بنك المملكة المتحدة الحيوي يكمل أكبر مشروع مسح كامل للجسم في العالم

في إنجازٍ بارزٍ يُحدث فرقًا كبيرًا في كيفية اكتشاف الأمراض وتشخيصها، أكمل البنك الحيوي البريطاني أكبر مشروعٍ عالميٍّ لمسح الجسم كاملًا، حيث شمل المسح الدماغ والقلب والبطن والأوعية الدموية والعظام والمفاصل لـ 100,000 متطوع. تُظهر لنا هذه المسوحات، التي تُجرى بهذا الحجم، ما يحدث في أجسام الناس مع تقدمهم في السن، لنتمكن من فهم كيفية وسبب وتوقيت إصابتنا بالمرض.

منذ عام ٢٠١٥، تُنشر بيانات التصوير من بنك المملكة المتحدة الحيوي على دفعات، ويستخدمها علماء حول العالم لتطوير اختبارات تشخيصية أفضل للحالات المهددة للحياة، مثل أمراض القلب والخرف والسرطان. قريبًا، سيتمكن الباحثون المعتمدون من الوصول إلى أكثر من مليار صورة مجهولة المصدر من ١٠٠ ألف متطوع. وباستخدام هذه البيانات، إلى جانب معلومات بنك المملكة المتحدة الحيوي الحالية حول نمط الحياة والتاريخ الطبي والجينات وبروتينات الدم، والتي جُمعت من هؤلاء المتطوعين أنفسهم على مدار الخمسة عشر عامًا الماضية، تتيح بيانات التصوير هذه للباحثين رؤية كيفية تأثير جميع جوانب حياتنا على صحتنا، بطرق لم تكن ممكنة سابقًا.

حتى الآن، نُشرت أكثر من 1300 ورقة علمية مُحكّمة باستخدام بيانات التصوير من البنك الحيوي البريطاني. وتُحسّن نتائج هذه الأبحاث بالفعل الرعاية الصحية في هيئة الخدمات الصحية الوطنية (NHS) وخارجها. على سبيل المثال:

• تستخدم مستشفيات NHS التذكارية في جميع أنحاء المملكة المتحدة الآن عمليات تم تطويرها من UK Biobank لتحليل صور الرنين المغناطيسي للدماغ، مما يساعد على تشخيص الخرف بشكل أكثر دقة.
• تحسنت رعاية القلب في أكثر من 90 دولة حيث يستخدم الأطباء أداة الذكاء الاصطناعي التي تم تطويرها باستخدام بيانات البنك الحيوي البريطاني لتحليل فحوصات القلب في أقل من ثانية - مقارنة بما يقرب من ربع ساعة في السابق - مما يسمح لهم بالتركيز على الحالات التي تتطلب أكبر قدر من الاهتمام.

بعد 11 عامًا من العمل، و100 ألف جلسة مسح، استغرقت كل منها حوالي 5 ساعات، واستثمار أكثر من 60 مليون جنيه إسترليني، وصل بنك المملكة المتحدة الحيوي إلى هذا الإنجاز المهم.

إن الحجم غير المسبوق لهذا المشروع التصويري - الذي يفوق عشرة أضعاف أي مشروع سابق - يُمكّن العلماء من رؤية أنماط في الأمراض كانت ستُكتشف لولا ذلك. بدا جمع صور مسح من 100,000 متطوع ضربًا من الخيال... حتى أن بعض الخبراء تساءلوا إن كنا قد أضفنا صفرًا إضافيًا عن طريق الخطأ! هذا المشروع التصويري الضخم يجعل ما هو غير مرئي مرئيًا. علاوة على ذلك، من خلال دمج هذه الصور لأجزاء الجسم المختلفة مع جميع المعلومات الجينية والحيوية من متطوعينا، يكتسب العلماء فهمًا أفضل بكثير لكيفية عمل أجسامنا.

