Использование средств искусственного интеллекта для фенотипирования пациентов с анафилаксией

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Только для подписчиков

Аннотация

Обоснование. Анафилаксия является наиболее тяжелым проявлением немедленных системных реакций гиперчувствительности. В последние годы отмечается рост числа зарегистрированных случаев анафилаксии. С учетом многообразия клинических проявлений, стоящих за диагнозом «анафилаксия», одни из наиболее актуальных задач — фенотипирование и эндотипирование пациентов с данной жизнеугрожающей патологией в рамках реализации персонифицированного подхода как при лечебных мероприятиях в остром периоде, так и при диагностических алгоритмах в период реконвалесценции.

Цель исследования — поиск основных клинических фенотипов пациентов с немедленными реакциями гиперчувствительности, что в дальнейшем позволит стратифицировать пациентов по группам риска, выводя терапевтические и диагностические алгоритмы на современный уровень персонализированной медицины.

Материалы и методы. Проведен ретроспективный этапный анализ данных медицинских карт пациентов за период с 2019 по 2022 г. Для определения относительно однородных групп пациентов на основе клинических данных проведена агломеративная кластеризация по 56 переменным с последующим выделением 2 главных компонент по методу снижения размерности со стохастическим вложением соседей, имеющих t-распределение. Результатом агломеративной кластеризации стало разделение пациентов на 4 основных клинических фенотипа, каждому пациенту присвоен соответствующий фенотип.

Результаты. На основании проведенного анализа выявлены 4 фенотипа пациентов с тяжелыми реакциями гиперчувствительности немедленного типа.

Заключение. Ведется разработка новой классификации, основанной на использовании фенотипов, эндотипов и биомаркеров, которая позволила бы расширить наше понимание анафилактических реакций. С учетом ограничения исследования (пациенты не подвергались дополнительному обследованию) статистически значимо выявить эндофенотипические различия в разных кластерах не представляется возможным. Необходимо проведение дополнительных исследований, позволяющих выявить корреляцию фенотипов анафилактической реакции с патофизиологическими механизмами ее развития.

Об авторах

Екатерина Андреевна Никитина

Городская клиническая больница № 52; Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова (Сеченовский Университет)

Автор, ответственный за переписку.
Email: katrin88866@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-0865-8355
SPIN-код: 3507-9106
Россия, Москва; Москва

Александр Дмитриевич Душкин

Городская клиническая больница № 52; Национальный медицинский исследовательский центр высоких медицинских технологий — Центральный военный клинический госпиталь имени А.А. Вишневского

Email: alex@drdushkin.ru
ORCID iD: 0000-0002-8013-5276
SPIN-код: 3857-0010
Россия, Москва; Москва

Марина Сергеевна Лебедкина

Городская клиническая больница № 52

Email: marina.ivanova0808@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-9545-4720
SPIN-код: 1857-8154
Россия, Москва

Ольга Алексеевна Мухина

Городская клиническая больница № 52

Email: mukhina.o.a@gmail.com
ORCID iD: 0000-0002-3794-4991
SPIN-код: 7721-1941
Россия, Москва

Татьяна Сергеевна Круглова

Городская клиническая больница № 52

Email: surckova.t@yandex.ru
ORCID iD: 0000-0002-4949-9178
SPIN-код: 2884-5000
Россия, Москва

Сергей Сергеевич Андреев

Городская клиническая больница № 52

Email: nerowolf@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-9147-4636
SPIN-код: 4372-7358
Россия, Москва

Асель Юсуповна Нуртазина

Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова (Сеченовский Университет)

Email: asel26nurtazina@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-2337-3307
SPIN-код: 5028-4695

канд. мед. наук, доцент

Россия, Москва

Екатерина Сергеевна Леонова

Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова (Сеченовский Университет)

Email: Beesoohappy@yacat.ru
ORCID iD: 0009-0009-1547-2426
Россия, Москва

Полина Александровна Волкова

Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова (Сеченовский Университет)

Email: polynech1902@gmail.com
ORCID iD: 0009-0003-4990-8861
Россия, Москва

Александр Николаевич Пампура

Морозовская детская городская клиническая больница; Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова

