من عينة دم واحدة: الذكاء الاصطناعي يشخص السكري والإيدز وكوفيد

ابتكر الباحثون أداة قائمة على الذكاء الاصطناعي (AI) قادرة على تشخيص مجموعة من حالات العدوى والأمراض باختبار واحد، عَبْر فحص التسلسلات الجينية للخلايا المناعية في عينات الدم، في دراسة شملتْ ما يقرب من 600 شخص، تمكنت الأداة من تحديد ما إذا كان المشاركون أصحاء، أم يعانون من تلك الامراض...
نهجٌ متكامل يعتمد على "اختبار واحد" باستخدام تعلم الآلة لفحص الخلايا المناعية، من شأنه أن يسهم في الكشف عن حالات مرضية متداخلة الأعراض.
ابتكر الباحثون أداة قائمة على الذكاء الاصطناعي (AI) قادرة على تشخيص مجموعة من حالات العدوى والأمراض باختبار واحد، عَبْر فحص التسلسلات الجينية للخلايا المناعية في عينات الدم.
في دراسة شملتْ ما يقرب من 600 شخص، ونُشرتْ في دورية «ساينس» Science في العشرين من فبراير الماضي1، تمكنت الأداة من تحديد ما إذا كان المشاركون أصحاء، أم يعانون مرض «كوفيد-19»، أو داء السكري من النوع الأول، أو مرض الإيدز، أو داء الذئبة المناعي، فضلًا عما إذا كانوا قد تلقوا لقاح الإنفلونزا مؤخرًا.
تقول سارة تيكمان، اختصاصية البيولوجيا الجزيئية بجامعة كامبريدج بالمملكة المتحدة: "هذه مقاربة متكاملة لتعيين التسلسل الجيني، ترصد في اختبار واحد جميع ما تعرض له جهازك المناعي".
والأداة ليست جاهزة بعد للاستخدام في التطبيقات الإكلينيكية، ولكن بمزيد من التهذيب والتطوير، قد يتسنى لها في المستقبل أن تُعين الأطباء على التعامل مع "أمراض لا توجد لها اختبارات حاسمة في الوقت الحالي"، بحسب مكسيم زسلافسكي، اختصاصي علم الحاسوب بجامعة ستانفورد في كاليفورنيا، والمشارك في تأليف الدراسة.
وتقول تيكمان: "من منظور عملي، يكمن الهدف في تطوير نموذجِ أساسٍ شامل وموحد يمثل تفاعلات الجهاز المناعي، يمكن من خلاله استعراض كل ما مر به المرء، ثم ربطه ببرنامج الرعاية الصحية الخاص به. وصحيح أن الطريق وعر ومليء بالتحديات حتى بلوغ هذا الهدف في المستقبل؛ إلا أن هذه ليست سوى خطوة واحدة في هذه الرحلة".
أداة تشخيص طبيعية
يحتفظ الجهاز المناعي - بنوعيه الرئيسيين من الخلايا: البائية والتائية - بسجل شامل للعلل، الماضية منها والحاضرة. تتولى الخلايا البائية إنتاج أجسام مضادة تلتصق بالفيروسات والجزيئات الضارة، فيما تباشر الخلايا التائية تفعيل أنواع أخرى من الاستجابات أو القضاء على الخلايا المصابة.
عندما يُصاب الفرد بعدوى أو بأحد أمراض المناعة الذاتية، التي فيها يهاجم الجسم أنسجتَه عن طريق الخطأ، ترتفع أعداد الخلايا البائية والخلايا التائية، ثم تبدأ في إنتاج مستقبلات معينة على أسطحها. وتؤدي التسلسلات الجينية التي تشفر هذه المستقبلات إلى الكشف عن السجل الفريد للأمراض والعدوى الخاص بالفرد.
عن هذا يقول فيكتور جريف، اختصاصي المناعة الحوسبية بجامعة أوسلو: "يقوم الجهاز المناعي بدور أداة تشخيص طبيعية، وإذا تسنى لنا معرفة كيف يفعل ذلك، فسيمكننا محاكاته أيضًا".
