров осталось 14. Среди них — содержание хиломикронов (класс липопротеинов, которые образуются в тонком кишечнике), малых частиц липопротеина высокой плотности (ЛПВП, так называемый «хороший» холестерин), глюкозы, молочной кислоты, альбуминов (простых растворимых в воде белков) и других.
Если разбить рассмотренные показатели на условно «полезные» и «вредные», то с пониженным риском преждевременной смерти оказалась связана повышенная концентрация ЛПВП, альбуминов, гистидина и лейцина, а с повышенным — сравнительно высокие показатели уровня глюкозы, молочной кислоты и изолейцина.
Модель, в которой указанные биомаркеры ассоциируются с риском преждевременной смерти, проверили на отдельной выборке из 7603 человек, из них 1213 умерло после начала исследования. Выяснилось, что учет 14 показателей обмена веществ с учетом пола человека может предсказать смерть в течение последующих пяти лет с точностью в 83,7 процента, а в течение десяти лет — с точностью в 83. Для сравнения, модель предсказания, основанная на информации об образе жизни и здоровья (распространенные в медицинских исследованиях факторы риска), дала точность в 77,2 и 79 процентов соответственно.
Ограничение применения результатов медицинских исследований состоит в том, что не все показатели можно измерить объективно: в том, что касается изучения пищевых и вредных привычек, физической активности и сна, исследователям часто приходится опираться на данные, предоставленные самими участниками исследований. Учет объективных биомаркеров работы человеческого тела, а в особенности — показателей обмена веществ, служит не только более точным (как показало новое исследование), но и сравнительно простым способом предсказания смертности. Ученые также указали на то, что отдельные биомаркеры можно отнести не только к повышенному риску смерти, но и выделить определенную причину — для этого, однако, их модель следует изучать и далее.
Что касается контроля факторов, влияющих на показатели обмена веществ, то для этого необходимо следить за питанием, потреблением алкоголя, физической активностью и сном. Недавнее исследование показало, что при постоянном недосыпе дополнительный сон в выходные избавиться от нарушения обмена веществ может не помочь.
Елизавета Ивтушок
Сканер работает в паре со смартфоном
Канадские и мексиканские исследователи представили результаты пилотных клинических испытаний сканера для диагностики воспаления и инфекционного процесса в ранах. Устройство гиперспектральной визуализации, выполненное в виде сменного объектива для смартфона, анализирует изображение, термограмму и флуоресценцию пораженной области. В испытаниях гаджет продемонстрировал общую точность в 74 процента. Отчет о работе опубликован в журнале Frontiers in Medicine. Хронические раны, которые не заживают в течение 8–12 недель, представляют серьезную проблему для общественного здравоохранения. Типичным пусковым фактором для их развития служит инфекция, особенно в том случае, если процесс заживления в силу состояния самой раны и всего организма задержался на воспалительной фазе. Стадии раневой инфекции включают загрязнение (контаминацию), колонизацию, местную инфекцию и ее системное распространение (генерализацию). Для оказания необходимого объема помощи врачу необходимо четко различать загрязненные и колонизированные раны, однако точность подобной диагностики при простом осмотре не достигает и 60 процентов. Как правило, это компенсируют микробиологическими и молекулярными исследованиями, однако они занимают значительное время и не всегда доступны. В силу этого все больший интерес представляют физические методы исследования, такие как инфракрасная термография и регистрация бактериальной флуоресценции, а также анализ изображений с помощью алгоритмов машинного обучения. Чтобы совместить преимущества этих методов, канадская компания Swift Medical разработала устройство гиперспектральной визуализации Swift Ray 1. Оно оснащено инфракрасными датчиками для разных длин волн, источниками видимого и ультрафиолетового излучения и соответствующими камерами высокого разрешения. Они позволяют одновременно выполнять фотосъемку и инфракрасную термографию раны и регистрировать флуоресценцию бактерий в ней. Полученные изображения устройство передает на камеру смартфона с интегрированным приложением Swift Skin and Wound. Оно собирает их в датасет, который содержит информацию о физиологии, морфологии и составе тканей в ране. Роберт Фрейзер (Robert Fraser) с коллегами из трех канадских университетов, Центральной больницы имени Прието в Сан-Луис-Потоси, компаний Swift Medical и Vope Medical провели мультицентровое проспективное испытание устройства Swift Ray 1, в котором оценивали его пригодность для дифференциальной диагностики невоспаленных, воспаленных и инфицированных ран. В исследовании приняли участие 66 амбулаторных пациентов из Мексики и Канады. Сканирование ран проводили хирурги, прошедшие инструктаж, в соответствии с полученными рекомендациями (рану очищали, помещали по ее краям идущий в комплекте маркер и снимали под углом 90 градусов с расстояния 15 сантиметров). Клинические характеристики ран оценивали в соответствии с протоколом Международного института раневых инфекций (IWII). Обработку данных проводили методами главных компонент (PCA) и k-ближайших соседей (KNN) для создания нейросетевой модели, кластеризующей раны по признаку наличия инфекции и воспаления. По результатам испытаний PCA-KNN-кластеризация с учетом всех клинических и визуализационных переменных обеспечила общую точность 74 процента при дифференциальной диагностике невоспаленных, воспаленных и инфицированных ран. Для невоспаленных ран чувствительность и специфичность модели составили соответственно 94 и 70 процентов, для воспаленных — 85 и 77 процентов, для инфицированных — 100 и 91 процент. Таким образом, комбинация множественных методов визуализации позволяет создавать модели для улучшенной оценки ран. Подобные устройства для использования в месте оказания помощи могут помочь клиницистам своевременно выявлять и лечить раневые инфекции, заключают авторы работы. В феврале 2023 года американские, китайские и корейские исследователи представили биорезорбируемый беспроводной электрод для мониторинга состояния и электротерапии хронических ран. В конце 2022 года стэнфордская научная команда продемонстрировала умный пластырь для мониторинга и электростимуляции ран, который атравматично отклеивается после использования.