طوّر الباحثون في مايو كلينك أدوات ذكاء اصطناعي للمساعدة على تحديد الأطفال المصابين بالربو. الأكثر عرضة لخطر التفاقم الشديد للربو وعدوى الجهاز التنفسي الحادة. اكتشفت الدراسة، المنشورة في مجلة الحساسية والمناعة السريرية (Allergy and Clinical Immunology). أن هذه الأدوات يمكنها رصد هذه المخاطر في وقت مبكر بدءًا من عمر الثالثة.
الذكاء الاصطناعي والوقاية المبكرة من الربو لدى الأطفال
يأتي هذا العمل ضمن أولوية مايو كلينك الإستراتيجية للوقاية المبكرة (precure)، والتي تهدف إلى التنبؤ بالأمراض الخطيرة والوقاية منها قبل تقدمها. وبفضل التكنولوجيا المبتكرة والدراسات المبنية على مجموعات سكانية. صممت مبادرة الوقاية المبكرة (precure) لتقديم رعاية تركز على الوقاية للمرضى مباشرةً وبشكل أسرع.
يقدَّر أن الربو يؤثر على 262 مليون شخص حول العالم، وفقًا للإحصاءات الصحية. ويعد سببًا شائعًا للغياب عن المدرسة والعمل، وزيارات غرف الطوارئ، وحالات الدخول إلى المستشفى. وتعتبر العدوى التنفسية العامل المحفّز الأكثر شيوعًا لنوبات الربو، لكن الأعراض تختلف بشكل كبير وتتغير مع مرور الوقت. وهذا يجعل من الصعب على الأطباء تحديد الأطفال الأكثر عرضة للخطر. وهي ثغرة تهدف أدوات الذكاء الاصطناعي هذه إلى المساعدة في سدّها.
وتعد عدوى الجهاز التنفسي أكثر المحفزات شيوعًا لنوبات الربو، ولكن تتنوع الأعراض بشكل كبير وتتغير بمرور الوقت. وهو ما يصعِّب على اختصاصيي الرعاية السريرية معرفة فئة الأطفال الأكثر عرضة للخطر. وهي فجوة صُممت أدوات الذكاء الاصطناعي هذه للمساعدة في سدها.
“تقربنا هذه الدراسة خطوة نحو الطب الدقيق في مجال الربو لدى الأطفال، إذ تتحول الرعاية من رعاية تفاعلية للاستجابة لحالات الربو الشديدة إلى الوقاية والكشف المبكر عن المرضى مرتفعي الخطورة”، وذلك بحسب يونغ جون، دكتور في الطب، ماجستير الصحة العامة، أستاذ طب الأطفال في مايو كلينك والمؤلف الرئيسي للدراسة. يدير الدكتور جون العديد من برامج مايو كلينك البحثية، بما فيها برنامج الذكاء الاصطناعي في مايو كلينك للأطفال ومختبر علوم السكان وبرنامج HOUSES للصحة الاجتماعية والاقتصادية.
تحليل السجلات الصحية
فحص الباحثون في هذه الدراسة سجلات صحية إلكترونية لأكثر من 22,000 طفل ولدوا بين أعوام 1997 و2016 في جنوب شرق ولاية مينيسوتا. ولتفسير البيانات على نطاق واسع، صمموا أدوات ذكاء اصطناعي متعددة تستخدم التعلم الآلي ومعالجة اللغة الطبيعية لاستخراج تفاصيل من ملاحظات الأطباء.
وتمكنت الأدوات من استخراج معلومات مثل الأعراض والسيرة المَرضية العائلية. وهو ما أتاح للفريق تطبيق قائمتين تفقديتين شائعتي الاستخدام في مجال الربو لدى الأطفال، هما: معايير الربو المحددة مسبقًا ومؤشر التنبؤ بالربو. ويعتمد اختصاصيو الرعاية السريرية على هذه القوائم لتقييم مؤشرات المرض مثل الأزيز المتكرر أو السعال أو الحالات التحسسية. وشكَّل الأطفال الذين استوفوا المعايير في كلتا القائمتين مجموعة فرعية قائمة بذاتها كانت عرضة بشكل أكبر لخطر الإصابة بمضاعفات خطيرة.
عندما قارن الباحثون هذه المجموعة الفرعية مع أطفال آخرين في الدراسة، كانت الفروق واضحة. فببلوغ سن الثالثة، كان أطفال المجموعة الفرعية يعانون من التهاب الرئة بمعدل يفوق الضعف مقارنةً بالمعدل المعتاد، والإنفلونزا بحوالي ثلاثة أضعاف. كما كان لديهم أعلى معدلات من نوبات الربو التي تطلبت العلاج بالستيرويدات أو الذهاب للطوارئ أو الإقامة في المستشفى. وكانت عدوى الفيروس المخلوي التنفسي أكثر شيوعًا أيضًا لدى هذه المجموعة خلال السنوات الثلاث الأولى من حياتهم.
مؤشرات بيولوجية تكشف نوعًا فرعيًا عالي الخطورة
بالإضافة إلى أن الأطفال في هذه المجموعة الفرعية كان لديهم احتمالية أعلى لوجود سيرة مَرضية عائلية للربو. أو الأكزيما، أو التهاب الأنف التحسسي، أو حساسية الطعام. وعلاوة على ذلك، أظهرت فحوصات مخبرية من دراسة سابقة مؤشرات على الالتهاب التحسسي — بما في ذلك ارتفاع تعداد الخلايا الحمضية، ومستوى IgE النوعي للمؤرجات، وبروتين البريوستين الذي يعكس الالتهاب من النوع الثاني — .
بالإضافة إلى تدهور وظائف الرئة. وأشارت هذه النتائج مجتمعة إلى نوع فرعي من الربو مرتفع الخطورة. والذي يجعل بعض الأطفال أكثر عرضة للإصابة بالعدوى التنفسية الحادة وتفاقم الربو.
يخطط الفريق البحثي لاختبار الأدوات في بيئات سريرية أكبر وعلى مجموعات سكانية وأنظمة صحية أكثر تنوعًا. ويهدفون إلى دمج هذه الأدوات مع البيانات الحيوية لتحسين تعريف الأنواع الفرعية للربو وتوجيه علاجها المبكر.
يخطط الفريق أيضًا لإجراء دراسة لاستكشاف مركب يمكنه تهدئة الاستجابات المناعية المفرطة المرتبطة بالربو. كما يأمل الفريق في إيجاد طرق لاكتشاف الربو لدى الأطفال. والوقاية منه في وقت أبكر وعلى نطاق أوسع، وذلك باستخدام نماذج الخلايا المستزرعة مخبريًا، تُعرف بالعضيات.
مولت معاهد الصحة الوطنية هذا البحث من خلال منحة R01. للحصول على القائمة الكاملة للمؤلفين والإفصاحات والتمويل. يمكنك الاطلاع على الدراسة.