ومن جهته يقول زسلافسكي: إن أدوات التشخيص الحالية "تحقق أقل استفادة من سجل التعرض للأمراض الذي يوثقه الجهاز المناعي"، مشيرًا إلى أن معظم المحاولات السابقة للاستفادة منه إما أنها كانت تركز على تسلسل الخلايا البائية وحده، أو على تسلسل الخلايا التائية فحسب. ويستطرد قائلًا: "إن مزج كلا التسلسلَين للوصول إلى الصورة الأكثر اكتمالًا للنشاط المناعي يمنحنا فهمًا أفضل وأوضح لما يمكن أن يحدث الآن في الجسم".
أما عن عمل زسلافسكي وزملائه، فقد تمثل في تطوير أداة تعمل بالذكاء الاصطناعي تجمع بين ستة نماذج لتعلم الآلة؛ بهدف تحليل التسلسلات الجينية التي تشفر مناطق رئيسية في مستقبلات الخلايا البائية والخلايا التائية، والتعرف على الأنماط المرتبطة بأمراض معينة.
واستخدم الفريق أداتهم في فحص 16.2 مليون مستقبل للخلايا البائية، و23.5 مليون مستقبل للخلايا التائية في عينات الدم المأخوذة من 593 شخصًا. انقسم المشاركون بين 63 شخصًا سبقتْ لهم الإصابة بمرض «كوفيد-19»، و95 آخرين ثبتت إصابتهم حاليًّا بفيروس نقص المناعة البشرية، و86 أُصيبوا بداء الذئبة، و92 كان لديهم داء السكري من النوع الأول، بالإضافة إلى 37 فردًا كانوا قد تلقوا تطعيم الإنفلونزا مؤخرًا، و220 شخصًا سليمًا في المجموعة الضابطة.
وفي تحليل للعينات المأخوذة من 542 مشاركًا ممن توافرت بيانات عن كل من خلاياهم البائية والتائية، أحرزتْ أداة الذكاء الاصطناعي 0.986 درجة على مقياس يقيس مدى دقة تطابق حالة المشاركين الصحية مع المرض الذي يعانون منه، حيث يشير الرقم 1 إلى أداء مثالي.
ولدى مضاهاة مدى كفاءة أداة الذكاء الاصطناعي في تصنيف الأمراض بالاستعانة بمستقبلات الخلايا البائية وحدها، وبمستقبلات الخلايا التائية على حدة، أو كلاهما معًا، وجد الباحثون أن دمج البيانات الخاصة بنوعَي الخلايا كان الأكثر دقة في التشخيص. وكانت بصمات داء السكري من النوع الأول والذئبة أوضح في مستقبلات الخلايا التائية، في حين كان من الممكن تمييز مرض «كوفيد-19» وفيروس نقص المناعة البشرية والإنفلونزا بسهولة أكبر في مستقبلات الخلايا البائية.
فحص مفصل
أداة الذكاء الاصطناعي التي نحن بصددها قابلة للضبط والتخصيص، بحيث يمكنها فحص إما حالة مرضية واحدة أو مجموعة من الحالات في آن واحد. ومع ذلك لا تخلو تنبؤاتها من الأخطاء، ولا يزال الطريق أمام استخدامها في التجارب الإكلينيكية طويلًا، فهذا النهج "بحاجة إلى مزيد من التهذيب والتطوير ليصير أدق من أدوات التشخيص الحديثة المستخدمة في الوقت الراهن".
في تعليق له، يقول سكوت بويد، اختصاصي المناعة بكلية طب ستانفورد، والمشارك في تأليف الدراسة، إنه بالفحص الدقيق للحالات التي أخطأ الذكاء الاصطناعي في تشخيصها، قد يتسنى للباحثين أيضًا اكتشاف الفروق الدقيقة بين الأشخاص، التي تغفلها الاختبارات التقليدية. ويضيف بويد قائلًا: "لدينا اعتقاد بأن هذه الأداة ربما تستطيع إماطة اللثام عن الفئات الفرعية من بعض الأمراض المناعية المعروفة حاليًّا، ما قد يسهم في البحث عن علاج يناسب كل حالة على حدة".
ويقول جريف إن الأبحاث المستقبلية من المفترض أن تختبر أيضًا ما إذا كانت الأداة يمكنها "تشخيص مختلف مراحل المرض". ويتابع قائلًا: "وفي عالم تحليل التسلسل الجيني للخلايا المناعية، أرى أن المستقبل لاكتشاف العوامل المسببة للأمراض".
* هذه ترجمة المقال الإنجليزي المنشور بمجلة Nature بتاريخ 20 فبراير 2025.

