בנק הביו הבריטי משלים את פרויקט סריקת הגוף הגדול בעולם

בהישג יוצא דופן שכבר משפיע על האופן שבו אנו מזהים ומאבחנים מחלות, UK Biobank השלים את פרויקט סריקת הגוף הגדול בעולם, שסורק את המוח, הלב, הבטן, כלי הדם, העצמות והמפרקים של 100,000 מתנדבים. סריקות אלו, שבוצעו בקנה מידה זה, מראות לנו מה קורה בגופם של אנשים ככל שהם מזדקנים, כך שנוכל להבין כיצד, מדוע ומתי אנו חולים.

מאז 2015, נתוני הדמיה של UK Biobank פורסמו בקבוצות, כאשר מדענים ברחבי העולם משתמשים בנתונים כדי לפתח בדיקות אבחון טובות יותר למצבים מסכני חיים כמו מחלות לב, דמנציה וסרטן. בקרוב, חוקרים שאושרו יוכלו לגשת ליותר ממיליארד תמונות אנונימיות מ-100,000 מתנדבים. תוך שימוש במידע זה לצד מידע קיים של UK Biobank על אורח חיים, היסטוריה רפואית, גנטיקה וחלבוני דם שנאספו מאותם מתנדבים במהלך 15 השנים האחרונות, נתוני הדמיה אלה מאפשרים לחוקרים לראות, בדרכים שלא היו אפשריות בעבר, כיצד כל היבטי חיינו משפיעים על בריאותנו.

עד כה, פורסמו יותר מ-1,300 מאמרים מדעיים שעברו ביקורת עמיתים תוך שימוש בנתוני הדמיה של UK Biobank. תוצאות המחקר הזה כבר משפרות את הטיפול ב-NHS ומחוצה לו. לדוגמה:

• בתי חולים להנצחה של שירות הבריאות הלאומי (NHS) ברחבי בריטניה משתמשים כעת בתהליכים שפותחו מבנק הביולוגי של בריטניה כדי לנתח תמונות MRI של המוח, ובכך לסייע באבחון מדויק יותר של דמנציה.
• טיפולי הלב השתפרו ביותר מ-90 מדינות, כאשר רופאים משתמשים בכלי בינה מלאכותית שפותח באמצעות נתוני ביו-בנק בבריטניה כדי לנתח סריקות לב בפחות משנייה - לעומת כמעט רבע שעה קודם לכן - מה שמאפשר להם להתמקד במקרים הדורשים את תשומת הלב הרבה ביותר.

לאחר 11 שנות עבודה, 100,000 סריקות, כל אחת נמשכת כ-5 שעות, והשקעה של יותר מ-60 מיליון ליש"ט, UK Biobank הגיעה לאבן דרך משמעותית זו.

קנה המידה חסר התקדים של פרויקט ההדמיה הזה - גדול פי עשרה מכל דבר שהיה קיים אי פעם - מאפשר למדענים לראות דפוסים במחלות שאחרת היו בלתי ניתנים לגילוי. איסוף סריקות מ-100,000 מתנדבים נראה כמו חלום באספמיה... חלק מהמומחים אפילו שאלו אם הוספנו אפס נוסף בטעות! פרויקט ההדמיה העצום הזה הופך את הבלתי נראה לגלוי. יתרה מכך, על ידי שילוב תמונות אלה של חלקי גוף שונים עם כל המידע הגנטי והחיוני מהמתנדבים שלנו, מדענים משיגים הבנה טובה הרבה יותר של אופן פעולת גופנו.

סר רורי קולינס, פרופסור, חוקר ראשי ומנכ"ל, UK Biobank

במהלך כל מפגש, נאספו מכל אדם יותר מ-12,000 תמונות MRI של המוח, הלב והבטן, כמו גם סריקות גוף מלאות למדידת צפיפות העצם ושומן הגוף, וסריקת אולטרסאונד של עורקי התרדמה. כל מתנדב סיפק גם את אותו מידע מפורט שהיה לו כשהשתתף לראשונה ב-UK Biobank לפני כמעט 15 שנה, כולל נתוני אורח חיים, מאפיינים פיזיים (כגון גובה, משקל וכוח אחיזה) ודגימת דם.

"נרשמתי לסריקה כי אני רוצה לעזור ליצור עתיד בריא יותר עבור כולנו. זו הסיבה שהתנדבתי לראשונה בבנק הביולוגי של בריטניה לפני למעלה מ-15 שנה - כדי לשרת את המדענים שעובדים כל כך קשה למען הדורות הבאים", אמרה אליסון, חברה בקבוצת הייעוץ למשתתפי בנק הביולוגי של בריטניה.

נתוני הדמיה בקנה מידה זה מספקים מידע נוסף על מחלות נדירות ושלבים שונים של מחלות נפוצות. מדענים יכולים גם להשוות טוב יותר גופים בריאים עם אלו הסובלים ממחלות מרובות, מה שיאפשר להם בסופו של דבר למצוא סמנים חזקים יותר של מחלה.

"מחקר ההדמיה של UK Biobank שינה את נוף המחקר הביו-רפואי לנצח. כמות הנתונים העצומה אפשרה פריצות דרך משמעותיות בניתוח תמונות ממוחשב. חוקרים יכולים כעת למדוד את הגודל, הצורה וההרכב של כמעט כל איבר ורקמה בגוף תוך שניות במקום שעות לאדם", אמרה פרופסור לואיז תומאס, פרופסור להדמיה מטבולית באוניברסיטת וסטמינסטר.

