感染引起血吸蟲病的寄生蟲的患者的血液樣本中含有標記該疾病不同階段的隱藏訊息。
在我們的最近發表的研究，我們團隊使用發現隱藏的資訊並改善感染的早期檢測和診斷。
引起血吸蟲病的寄生蟲在兩個宿主體內完成其生命週期——首先是在蝸牛中，然後是在人類、狗和老鼠等哺乳動物中。淡水蟲卵會經由皮膚進入人體宿主並在全身循環，損害多個器官，包括肝臟、腸、膀胱和尿道。
當這些幼蟲到達連接腸道和肝臟的血管時，它們就會成熟為成蟲。然後它們會釋放出感染者排便時排出的蟲卵，繼續傳輸週期。
目前自診斷以來依賴檢測糞便中的雞蛋，醫生通常會錯過感染的早期階段。當檢測到卵子時，患者已經達到了疾病的晚期階段。
由於診斷率很低，公共衛生官員通常大規模施用藥物吡喹酮受影響地區的人口。然而，吡喹酮不能清除感染早期的幼蟲，也不能防止再次感染。
我們的研究為改善早期檢測和診斷提供了一條明確的道路識別血液中隱藏的訊息這標誌著活躍的早期感染。
您的身體透過發起涉及多種類型免疫細胞的免疫反應來應對血吸蟲病感染，以及專門針對蠕蟲和卵分泌或存在的分子。
我們的研究介紹了兩種方法來篩選早期感染訊號抗體的某些特徵。
第一個是捕獲免疫反應的定量和定性概況，包括各種類型的抗體和決定它們如何與其他免疫細胞溝通的特徵。這使我們能夠識別免疫反應的特定方面，從而區分未感染的患者與早期和晚期疾病的患者。
其次，我們開發了一種新的分析抗體的機器學習方法確定與疾病階段和嚴重程度相關的免疫反應的潛在特徵。
我們根據感染和未感染患者的免疫特徵資料訓練模型，並根據未用於訓練的資料和來自不同地理位置的資料測試模型。我們不僅確定了該疾病的生物標記物，還確定了感染的潛在機制。
為什麼這很重要
血吸蟲病是一種被忽視的熱帶疾病它影響著全世界超過 2 億人，每年造成 28 萬人死亡。早期診斷可以提高治療效果並預防嚴重疾病。
此外，與許多機器學習方法不同的是黑盒子，我們的方法也是可解釋的。這意味著它不僅可以簡單地識別疾病標記物，還可以深入了解疾病發生的原因和方式，指導未來的早期診斷和治療策略。
尚不知道什麼
我們確定的血吸蟲病感染特徵在兩大洲的兩個地理區域保持穩定。未來的研究可以探索這些生物標記如何適用於其他族群。
此外，我們的工作也確定了疾病進展背後的潛在機制。我們發現針對蠕蟲表面特定蛋白質的特定免疫反應標誌著感染的中間階段。
了解免疫系統如何對這種待研究的抗原做出反應可以改善診斷和治療。
接下來是什麼
除了提高我們對免疫系統如何應對不同感染階段的理解之外，我們的研究結果還確定了關鍵抗原，這些抗原可以為設計具有成本效益且高效的診斷和治療方法鋪平道路。
我們接下來的步驟將包括在現場實際部署這些策略，以實現疾病的早期檢測和管理。
這研究簡介是關於有趣的學術工作的簡短介紹。
特里魯帕·查克拉博蒂，博士。綜合系統生物學候選人，匹茲堡大學;阿尼魯德薩卡，生物醫學工程助理教授，喬治亞理工學院， 和吉什努·達斯，免疫學和計算與系統生物學助理教授，匹茲堡大學
