باحثو مايو كلينك يطورون أداة لقياس صحة الحَيُّوم الدقيق المعوي

روتشستر، ولاية مينيسوتا — طوّر فريق من باحثي مايو كلينك أداة حسابية مبتكرة تعمل على تحليل الحَيُّوم الدقيق المعوي، وهو نظام حيوي معقد يتكون من تريليونات البكتيريا والفطريات والفيروسات والكائنات الحية الدقيقة الأخرى داخل الجهاز الهضمي، لتوفير نظرة ثاقبة حول الصحة العامة.

وفي دراسة جديدة نُشرت في مجلة نيتشر كوميونيكيشنز، أظهرت الأداة دقة بلغت نسبتها 80% على الأقل في التمييز بين الأفراد الأصحاء وأولئك المصابين بمرض ما. وطُوّرت الأداة من خلال تحليل مجتمعات الحَيُّوم الدقيق المعوي الموجودة في أكثر من 8000 عينة براز تمثل أمراضًا ومناطق جغرافية ومجموعات ديموغرافية مختلفة.

يمكن للأداة التي أُطلق عليها مؤشر صحة الحَيُّوم الدقيق المعوي 2، رصد التغيرات الطفيفة في صحة الأمعاء، وتحديد ما إذا كان الشخص يقترب من الإصابة بمرض أو يتعافى منه. استخدم الباحثون طرق المعلوماتية الحيوية والتعلم الآلي لتحليل مجتمعات الحَيُّوم الدقيق الموجودة في عينات البراز التي جُمعت من 54 دراسة منشورة شملت 26 دولة وست قارات. أثمر هذا النهج عن مجموعة بيانات متنوعة وشاملة.

تعالج هذه التقنية التحديات القائمة منذ أمدٍ بعيد في أبحاث الحَيُّوم الدقيق البشري، بما في ذلك تحديد ما يُعد حَيُّوم دقيق "صحي" وتحديد المؤشرات المبكرة للمشكلات الصحية المحتملة. كما أنها تسد فجوة كبيرة في أدوات القياس الحالية للصحة والعافية.

يلعب الحَيُّوم الدقيق دورًا بالغ الأهمية في عملية الهضم والأيض ووظائف المناعة، ويرى الباحثون أن الخلل في الحَيُّوم الدقيق المعوي يمكن ربطه بأمراض مزمنة مختلفة.

"أخيرًا، أصبح لدينا مؤشر قياسي لتقدير مدى "صحة" الحَيُّوم الدقيق المعوي للشخص كميًا"، وذلك بحسب كلام جايون سونغ، حاصل على الدكتوراه، المؤلف الأول وعالم الأحياء الحاسوبية في برنامج الحَيُّوم الدقيق في مركز الطب الفردي التابع لمايو كلينك.

ويضيف: "لا تهدف أداتنا إلى تشخيص أمراض بعينها، بل لتكون بمثابة مؤشر صحي استباقي". "ومن خلال تحديد التغيرات الضارة في صحة الأمعاء قبل تفاقمها إلى أعراض خطيرة، يمكن للأداة تقديم إفادة بشأن تعديلات النظام الغذائي أو نمط الحياة الواجب إدخالها لمنع تطور المشكلات الطفيفة إلى حالات صحية أكثر خطورة، أو التوجيه بإجراء المزيد من الاختبارات التشخيصية. ومن خلال القدرة على معرفة ما إذا كانت أمعاء الشخص صحية أو تتجه نحو الإصابة بحالة مرضية، فإننا نهدف في نهاية المطاف إلى تمكين الأفراد من اتخاذ خطوات استباقية في إدارة صحتهم".

تضمنت عملية تطوير الأداة تحديد الأنواع الميكروبية، واختيار السمات الأكثر ارتباطًا بعناية، وتحسين نموذج التعلم الآلي.

والنتيجة النهائية هي مؤشر يفحص عينة من الحَيُّوم الدقيق المعوي ويحدد مقدار تشابهها مع فرد سليم (خالٍ من الأمراض) أو غير سليم (مريض).

اختبر فريق الدراسة المؤشر أولاً على مجموعة تدريبية ضمت أكثر من 8000 عينة حَيُّوم دقيق، ثم تثبّت من فاعليته بتطبيقه على مجموعة جديدة مكونة من 1140 عينة.

اختبر الفريق أيضًا أداته عبر سيناريوهات سريرية مختلفة، شملت الأشخاص الذين خضعوا لزراعة مجهريات البقعة الغائطية، وكذلك الأشخاص الذين أجروا تعديلات على مَدخول الألياف الغذائية أو الذين تعرضوا للمضادات الحيوية، لإثبات قدرتها على اكتشاف التحولات في صحة الأمعاء.

يستند مؤشر صحة الحَيُّوم الدقيق المعوي 2 إلى الأداة الأصلية للفريق من خلال دمج نطاق أوسع من البيانات واستخدام أساليب حسابية محسّنة. ويأمل الفريق أن يعمل هذا الإصدار الجديد على تعزيز الدقة في تقييم صحة الأمعاء ومراقبة التغيرات في الحَيُّوم الدقيق المعوي.

يخطط الدكتور سونغ وفريقه لمواصلة تطوير مؤشر صحة الحَيُّوم الدقيق المعوي 2 من خلال توسيع مجموعة البيانات لتشمل نطاقًا أوسع من عينات الحَيُّوم الدقيق مأخوذة من مجموعات سكانية متنوعة، ومن خلال إضافة تقنيات ذكاء اصطناعي أكثر تقدمًا لتعزيز الدقة التنبؤية للأداة وقدرتها على التكيف.

للحصول على القائمة الكاملة للمؤلفين والإفصاحات والتمويل، راجع الورقة البحثية.

###

نبذة عن مايو كلينك
مايو كلينك هي مؤسسة غير ربحية تلتزم بالابتكار في الممارسات السريرية والتعليم والبحث وتوفير التعاطف والخبرة لكل مَن يحتاج إلى الاستشفاء والرد على استفساراته. لمعرفة المزيد من أخبار مايو كلينك، تفضَّل بزيارة شبكة مايو كلينك الإخبارية.