一组研究人员创建了一种开创性的计算工具,旨在检查肠道微生物组,这是一个复杂的环境,包含数万亿的细菌、真菌、病毒和其他位于消化系统中的微生物。这个工具为个人的整体健康提供了有价值的见解。
一组梅奥诊所的研究人员创建了一种开创性的计算工具,旨在检查肠道微生物组,这是一个复杂的环境,包含数万亿的细菌、真菌、病毒和其他位于消化系统中的微生物。这个工具为个人的整体健康提供了有价值的见解。
最近发表在自然通讯上的一项研究揭示,这个工具能够以至少80%的准确率准确区分健康个体与有疾病的个体。研究人员通过分析来自8000多个样本的粪便微生物组特征,开发了该工具,其中包括多种疾病、地理位置和人口群体。
该工具被称为肠道微生物组健康指数2,能够检测肠道健康的微小变化,使其能够确定某人是否正朝向或从疾病中恢复。研究团队采用生物信息学和机器学习技术,仔细审查了来自26个国家6个大陆的54项已发表研究的粪便样本中的微生物组特征,从而形成一个多样且广泛的数据集。
这一功能解决了微生物组研究中的长期问题,例如定义“健康”微生物组是什么,以及识别潜在健康问题的早期预警信号。它还填补了当前健康和保健评估工具中的一个重要空白。
肠道微生物组对消化、代谢和免疫力至关重要。研究人员发现,该系统的不平衡可能与各种慢性疾病相关。
梅奥诊所个性化医学中心微生物组计划的高级作者和计算生物学家Jaeyun Sung博士表示:“最终,我们有了一个标准化的指数,可以定量测量一个人的肠道微生物组有多‘健康’。”
他继续说:“我们的工具并不是旨在诊断特定的疾病,而是作为一种主动的健康指标。通过在显著症状出现之前检测肠道健康的不利变化,这个工具可以指导饮食或生活方式的调整,以防止小问题发展成严重健康问题,或建议进行进一步的诊断测试。通过澄清个体的肠道是健康还是正朝着疾病发展,我们最终的目标是赋予人们主动管理自己健康的能力。”
开发这个工具的过程包括识别微生物种类、选择最相关的特征以及微调机器学习模型。
最终产品是一个评估肠道微生物组样本并量化其与健康(无疾病)或不健康(有疾病)特征有多接近的指数。
研究团队首先将该指数应用于8000多个微生物组样本的训练集,然后用一组1140个新样本进行验证。
他们还在各种临床情境中测试了该工具,例如在进行粪便微生物移植或改变饮食纤维的人群,以及接触抗生素的人群,以确认其检测肠道健康变化的能力。
肠道微生物组健康指数2通过整合更广泛的数据和利用改进的计算方法来增强原有工具。研究团队希望这个更新版本能够提高肠道健康评估和微生物组变化监测的准确性。
Sung博士及其团队旨在进一步推进肠道微生物组健康指数2,扩大其数据集,以包括来自不同人群的更广泛的微生物组样本,并结合更复杂的人工智能技术以提高工具的预测准确性和适应性。