JK biobankas užbaigė didžiausią pasaulyje viso kūno skenavimo projektą

JK biobankas įgyvendino didžiausią pasaulyje viso kūno skenavimo projektą, kurio metu nuskenavo 100 000 savanorių smegenis, širdį, pilvą, kraujagysles, kaulus ir sąnarius. Šis įspūdingas pasiekimas jau daro įtaką ligų aptikimui ir diagnozavimui – tai 100 000 savanorių smegenų, širdies, pilvo, kraujagyslių, kaulų ir sąnarių skenavimas. Šie tokiu mastu atlikti skenavimai parodo, kas vyksta žmonių organizme senstant, kad galėtume suprasti, kaip, kodėl ir kada susergame.

Nuo 2015 m. JK biobanko vaizdiniai duomenys buvo skelbiami partijomis, o mokslininkai visame pasaulyje naudoja šiuos duomenis kurdami geresnius diagnostinius gyvybei pavojingų ligų, tokių kaip širdies ligos, demencija ir vėžys, tyrimus. Netrukus patvirtinti tyrėjai turės prieigą prie daugiau nei milijardo anonimizuotų vaizdų, gautų iš 100 000 savanorių. Naudodami šią informaciją kartu su esama JK biobanko informacija apie gyvenimo būdą, ligos istoriją, genetiką ir kraujo baltymus, surinktus iš tų pačių savanorių per pastaruosius 15 metų, šie vaizdiniai duomenys leidžia tyrėjams anksčiau neįmanomais būdais pamatyti, kaip visi mūsų gyvenimo aspektai veikia mūsų sveikatą.

Iki šiol paskelbta daugiau nei 1300 recenzuotų mokslinių straipsnių, kuriuose panaudoti JK biobanko vaizdavimo duomenys. Šio tyrimo rezultatai jau gerina priežiūrą NHS ir už jos ribų. Pavyzdžiui:

• NHS memorialinės ligoninės visoje JK dabar naudoja JK biobanko sukurtus procesus, skirtus smegenų MRT vaizdams analizuoti, ir tai padeda tiksliau diagnozuoti demenciją.
• Širdies priežiūra pagerėjo daugiau nei 90 šalių, nes gydytojai naudoja dirbtinio intelekto įrankį, sukurtą naudojant JK biobanko duomenis, kad išanalizuotų širdies skenavimą per mažiau nei sekundę (palyginti su beveik ketvirčiu valandos anksčiau), ir gali sutelkti dėmesį į tuos atvejus, kuriems reikia daugiausia dėmesio.

Po 11 metų darbo, 100 000 skenavimo seansų, kurių kiekvienas truko apie 5 valandas, ir daugiau nei 60 milijonų svarų sterlingų investicijų, JK biobankas pasiekė šį svarbų etapą.

Šio vaizdavimo projekto precedento neturintis mastas – daugiau nei 10 kartų didesnis nei bet kas, kas kada nors egzistavo anksčiau – leidžia mokslininkams pamatyti ligų modelius, kurie kitaip būtų neaptinkami. 100 000 savanorių skenuotų duomenų rinkimas atrodė kaip neįgyvendinama svajonė... kai kurie ekspertai net klausė, ar netyčia pridėjome papildomą nulį! Šis didžiulis vaizdavimo projektas nematomą paverčia matomu. Be to, sujungdami šiuos skirtingų kūno dalių vaizdus su visa genetine ir gyvybiškai svarbia informacija iš mūsų savanorių, mokslininkai daug geriau supranta, kaip veikia mūsų kūnai.“

Seras Rory Collinsas, profesorius, vyriausiasis tyrėjas ir generalinis direktorius, JK biobankas

Kiekvieno seanso metu iš kiekvieno asmens buvo surinkta daugiau nei 12 000 smegenų, širdies ir pilvo MRT vaizdų, taip pat viso kūno skenavimas kaulų tankiui ir kūno riebalams matuoti bei miego arterijų ultragarsinis skenavimas. Kiekvienas savanoris taip pat pateikė tą pačią išsamią informaciją, kurią turėjo, kai beveik prieš 15 metų pirmą kartą dalyvavo JK biobanko tyrime, įskaitant gyvenimo būdo duomenis, fizines savybes (pvz., ūgį, svorį ir sugniaužimo jėgą) bei kraujo mėginį.

„Užsiregistravau skenavimui, nes noriu padėti sukurti sveikesnę ateitį mums visiems. Štai kodėl prieš daugiau nei 15 metų tapau JK biobanko savanore – kad padėčiau mokslininkams, taip sunkiai dirbantiems ateities kartoms“, – sakė Alison, JK biobanko dalyvių patariamosios grupės narė.

Tokio masto vaizdavimo duomenys suteikia daugiau informacijos apie retas ligas ir skirtingus dažnų ligų etapus. Mokslininkai taip pat gali geriau palyginti sveikus kūnus su sergančiais keliomis ligomis, o tai galiausiai leidžia jiems rasti veiksmingesnius ligos žymenis.

„JK biobanko vaizdinimo tyrimas amžiams pakeitė biomedicininių tyrimų aplinką. Didžiulis duomenų kiekis leido pasiekti didelių proveržių kompiuterizuotoje vaizdų analizėje. Dabar tyrėjai gali išmatuoti praktiškai kiekvieno kūno organo ir audinio dydį, formą ir sudėtį per kelias sekundes, o ne valandas vienam asmeniui“, – teigė Vestminsterio universiteto metabolinio vaizdinimo profesorė profesorė Louise Thomas.

