AI成放大鏡可精準(zhǔn)識別自閉癥亞型，有助于自閉癥早期篩查

　　自閉癥是指一組異類的大腦發(fā)育狀況，可表現(xiàn)為社交和溝通能力下降，重復(fù)和刻板行為增加。自閉癥的早期篩查治療非常重要。但目前醫(yī)生通常只能根據(jù)患者自閉癥癥狀進行臨床診斷，而這時往往已經(jīng)錯過了兒童關(guān)鍵的大腦發(fā)育期，無法進行及時干預(yù)。

　　近日，來自美國西北大學(xué)、哈佛大學(xué)、麻省理工學(xué)院以及以色列本·古里安大學(xué)的研究員一起合作，發(fā)表了一項利用人工智能精準(zhǔn)識別以血脂異常為特征的自閉癥亞型，并發(fā)現(xiàn)有家族血脂異常史的孩子患自有自閉癥譜系障礙（ASD）的概率更高。這一研究為自閉癥早期篩查和干預(yù)奠定了基礎(chǔ)。

　　這項研究題為“A multidimensional precision medicine approach identifies an autism subtype characterized by dyslipidemia”，已發(fā)表在8月10日的《自然醫(yī)學(xué)》雜志上。

　　具體來說，研究人員將自閉癥與醫(yī)療健康大數(shù)據(jù)聯(lián)系在一起，對基因突變數(shù)據(jù)、家族全外顯子序列（WES）、神經(jīng)發(fā)育表達模型、動物模型數(shù)據(jù)、電子健康記錄（EHR）和醫(yī)療健康保險數(shù)據(jù)等大型數(shù)據(jù)集進行疊加，構(gòu)建了自閉癥“數(shù)字地圖” ，并使用最先進的AI圖聚類算法來處理與基因表達相關(guān)的數(shù)據(jù)。這一研究方法被認(rèn)為是精密醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的首創(chuàng)。

　　簡單來說，人工智能起到了放大鏡的作用，能在各種數(shù)據(jù)構(gòu)建的“數(shù)字地圖”中找到“異類”。用于識別導(dǎo)致自閉癥的分子網(wǎng)絡(luò)的獨立信息源。A.通過對發(fā)育中的人類大腦RNA-seq數(shù)據(jù)進行聚類分析，鑒定出神經(jīng)發(fā)育共同調(diào)控的外顯子。B.男性和女性之間的差異表達。C.在WES數(shù)據(jù)中檢測到的3531個自閉癥患者個體。D.用于鑒定LGD（基因破壞）變異的各種基因模型。E.信息流被整合。 F,G.使用大型EHR（電子健康記錄）數(shù)據(jù)和大量健康聲明健康數(shù)據(jù)對血脂異常導(dǎo)致的非綜合征性ASD進行驗證

　　用于識別導(dǎo)致自閉癥的分子網(wǎng)絡(luò)的獨立信息源。A.通過對發(fā)育中的人類大腦RNA-seq數(shù)據(jù)進行聚類分析，鑒定出神經(jīng)發(fā)育共同調(diào)控的外顯子。B.男性和女性之間的差異表達。C.在WES數(shù)據(jù)中檢測到的3531個自閉癥患者個體。D.用于鑒定LGD（基因破壞）變異的各種基因模型。E.信息流被整合。 F,G.使用大型EHR（電子健康記錄）數(shù)據(jù)和大量健康聲明健康數(shù)據(jù)對血脂異常導(dǎo)致的非綜合征性ASD進行驗證

　　自閉癥被認(rèn)為是在產(chǎn)前大腦發(fā)育過程中產(chǎn)生的，且受每個個體內(nèi)多個基因組變異的驅(qū)動，于是研究人員對人類早期大腦發(fā)育過程中的基因外顯子簇進行了研究。

　　由于在自閉癥患者中男女性別比例為4：1，因此研究人員對在產(chǎn)前神經(jīng)發(fā)育過程中表達與性別差異相關(guān)的基因外顯子簇進行了重點研究。

　　其次，團隊通過美國國家心理健康所（NIMH）的數(shù)據(jù)，對多發(fā)自閉癥病例家庭和單發(fā)自閉癥病例家庭的自閉癥患兒基因突變進行篩查。

　　該研究的共同第一作者Yuan Luo表示，這項研究好比大海撈針，因為數(shù)百種基因的數(shù)千種變異是自閉癥的發(fā)病基礎(chǔ)，其中只有不到1%的家庭患有這種變異。因此他們通過多維數(shù)據(jù)疊加繪制了這張自閉癥地圖，而基因篩查的過程則為研究提供了“放大鏡”。

　　通過基因篩查，研究團隊提出自閉癥與血脂異常相關(guān)這一假說。他們比較了自閉癥患者兒童、患者家屬以及沒有親屬關(guān)系的匹配對照者的血脂譜，發(fā)現(xiàn)自閉癥患者兒童的血脂譜明顯超出正常生理范圍。

　　接下來，研究人員在包含34003107個人的醫(yī)療保險索賠數(shù)據(jù)庫中檢查了80714名自閉癥患者的血脂異?；疾÷?，并反復(fù)抽樣了與年齡、性別、居住地相匹配的無關(guān)對照，發(fā)現(xiàn)自閉癥患者的血脂異常診斷率極高，這進一步表明自閉癥與血脂異常有緊密聯(lián)系。

　　同時，研究結(jié)果顯示，父母血脂異常與孩子的自閉癥患病概率相關(guān)。研究人員對比了自閉癥患者及其未患病兄弟姐妹的血脂異常診斷，發(fā)現(xiàn)有家族血脂異常史的兒童自閉癥患病率更高。

　　這種以血脂異常為特征的自閉癥亞型不僅與一種罕見的ASD綜合征型相一致，而且與哺乳動物大腦發(fā)育過程中與血脂異?；蛳嚓P(guān)的神經(jīng)功能有關(guān)。研究稱，相較于沒有血脂異常的自閉癥患者，患有血脂異常的自閉癥患者更容易表現(xiàn)出癲癇、睡眠障礙和注意缺陷多動障礙等臨床特征，這表明血脂異?？赡軙?dǎo)致神經(jīng)發(fā)育變化。

　　Yuan Luo稱，以血脂異常為特征的自閉癥亞型是第一個基于多維數(shù)據(jù)、由AI驅(qū)動的精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)識別的自閉癥亞型，該自閉癥亞型具有獨特的分子特征和發(fā)病機制。他表示：“地圖和放大鏡的方法展示了一種使用多種數(shù)據(jù)模式來對自閉癥進行分型的一般化方法，它也為許多其他基因復(fù)雜的疾病提供了有針對性的臨床試驗信息?！保ㄓ浾?王心馨）

　　轉(zhuǎn)自：澎湃新聞

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