用代谢组学计算胎龄

令人遗憾的是，早产是五岁以下儿童死亡的主要原因之一。为了找到解决方案，科学家们必须在全球人口水平上衡量这一问题的严重程度。在欠发达国家，孕妇没有常规的超声波技术，这可能是一个挑战。

的研究人员渥太华医院，加拿大，由比尔和梅琳达·盖茨基金会他们开发了一种数学模型，可以替代依赖超声信息来计算胎龄。一篇发表在eLife该模型使用简单的血液测试来确定代谢指纹，由血液中循环的特定分子的独特模式组成，可以帮助估计胎龄。

我们采访了Kumanan威尔逊他是渥太华医院研究所的内科专家和资深科学家林赛·威尔逊他是渥太华医院研究所的流行病学家，了解更多关于该模型及其潜在应用的信息。

莫莉·坎贝尔(MC):为什么开发各种测量胎龄的方法很重要?

林赛·威尔逊(左):在世界各地，早产是5岁以下儿童发病和死亡的主要原因。准确了解孩子的胎龄有助于对婴儿的直接护理，因为它使临床医生能够区分早产儿和胎龄较小的新生儿。这是一个重要的区别，因为它影响临床决策和对发展里程碑的实现的期望。在人口层面，了解某一特定地区早产的普遍程度，可以有效地分配资源，并对旨在减轻早产负担的项目进行评估。

产前超声是测量胎龄的金标准，但在许多司法管辖区，特别是在低收入环境中，超声技术并不容易获得，而且召回和记录问题使得最后一次月经期成为不可靠的胎龄测量方法。胎龄也可以通过婴儿出生后的身体和神经系统评估来估计(例如，巴拉德和杜博维茨评分)，但这些测量方法往往是不准确的，特别是在早产儿和胎龄较小的婴儿中，而且在临床医生之间往往有很大的差异。鉴于这些局限性，改进的估计胎龄方法对于监测和应对与早产相关的本地和全球挑战非常重要。

MC:你的研究使用“代谢指纹”来估计胎龄。你分析什么类型的分子，这些信息是如何推断胎龄的?

LW:我们的工作使用在常规新生儿筛查中收集的分析物来估计胎龄。在包括加拿大在内的高收入国家，几乎所有婴儿都接受了罕见、可治疗疾病的筛查。这种筛查是通过测量从婴儿脚后跟提取的几滴血中所含的各种分析物的水平来完成的。这些分析物包括氨基酸、酰基肉碱、内分泌标记物和其他代谢和遗传标记物。这些分析物的水平可以识别各种疾病的潜在病例，包括先天性代谢错误，内分泌障碍和血红蛋白病。此外，这些标志物随着婴儿胎龄的不同而有很大的差异，我们之前的研究已经证明，早产儿在代谢上与足月婴儿不同。通过将新生儿筛查期间获得的分析物数据与临床和人口统计学变量相结合，我们的研究小组成功地证明了这些分析物可以用于准确估计胎龄，误差在±1-2周内。

MC:在你的研究和模型中最常用的技术和分析方法是什么?

库马南·威尔逊(KW):我们的研究依赖于使用新生儿筛查来测量新生儿血液中分析物的水平。这需要收集从新生儿脚后跟或脐带上采集的干血点样本，并使用高性能液相色谱和串联质谱等工具测量分析物水平。我们的统计分析包括多变量回归建模，结合分析数据、临床数据和相互作用项，在将模型得出的估计值与产前超声获得的估计值进行比较时，探索哪些因素与胎龄最密切相关。

MC:在新闻稿，你说你正在“探索使用人工智能”来让考试变得更好。你能详细解释一下吗?

千瓦:虽然我们的模型目前表现得很好，但有几个限制限制了它们的实用性。目前，我们的模型是基于婴儿群体，其中绝大多数是足月出生的，从而使模型的性能产生偏差。随着胎龄的降低，我们模型的准确性也会降低。此外，我们的模型目前依赖于将出生体重作为胎龄的预测因子，这限制了它在胎龄较小的婴儿中的应用。我们的团队已经开始探索使用人工智能和机器学习，通过利用这些复杂的分析来提高我们模型的准确性，这些分析能够处理具有更多预测因子的更大数据集。我们的初步结果已经证明，使用这些技术在提高我们模型的准确性方面有相当大的潜力。

MC:你的研究重点是将该模型应用于孟加拉国的1000名孕妇。当模型应用于不同的女性群体时，你预计结果会有所不同吗?

LW:我们之前已经探索了开发种族或地区特定胎龄估计模型的可能性。出生体重是我们所有胎龄模型的主要协变量，与胎龄密切相关，并因种族而有很大差异。由于我们的原始模型(本研究试图验证)是基于主要的白人婴儿队列，我们使用安大略省婴儿的数据进行了回顾性验证研究，这些婴儿的母亲是土地或非土地移民。我们的结果表明，虽然量身定制的算法可能会略微提高我们模型的准确性，但安大略派生的模型在来自各种种族背景的婴儿中表现良好。因此，在我们研究的下一阶段，当我们的模型应用于其他婴儿队列时，我们预计不会有任何重大差异。

MC:在将这种模式应用到现代医学中，你们面临哪些挑战?你预计如何克服这些挑战?

千瓦:我们所描述的方法提供了改善产后估计胎龄的希望。需要做进一步的工作，以进一步评估对多种低资源环境的通用性。我们目前正在与斯坦福大学合作开展这项工作。此外，这一方法的成本效益和目前的可行性都需要进一步评估。理想情况下，脐带血方法与即时诊断相结合，可以产生有效的实时结果，从而指导新生儿的护理。

库马南·威尔逊和林赛·威尔逊接受了科技网络科学作家莫莉·坎贝尔的采访。188金宝搏备用