Email: apampura1@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5039-8473
SPIN-код: 9722-7961

д-р мед. наук, профессор

Россия, Москва; Москва

Александр Викторович Караулов

Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова (Сеченовский Университет); ООО «ЛИФТ Центр»

Email: drkaraulov@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-1930-5424
SPIN-код: 4122-5565

д-р мед. наук, профессор, академик РАН

Россия, Москва; Москва

Марьяна Анатольевна Лысенко

Российский национальный исследовательский медицинский университет имени Н.И. Пирогова

Email: lysenkiMA@zdrav.mos.ru
ORCID iD: 0000-0001-6010-7975
SPIN-код: 3887-6250

д-р мед. наук, профессор

Россия, Москва

Дарья Сергеевна Фомина

Городская клиническая больница № 52; Первый Московский государственный медицинский университет имени И.М. Сеченова (Сеченовский Университет); Медицинский университет Астана

Email: daria_fomina@mail.ru
ORCID iD: 0000-0002-5083-6637
SPIN-код: 3023-4538

канд. мед. наук, доцент

Россия, Москва; Москва; Астана, Казахстан

Список литературы

  1. Turner P.J., Campbell D.E., Motosue M.S., Campbell R.L. Global trends in anaphylaxis epidemiology and clinical implications // J Allergy Clin Immunol Pract. 2020. Vol. 8, N 4. P. 1169–1176. doi: 10.1016/j.jaip.2019.11.027
  2. Motosue M.S., Bellolio M.F., Van Houten H.K., et al. Increasing emergency department visits for anaphylaxis, 2005–2014 // J Allergy Clin Immunol Pract. 2017. Vol. 5, N 1. P. 171–175.e3. doi: 10.1016/j.jaip.2016.08.013
  3. Turner P.J., Gowland M.H., Sharma V., et al. Increase in anaphylaxis-related hospitalizations but no increase in fatalities: an analysis of United Kingdom national anaphylaxis data, 1992–2012 // J Allergy Clin Immunol. 2015. Vol. 135, N 4. P. 956–963.e1. doi: 10.1016/j.jaci.2014.10.021
  4. Motosue M.S., Bellolio M.F., Van Houten H.K., et al. Outcomes of emergency department anaphylaxis visits from 2005 to 2014 // J Allergy Clin Immunol Pract. 2018. Vol. 6, N 3. P. 1002–1009.e2. doi: 10.1016/j.jaip.2017.07.041
  5. Liew W.K., Williamson E., Tang M.L. Anaphylaxis fatalities and admissions in Australia // J Allergy Clin Immunol. 2009. Vol. 123, N 2. P. 434–442. doi: 10.1016/j.jaci.2008.10.049
  6. Cardona V., Ansotegui I.J., Ebisawa M., et al. World allergy organization anaphylaxis guidance 2020 // World Allergy Organ J. 2020. Vol. 13, N 10. P. 100472. doi: 10.1016/j.waojou.2020.100472
  7. Simons F.E., Ardusso L.R., Bilò M.B., et al. International consensus on (ICON) anaphylaxis // World Allergy Organ J. 2014. Vol. 7, N 1. P. 9. doi: 10.1186/1939-4551-7-9
  8. Muraro A., Worm M., Alviani C., et al. EAACI guidelines: anaphylaxis (2021 update) // Allergy. 2022. Vol. 77, N 2. P. 357–377. doi: 10.1111/all.15032
  9. Никитина Е.А., Лебедкина М.С., Мухина О.А., и др. Клинико-анамнестический анализ пациентов с диагнозом анафилаксии, получавших стационарное лечение в медицинских учреждениях города Москвы // Российский аллергологический журнал. 2024. Т. 21., № 1. C. 82–97. doi: 10.36691/RJA16909
  10. Ring J., Messmer K. Incidence and severity of anaphylactoid reactions to colloid volume substitutes // Lancet. 1977. Vol. 1, N 8009. P. 466–469. doi: 10.1016/s0140-6736(77)91953-5