السير روري كولينز، أستاذ وباحث رئيسي والرئيس التنفيذي لبنك المملكة المتحدة الحيوي

خلال كل جلسة، جُمعت أكثر من 12,000 صورة بالرنين المغناطيسي للدماغ والقلب والبطن من كل شخص، بالإضافة إلى مسح كامل للجسم لقياس كثافة العظام ونسبة الدهون في الجسم، وفحص بالموجات فوق الصوتية للشرايين السباتية. كما قدّم كل متطوع نفس المعلومات التفصيلية التي حصل عليها عندما شارك لأول مرة في البنك الحيوي البريطاني قبل نحو 15 عامًا، بما في ذلك بيانات نمط الحياة، والخصائص الجسدية (مثل الطول والوزن وقوة القبضة)، وعينة دم.

"تطوعتُ للفحص لأنني أرغب في المساهمة في بناء مستقبل أكثر صحة لنا جميعًا. ولهذا السبب انضممتُ إلى البنك الحيوي البريطاني منذ أكثر من 15 عامًا - لأكون في خدمة العلماء الذين يعملون بجدٍّ من أجل الأجيال القادمة"، قالت أليسون، عضو المجموعة الاستشارية لمشاركي البنك الحيوي البريطاني.

توفر بيانات التصوير بهذا الحجم معلومات أكثر عن الأمراض النادرة والمراحل المختلفة للأمراض الشائعة. كما يُمكّن العلماء من مقارنة الأجسام السليمة بأجسام المصابين بأمراض متعددة بشكل أفضل، مما يُمكّنهم في نهاية المطاف من اكتشاف مؤشرات أكثر دقة للمرض.

لقد غيّرت دراسة التصوير التي أجراها البنك الحيوي البريطاني مشهد البحث الطبي الحيوي إلى الأبد. وقد أتاحت الكمّ الهائل من البيانات تحقيق اختراقاتٍ كبيرة في تحليل الصور المحوسبة. ويُمكن للباحثين الآن قياس حجم وشكل وتركيب كل عضو وأنسجة في الجسم تقريبًا في ثوانٍ بدلًا من ساعات لكل شخص، وفقًا للبروفيسورة لويز توماس، أستاذة التصوير الأيضي في جامعة وستمنستر.

بالإضافة إلى الفوائد التي يستفيد منها المرضى حاليًا، تُحفّز بيانات التصوير هذه العلوم الأساسية التي من شأنها أن تُؤدي إلى اختبارات تشخيصية وعلاجات جديدة. ومن بين هذه التطورات:

• تطوير نموذج الذكاء الاصطناعي الذي ينشئ نسخة مخصصة من القلب السليم (بناءً على عمر الشخص وجنسه ووزنه وارتفاعه) والتي يمكن استخدامها لاكتشاف الاختلافات بين قلب المريض الحقيقي ونموذج القلب السليم واكتشاف العلامات المبكرة لأمراض القلب.
• إن اكتشاف أن أعضاءنا قد تكون أقدم بيولوجيًا من أعمارنا الزمنية سيسمح للأطباء برؤية الأعضاء المعرضة لخطر الإصابة بالأمراض من خلال عمليات مسح الجسم والبيانات السريرية وإيجاد طرق لمنع ذلك، مما يؤدي في نهاية المطاف إلى إطالة العمر.
• اكتشاف روابط جديدة بين القلب والدماغ. على سبيل المثال، كيف تزيد التغيرات الهيكلية في القلب من خطر الإصابة بالاضطرابات النفسية، بما في ذلك الاكتئاب. يُعدّ هذا الأمر مهمًا لفهم أمراض الدماغ.
• توضيح لكيفية استبدال الإجراء الجراحي التوغلي بالتصوير بالرنين المغناطيسي لتشخيص ومراقبة مرض شائع، وهو مرض الكبد الدهني.
• التنبؤ بالظهور المبكر لـ 38 مرضًا من خلال الجمع بين صور التصوير بالرنين المغناطيسي مع بيانات صحية أخرى واستخدام الذكاء الاصطناعي، مما يوضح قوة التكنولوجيا المتقدمة في التنبؤ بالمخاطر الصحية قبل وقت طويل من ظهور الأعراض.
• تشير النتائج إلى أن شرب وحدة أو وحدتين من الكحول يوميًا يرتبط بانخفاضات ضارة محتملة في حجم الدماغ وبنيته، مما يؤدي على الأرجح إلى زيادة خطر فقدان الذاكرة والخرف.
• إثبات أن الأشخاص الذين لديهم نفس مؤشر كتلة الجسم يمكنهم تخزين الدهون بشكل مختلف للغاية بسبب الجينات - مما يزيد من خطر الإصابة بأمراض مثل مرض السكري وأمراض القلب لدى البعض، بينما يحميها لدى آخرين.
• وباستخدام فحوصات DEXA، تم الكشف عن أن 1 من كل 10 أشخاص في منتصف العمر ليس لديهم أي أعراض أخرى يعانون من تكلسات في الشريان الأورطي البطني (الوعاء الدموي الرئيسي في الجسم) - وهي حالة غير مشخصة على نطاق واسع ولكنها مميتة.

