هوش مصنوعی ۸ سال زودتر آرتروز زانو را تشخیص می‌دهد!

خبر خوش برای افرادی که نگران ابتلا به آرتروز زانو هستند! دانشمندان بر این باورند که یک آزمایش خون ساده می‌تواند این بیماری را در افرادی که هنوز هیچ علائمی ندارند، تشخیص دهد. این روش حتی تا هشت سال زودتر از اشعه ایکس که تغییرات استخوانی را نشان می‌دهد، قادر به شناسایی بیماری است.

در یک مطالعه جدید، محققان خون ۲۰۰ زن سفیدپوست که در ابتدای آزمایش هیچ علائمی از آرتروز زانو نداشتند و بر اساس عوامل خطر سنتی مانند آسیب دیدگی قبلی زانو یا جراحی زانو کم‌خطر در نظر گرفته می‌شدند را مورد بررسی قرار دادند.

سپس آن‌ها با استفاده از یک آزمایش جدید که به دنبال پروتئین‌های موجود در خون برای پیش‌بینی خطر ابتلا به بیماری است، خون همین افراد را تجزیه و تحلیل کردند. بر اساس مقاله منتشر شده در مجله Science Advances در روز جمعه (٧ اردیبهشت)، تنها با بررسی شش پروتئین در خون می‌توان با دقت پیش‌بینی کرد که کدام فرد در طول ۱۰ سال آینده دچار آرتروز زانو خواهد شد.

این آزمایش در برخی موارد می‌تواند تا هشت سال زودتر از اشعه ایکس که در حال حاضر روش تشخیصی استاندارد طلایی برای آرتروز است، بیماری را شناسایی کند. محققان بر این باورند که تشخیص زودهنگام اهمیت ویژه‌ای دارد، زیرا اگرچه برای این بیماری درمانی قطعی وجود ندارد، اقدامات پیشگیرانه‌ای وجود دارد که می‌تواند روند پیشرفت آن را کند کند. این اقدامات شامل حفظ وزن سالم، انجام ورزش کم‌فشار و مصرف داروهایی برای تسکین علائم می‌شود.

تشخیص آرتروز زانو با یک آزمایش خون ساده

تشخیص زودهنگام آرتروز زانو می‌تواند به مثابه یک زنگ خطر عمل کند. به گفته دکتر ویرجینیا بایرز کروس، نویسنده اصلی این مطالعه و استاد دانشکده پزشکی دانشگاه دوک در کارولینای شمالی، این موضوع می‌تواند افراد را به سمت درمان‌های پیشگیرانه سوق دهد. این امر می‌تواند از بروز عوارض بعدی بیماری مانند درد، ناتوانی و نیاز به تعویض مفصل جلوگیری کند.

علاوه بر این، دکتر کروس اشاره می‌کند که روزی شاید این یافته‌ها به دانشمندان در توسعه درمان‌های پیشگیرانه جدید و مؤثرتر برای این بیماری کمک کند. برای مثال چنین درمان‌هایی می‌توانند بر پروتئین‌های موجود در خون که با این بیماری مرتبط هستند، تأثیر بگذارند.

آرتروز زانو شایع‌ترین نوع آرتروز است و بیش از ۳۲.۵ میلیون بزرگسال در ایالات متحده را تحت تاثیر قرار می‌دهد. این بیماری که در ابتدا به‌عنوان یک بیماری فرسودگی و پارگی شناخته می‌شد، زمانی رخ می‌دهد که غضروف داخل مفصل (به‌طور معمول در دست‌ها، لگن و زانو) دچار تخریب شود. این امر باعث می‌شود استخوان زیرین به مرور زمان تغییر کند و منجر به درد، خشکی و تورم شود.

التهاب، عامل کلیدی در پیشرفت آرتروز زانو

با وجود این، شواهد جدید حاکی از آن است که التهاب، نقشی اساسی در آسیب مفصلی ناشی از آرتروز زانو ایفا می‌کند. این بدان معناست که بیومارکرها یا نشانه‌های قابل اندازه‌گیری در بدن وجود دارند که می‌توانند شروع بیماری را سال‌ها پیش از مشاهده آسیب ساختاری با اشعه ایکس هشدار دهند.

در این مطالعه جدید، دکتر کروس و همکارانش دو مجموعه نمونه خون را از گروه شناخته‌شده‌ای از زنان سفیدپوست میانسال در انگلستان که از سال ۱۹۸۹ به‌طور سالانه برای آرتروز زانو مورد بررسی قرار گرفته بودند، تجزیه و تحلیل کردند. تیم تحقیقاتی ۲۰۰ زن از این گروه را انتخاب کرد که از نظر سن و شاخص توده بدنی (BMI) با هم مطابقت داشتند. پس از ۱۰ سال پیگیری، نیمی از این زنان به بیماری آرتروز مبتلا شدند و نیمی دیگر نشدند.

محققان با استفاده از هوش مصنوعی، شش پروتئین را در نمونه‌های خون شناسایی کردند که به نظر می‌رسید نشانگر ابتلا به آرتروز زانو در آینده باشند. این نمونه‌های خون، هشت یا چهار سال قبل از تشخیص بیماری فرد، گرفته شده بودند. پروتئین‌های شناسایی‌شده در ایجاد التهاب و هوموستاز (ایستادگی خونریزی)، که اولین گام در پاسخ بدن به آسیب است نقش دارند.

برای تعیین دقت آزمایش، تیم تحقیقاتی از یک معیار ریاضی به نام مساحت زیر منحنی (AUC) استفاده کرد. امتیاز AUC کمتر یا مساوی ۵۰٪ نشان می‌دهد که یک آزمایش نمی‌تواند بین افراد مبتلا و بدون بیماری تمایز قائل شود. امتیاز بالاتر از ۷۰٪ عملکرد قابل قبول و بالاتر از ۸۰٪ عالی در نظر گرفته می‌شود. شش پروتئین شناسایی شده در مطالعه جدید، امتیاز AUC برابر با ۷۷٪ را کسب کردند، این در حالی است که امتیاز پیش‌بینی بر اساس سن و شاخص توده بدنی افراد حدود ۵۰٪ و بر اساس درد زانو ۵۷٪ است.

اگرچه نتایج این مطالعه اولیه بسیار امیدوارکننده است، اما به گفته دکتر کروس این آزمایش به این زودی‌ها در کلینیک‌ها قابل استفاده نخواهد بود. تیم تحقیقاتی در حال حاضر باید بررسی کند که آیا این موفقیت در مورد مردان و همچنین افراد با نژادهای دیگر نیز قابل تکرار است. لازم به ذکر است که زنان به‌خصوص بعد از ۵۰ سالگی، بیشتر در معرض ابتلا به آرتروز زانو نسبت به مردان هستند.

دکتر کروس اشاره می‌کند پس از تکمیل این مرحله، آزمایش‌های بالینی برای درمان‌های جدید در انتظار ماست. به صورت تئوری، از این بیومارکرها می‌توان برای سنجش کارایی داروهای خاص در توقف پیشرفت آرتروز زانو استفاده کرد. در صورت موفقیت‌آمیز بودن این روش در مدل‌های حیوانی، چنین داروهایی می‌توانند روی افرادی که در معرض خطر ابتلا به این بیماری هستند، آزمایش شوند.