  11. Клинические рекомендации. Анафилактический шок (2-й пересмотр). Российская ассоциация аллергологов и клинических иммунологов; Федерация анестезиологов и реаниматологов. 2023. Режим доступа: https://raaci.ru/dat/pdf/allergic_shock.pdf. Дата обращения: 14.12.2024.
  12. Rodriguez M.Z., Comin C.H., Casanova D., et.al Clustering algorithms: a comparative approach // PLoS One. 2019. Vol. 14, N 1. P. e0210236. doi: 10.1371/journal.pone.0210236
  13. Ackermann M.R., Blömer J., Kuntze D., Sohler C. Analysis of agglomerative clustering // Algorithmica. 2014. Vol. 69, N 1. P. 184–215. doi: 10.1007/s00453-012-9717-4
  14. Van der Maaten L., Hinton G. Visualizing data using t-SNE // J Mach Learn Res. 2008. Vol 9, N 86. P. 2579–2605. Available from: http://jmlr.org/papers/v9/vandermaaten08a.html. Accessed: 02.02.2025.
  15. Pedregosa F., Varoquaux G., Gramfort A., et al. Scikit-learn: machine learning in python // J Mach Learn Res. 2011. Vol. 12. P. 2825–2830. Available from: https://www.jmlr.org/papers/volume12/pedregosa11a/pedregosa11a.pdf. Accessed: 02.02.2025.
  16. Sankaran P.G., Sunoj S.M., Nair N.U. Kullback–Leibler divergence: a quantile approach // Stat Probab Lett. 2016. Vol. 111. P. 72–79. doi: 10.1016/j.spl.2016.01.007
  17. Davies D.L., Bouldin D.W. A cluster separation measure // IEEE Trans Pattern Anal Mach Intell. 1979. Vol. 1, N 2. P. 224–227. doi: 10.1109/TPAMI.1979.4766909
  18. Calinski T., Harabasz J. A dendrite method for cluster analysis. Communications in Statistics. 1974. Vol. 3, N 1. P. 1–27. doi: 10.1080/03610927408827101
  19. Kaufman L., Rousseeuw P.J. Finding groups in data: an introduction to cluster analysis. John Wiley & Sons, Inc., 1990. doi: 10.1002/9780470316801
  20. Mayorga C., Ariza A., Muñoz-Cano R., et al. Biomarkers of immediate drug hypersensitivity // Allergy. 2024. Vol. 79, N 3. P. 601–612. doi: 10.1111/all.15933
  21. Galvan-Blasco P., Gil-Serrano J., Sala-Cunill A. New biomarkers in anaphylaxis (beyond tryptase) // Curr Treat Options Allergy. 2022. Vol. 9, N 4. P. 303–322. doi: 10.1007/s40521-022-00326-1
  22. Reber L.L., Hernandez J.D., Galli S.J. The pathophysiology of anaphylaxis // J Allergy Clin Immunol. 2017. Vol. 140, N 2. P. 335–348. doi: 10.1016/j.jaci.2017.06.003
  23. Maurer M., Magerl M., Betschel S., et al. The international WAO/EAACI guideline for the management of hereditary angioedema — the 2021 revision and update // Allergy. 2022. Vol. 77, N 7. P. 1961–1990. doi: 10.1111/all.15214
  24. Yuste-Montalvo A., Fernandez-Bravo S., Oliva T., et al. Proteomic and biological analysis of an in vitro human endothelial system in response to drug anaphylaxis // Front Immunol. 2021. Vol. 12. P. 692569. doi: 10.3389/fimmu.2021.692569
  25. Pampura A., Esakova N., Zimin S., Filippova E. Anaphylaxis biomarkers: present and future // Eur Ann Allergy Clin Immunol. 2024. Vol. 56, N 6. P. 243–251. doi: 10.23822/EurAnnACI.1764–1489.350

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Агломеративная кластеризация по 2 компонентам. Визуализация кластеров, полученная методом t-распределения, которая позволяет преобразовать высокоразмерное пространство данных в двумерное для наглядного отображения. Каждая точка соответствует отдельному образцу, а цветовая кодировка обозначает принадлежность к различным кластерам.

Скачать (370KB)
Метаданные

© ООО «ИД «АБВ-пресс», 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».