Be naudos, kuria pacientai jau naudojasi šiandien, šie vaizdo gavimo duomenys skatina fundamentinius mokslo tyrimus, kurie turėtų padėti sukurti naujus diagnostinius tyrimus ir gydymo būdus. Tarp šių pasiekimų:

• Kuriamas dirbtinio intelekto modelis, kuris sukuria suasmenintą sveikos širdies versiją (remiantis žmogaus amžiumi, lytimi, svoriu ir ūgiu), kuri gali būti naudojama aptikti skirtumus tarp paciento tikrosios širdies ir sveikos širdies modelio bei ankstyvus širdies ligų požymius.
• Atradimas, kad mūsų organai gali būti biologiškai senesni nei mūsų chronologinis amžius, leis gydytojams, remdamiesi kūno skenavimais ir klinikiniais duomenimis, pamatyti, kuriems organams gresia ligos, ir rasti būdų, kaip to išvengti, galiausiai prailginant gyvenimą.
• Atrandant naujus ryšius tarp širdies ir smegenų. Pavyzdžiui, kaip struktūriniai širdies pokyčiai padidina psichikos sutrikimų, įskaitant depresiją, riziką. Tai svarbu norint suprasti smegenų ligas.
• Demonstracija, kaip invazinę chirurginę procedūrą galima pakeisti MRT diagnozuojant ir stebint dažną ligą – riebalinę kepenų ligą.
• Numatant ankstyvą 38 ligų atsiradimą, derinant MRT vaizdus su kitais sveikatos duomenimis ir naudojant dirbtinį intelektą, demonstruojamas pažangių technologijų galia prognozuojant sveikatos riziką gerokai prieš pasireiškiant simptomams.
• Tyrimai rodo, kad vieno ar dviejų alkoholio vienetų vartojimas per dieną yra susijęs su potencialiai žalingu smegenų dydžio ir struktūros sumažėjimu, o tai gali padidinti atminties praradimo ir demencijos riziką.
• Įrodyta, kad žmonės, turintys tą patį KMI, dėl genetikos gali kaupti riebalus labai skirtingai – vieniems tai padidina tokių ligų kaip diabetas ir širdies ligos riziką, o kitiems – apsaugo.
• DEXA skenavimo tyrimai parodė, kad 1 iš 10 vidutinio amžiaus žmonių, neturinčių jokių kitų simptomų, turi kalcifikacijų pilvo aortoje (pagrindinėje kūno kraujagyslėje) – tai plačiai nediagnozuota, bet mirtina būklė.

Tokio masto duomenys atveria galimybę pasitelkti mašininį mokymąsi ligoms numatyti dar prieš pasirodant simptomams.

„Fantastiška, kad JK biobankas surinko tokį gausų duomenų kiekį iš dosnių savanorių, o skenavimai suteikia dar vieną išskirtinio detalumo sluoksnį. Viename neseniai atliktame tyrime buvo panaudoti 20 000 dalyvių smegenų skenavimai, aktyvumo duomenys ir genetika, siekiant sukurti dirbtinio intelekto įrankį, kuris prognozuoja, kam gresia Alzheimerio ir Parkinsono ligos. Nekantrauju pamatyti, ką atskleis 100 000 žmonių skenavimai!“ – sakė JK biobanko vaizdavimo darbo grupės pirmininkas profesorius Paulas Matthewsas.

Projektas taip pat prisidėjo prie pasaulinės vaizdavimo duomenų prieigos demokratizacijos, paversdamas MR vaizdus duomenimis, kuriuos gali naudoti tyrėjai už vaizdavimo srities ribų, įskaitant mokslininkus mažiau išteklių turinčiose šalyse.

„Gavome neįtikėtinų atsiliepimų iš tyrėjų visame pasaulyje apie tai, kaip vaizdavimo projektas naudoja rezultatus mokslo srityse, kuriose anksčiau nebuvo svarstoma galimybė naudoti kūno skenavimo duomenis“, – teigė profesorė Naomi Allen, JK biobanko vyriausioji mokslo pareigūnė.

JK biobanko vaizdinimo projektas buvo pradėtas bandomuoju būdu 2014 m., jame dalyvavo daugiau nei 7000 savanorių – tuo metu tai buvo rekordinis skaičius. Pagrindinis etapas prasidėjo 2016 m., kai 100 000 iš 500 000 JK biobanko savanorių buvo pakviesti dalyvauti 5 valandų trukmės vaizdinimo sesijose viename iš keturių specializuotų centrų visoje šalyje. Projektas ir toliau kviečia savanorius į vaizdinimo sesijas pasiekęs 100 000 dalyvių tikslą.

Antrasis projekto etapas prasidėjo 2022 m., o jo tikslas – iš naujo nuskenuoti 60 000 iš tų 100 000 dalyvių ne anksčiau kaip po dvejų metų nuo pirmojo vaizdinimo seanso. Šis projektas tebevyksta ir tikimasi, kad jis bus baigtas iki 2029 m.

JK biobanko duomenys patvirtintiems tyrėjams teikiami partijomis per saugią, debesijos pagrindu veikiančią JK biobanko tyrimų analizės platformą (UKB-RAP). Tikimasi, kad visų 100 000 dalyvių vaizdiniai duomenys tyrėjams bus prieinami iki 2025 m. pabaigos.