Назад
Открытие исследователями Стэнфордской школы медицины биомаркеров в крови и моче женщин с опасным осложнением беременности может привести к созданию недорогого теста для прогнозирования этого состояния.
Результаты исследования, опубликованные 9 декабря в журнале Patterns, закладывают основу для прогнозирования преэклампсии - одной из трех основных причин материнской смертности в мире - за несколько месяцев до появления симптомов у беременной женщины. Прогностическое тестирование позволит улучшить мониторинг беременности и разработать более эффективные методы лечения.
Преэклампсия характеризуется высоким артериальным давлением на поздних сроках беременности. Она наблюдается в 8 % беременностей в мире и может привести к эклампсии - экстренной акушерской ситуации, связанной с судорогами, инсультами, необратимым повреждением органов и смертью. В настоящее время преэклампсия может быть диагностирована только во второй половине беременности, и единственным методом лечения является родоразрешение, что подвергает младенцев риску преждевременных родов.
"Преимущество предсказания преэклампсии на ранних стадиях беременности заключается в том, что мы можем более внимательно следить за матерями, чтобы выявить ранние симптомы", - говорит соавтор исследования Ивана Марич. Кроме того, прием низких доз аспирина на ранних сроках беременности может снизить частоту развития преэклампсии у женщин из группы риска, но определить, кому это может быть полезно, было непросто, сказала Марич. "Существует реальная необходимость выявления таких беременностей, чтобы предотвратить трагические исходы для матерей и преждевременные роды для детей, что может быть очень опасно. Когда вы снижаете уровень преэклампсии, вы также, вероятно, снижаете вероятность преждевременных родов", - отметила Марич. "Это сразу два положительных эффекта".
Чтобы выяснить, какие биологические сигналы могут служить системой раннего предупреждения преэклампсии, исследовательская группа отобрала биологические образцы у беременных женщин, у которых развилась и не развилась преэклампсия. Они провели очень подробный анализ всех образцов, оценивая изменения в максимально возможном количестве биологических сигналов, а затем остановились на небольшом наборе наиболее полезных прогностических признаков. "Мы использовали ряд передовых технологий для анализа преэклампсии на беспрецедентном уровне биологической детализации", - рассказывает Марич. "Мы узнали, что анализ мочи, взятый на ранних сроках беременности, обладает большой статистической эффективностью для прогнозирования преэклампсии".
Исследовательская группа собрала биологические образцы на двух или трех сроках беременности (раннем, среднем и позднем) у 49 женщин, у 29 из которых во время беременности развилась преэклампсия, а у 20 - нет. Участницы были отобраны из более крупной когорты женщин, которые сдали биологические образцы для исследования беременности в Стэнфордском медицинском центре. В каждый момент времени участницы сдавали образцы крови, мочи и вагинальные мазки. Образцы использовались для измерения шести типов биологических сигналов: вся внеклеточная РНК в плазме крови - показатель активности генов; все белки в плазме; все продукты обмена веществ в плазме; все продукты обмена веществ в моче; все жироподобные молекулы в плазме; и все микроорганизмы/бактерии в вагинальных мазках. Ученые также провели измерения всех иммунных клеток в плазме крови у подгруппы из 19 участников.
Имея результаты тысяч измерений, а также информацию о том, у кого из участниц развилась преэклампсия и когда во время беременности был получен каждый образец, авторы использовали машинное обучение, чтобы определить, какие биологические сигналы лучше всего предсказывают развитие преэклампсии.
Marić, I., et al. Раннее прогнозирование и лонгитюдное моделирование преэклампсии на основе мультиомики (аннотация).
Преэклампсия - сложное заболевание беременности, физиопатология которого остается неясной.
Мы разработали модели машинного обучения для раннего прогнозирования преэклампсии (первые 16 недель беременности) и в течение гестации, проанализировав шесть наборов омических данных из лонгитюдной когорты беременных женщин. Для ранних сроков беременности модель прогнозирования с использованием девяти метаболитов мочи имела самую высокую точность и была подтверждена на независимой когорте (площадь под кривой приемно-операционной характеристики [AUC] = 0,88, 95% доверительный интервал [ДИ] [0,76, 0,99] кросс-валидированный; AUC = 0,83, 95% ДИ [0,62,1] подтвержденный). Одномерный анализ продемонстрировал статистическую значимость идентифицированных метаболитов. Интегрированная мультиомическая модель еще больше повысила точность (AUC = 0,94).
Было выявлено несколько биологических путей, включая метаболизм триптофана, кофеина и арахидоновой кислоты. Интеграция с данными иммунной цитометрии позволила выявить новые ассоциации между иммунной и протеомной динамикой. Несмотря на необходимость дальнейшей валидации на более крупной популяции, эти обнадеживающие результаты могут послужить основой для простого раннего диагностического теста на преэклампсию.