وتفتح البيانات على هذا النطاق المجال أمام إمكانية استخدام التعلم الآلي للتنبؤ بالأمراض قبل سنوات من ظهور أعراضها.

من الرائع أن يجمع بنك المملكة المتحدة الحيوي هذا الكمّ الهائل من البيانات من متطوعين سخيين، وتُضيف المسوحات مستوىً جديدًا من التفاصيل الدقيقة. استخدمت دراسة حديثة مسوحات دماغية لـ 20,000 مشارك، وبيانات النشاط، والبيانات الوراثية لتطوير أداة ذكاء اصطناعي تتنبأ بالمعرضين لخطر الإصابة بمرضي الزهايمر وباركنسون. أتطلع إلى رؤية ما ستكشفه مسوحات 100,000 شخص!

كما ساهم المشروع في إضفاء الطابع الديمقراطي العالمي على إمكانية الوصول إلى بيانات التصوير من خلال تحويل صور الرنين المغناطيسي إلى بيانات يمكن للباحثين خارج مجال التصوير استخدامها، بما في ذلك العلماء في البلدان الأقل موارد.

وقالت البروفيسورة نعومي ألين، كبيرة المسؤولين العلميين في بنك المملكة المتحدة الحيوي: "لقد تلقينا ردود فعل مذهلة من الباحثين في جميع أنحاء العالم حول كيفية استخدام مشروع التصوير للنتائج في مجالات العلوم التي لم تكن قد فكرت سابقًا في استخدام بيانات مسح الجسم".

بدأ مشروع التصوير التابع للبنك الحيوي البريطاني كمشروع تجريبي عام ٢٠١٤ بمشاركة أكثر من ٧٠٠٠ متطوع، وهو رقم قياسي آنذاك. وبدأت المرحلة الرئيسية عام ٢٠١٦، بدعوة ١٠٠ ألف متطوع من أصل ٥٠٠ ألف متطوع في البنك الحيوي البريطاني للمشاركة في جلسات تصوير مدتها خمس ساعات في أحد المراكز الأربعة المخصصة في جميع أنحاء البلاد. ويواصل المشروع دعوة المتطوعين لجلسات التصوير بعد بلوغه هدفه المتمثل في ١٠٠ ألف مشارك.

بدأت المرحلة الثانية من المشروع عام ٢٠٢٢، وتهدف إلى إعادة مسح ٦٠ ألفًا من أصل ١٠٠ ألف مشارك، وذلك بعد عامين على الأقل من جلسة التصوير الأولى. ولا يزال المشروع مستمرًا، ومن المتوقع اكتماله بحلول عام ٢٠٢٩.

تُتاح بيانات البنك الحيوي البريطاني للباحثين المعتمدين على دفعات عبر منصة تحليل أبحاث البنك الحيوي البريطاني السحابية الآمنة (UKB-RAP). ومن المتوقع أن تُتاح بيانات التصوير لجميع المشاركين، البالغ عددهم 100,000 مشارك، للباحثين بحلول نهاية عام 2025.