בנוסף ליתרונות שכבר מועילים למטופלים כיום, נתוני הדמיה אלה מעוררים מדע בסיסי שאמור להוביל לבדיקות אבחון וטיפולים חדשים. בין ההתקדמויות הללו:

• פיתוח מודל בינה מלאכותית שיוצר גרסה מותאמת אישית של לב בריא (בהתבסס על גיל, מין, משקל וגובה של אדם) שניתן להשתמש בה כדי לזהות הבדלים בין הלב האמיתי של המטופל לבין מודל הלב הבריא ולזהות סימנים מוקדמים של מחלת לב.
• התגלית שאיברינו עשויים להיות מבוגרים יותר מבחינה ביולוגית מגילנו הכרונולוגי תאפשר לרופאים לראות באמצעות סריקות גוף ונתונים קליניים אילו איברים נמצאים בסיכון לפתח מחלה ולמצוא דרכים למנוע זאת, ובסופו של דבר להאריך את החיים.
• גילוי קשרים חדשים בין הלב למוח. לדוגמה, כיצד שינויים מבניים בלב מגבירים את הסיכון להפרעות נפשיות, כולל דיכאון. זה חשוב להבנת מחלות מוח.
• הדגמה כיצד ניתן להחליף הליך כירורגי פולשני על ידי MRI לאבחון וניטור של מחלה נפוצה, מחלת כבד שומני.
• חיזוי התחלה מוקדמת של 38 מחלות על ידי שילוב תמונות MRI עם נתוני בריאות אחרים ושימוש בבינה מלאכותית, הדגמת כוחה של טכנולוגיה מתקדמת בחיזוי סיכונים בריאותיים הרבה לפני הופעת התסמינים.
• ממצאים לפיהם שתיית יחידה עד שתיים של אלכוהול ביום קשורה להפחתות שעלולות להיות מסוכנות בגודל ובמבנה המוח, מה שמוביל ככל הנראה לעלייה בסיכון לאובדן זיכרון ודמנציה.
• הוכחה שאנשים עם אותו BMI יכולים לאגור שומן בצורה שונה מאוד עקב גנטיקה – מה שמגדיל את הסיכון למחלות כמו סוכרת ומחלות לב אצל חלק מהאנשים, תוך הגנה עליו אצל אחרים.
• באמצעות סריקות DEXA גילו כי 1 מכל 10 אנשים בגיל העמידה ללא תסמינים אחרים סובלים מהסתיידויות באבי העורקים הבטני (כלי הדם הראשי של הגוף) - מצב שלא אובחן באופן נרחב אך קטלני.

נתונים בקנה מידה כזה פותחים את האפשרות להשתמש בלמידת מכונה כדי לחזות מחלות שנים לפני הופעת התסמינים.

"זה פנטסטי ש-UK Biobank אסף שפע כזה של נתונים ממתנדבים נדיבים, והסריקות מוסיפות שכבה נוספת של פירוט מעולה. מחקר שנערך לאחרונה השתמש בסריקות מוח של 20,000 משתתפים, נתוני פעילות וגנטיקה כדי לפתח כלי בינה מלאכותית שחוזה מי נמצא בסיכון לחלות באלצהיימר ופרקינסון. אני מצפה לראות מה יגלו סריקות מ-100,000 איש!" אמר פרופסור פול מתיוס, יו"ר קבוצת העבודה להדמיה של UK Biobank.

הפרויקט תרם גם לדמוקרטיזציה העולמית של הגישה לנתוני הדמיה על ידי הפיכת תמונות MR לנתונים בהם ניתן להשתמש חוקרים מחוץ לתחום ההדמיה, כולל מדענים במדינות בעלות משאבים מועטים.

"קיבלנו משוב מדהים מחוקרים ברחבי העולם על האופן שבו פרויקט ההדמיה משתמש בתוצאות בתחומים מדעיים שלא שקלו בעבר שימוש בנתוני סריקות גוף", אמרה פרופסור נעמי אלן, המנהלת המדעית הראשית של UK Biobank.

פרויקט ההדמיה של UK Biobank החל כפיילוט בשנת 2014 עם למעלה מ-7,000 מתנדבים - שיא באותה תקופה. השלב העיקרי החל בשנת 2016, והזמין 100,000 מתוך 500,000 המתנדבים של UK Biobank להשתתף בפגישות הדמיה בני 5 שעות באחד מארבעה מרכזים ייעודיים ברחבי הארץ. הפרויקט ממשיך להזמין מתנדבים לפגישות הדמיה לאחר שהגיע ליעד של 100,000 משתתפים.

השלב השני של הפרויקט החל בשנת 2022 ומטרתו לסרוק מחדש 60,000 מתוך 100,000 המשתתפים הללו לא לפני שנתיים לאחר סריקת ההדמיה הראשונה שלהם. פרויקט זה נמשך וצפוי להסתיים עד 2029.

נתוני UK Biobank זמינים לחוקרים שאושרו בקבוצות באמצעות פלטפורמת ניתוח המחקר המאובטחת והמבוססת ענן של UK Biobank (UKB-RAP). נתוני הדמיה מכל 100,000 המשתתפים צפויים להיות זמינים לחוקרים עד סוף 2025.