جرب ميزات الذكاء الاصطناعي لدينا

اكتشف ما يمكن أن يفعله Daily8 AI من أجلك:

التعلم مع الذكاء الاصطناعيالتحقق من الحقائقتحويل النص إلى كلامملخص الذكاء الاصطناعي

أخبار ذات صلة

منذ 2 أيام

منظمة الصحة العالمية تبحث مستقبل العمل من دون أميركا

يلتقي المئات من المسؤولين بمنظمة الصحة العالمية والمانحين والدبلوماسيين في جنيف بدءا من اليوم الاثنين في اجتماع يهيمن عليه سؤال واحد حول كيفية التعامل مع الأزمات -بداية من مرض الجدري وحتى الكوليرا- من دون الممول الرئيسي، الولايات المتحدة. ويستمر الاجتماع السنوي لأسبوع من جلسات المناقشة وعمليات التصويت والقرارات، ويستعرض عادة حجم قدرات المنظمة التابعة للأمم المتحدة، التي أُقيمت لمواجهة تفشي الأمراض والموافقة على اللقاحات ودعم النظم الصحية في جميع أنحاء العالم. أما هذا العام فإن الموضوع الرئيسي هو تقليص نطاق المنظمة، نظرا لأن الرئيس الأميركي دونالد ترامب بدأ عملية تستغرق عاما لانسحاب الولايات المتحدة من منظمة الصحة العالمية وفق أمر تنفيذي أصدره في أول يوم له في المنصب في يناير/كانون الثاني الماضي. وفي السياق، قال مدير تنسيق تعبئة الموارد في منظمة الصحة العالمية دانييل ثورنتون، لوكالة رويترز، إن 'هدفنا يتمثل في التركيز على العناصر العالية القيمة'، وسيجري النقاش لتحديد هذه 'العناصر ذات القيمة العالية'. وقال مسؤولو الصحة إن الأولوية ستظل لعمل منظمة الصحة العالمية في تقديم إرشادات للبلدان بشأن اللقاحات والعلاجات الجديدة للحالات المرضية المختلفة بداية من السمنة إلى فيروس نقص المناعة البشرية. وفي أحد عروضها التقديمية للاجتماع، الذي تمت مشاركته مع جهات مانحة واطّلعت عليه رويترز، تشير منظمة الصحة العالمية إلى أن مهام الموافقة على الأدوية الجديدة ومواجهة تفشي الأمراض ستبقى دون المساس بها، في حين يمكن إغلاق برامج التدريب والمكاتب في البلدان الأكثر ثراء. وكانت الولايات المتحدة تقدم نحو 18% من تمويل منظمة الصحة العالمية. وقال دبلوماسي غربي -طلب عدم الكشف عن هويته- إنه يتحتم 'علينا أن نتدبر أمورنا بما لدينا'. تقليص واستعد العاملون بتقليص عدد المديرين وحجم الميزانيات منذ إعلان ترامب في يناير/كانون الثاني الماضي، الذي جاء خلال موجة من الأوامر وتخفيضات المساعدات التي عرقلت سلسلة من الاتفاقيات والمبادرات المتعددة الأطراف. ويعني تأجيل الانسحاب الذي يستمر لمدة عام، بموجب القانون الأميركي، أن الولايات المتحدة لا تزال عضوا في منظمة الصحة العالمية وسيظل علمها خارج مقر المنظمة في جنيف حتى تاريخ مغادرتها الرسمي يوم 21 يناير/كانون الثاني 2026. وبعد أيام من تصريح ترامب، تسبب الرئيس الأميركي في حالة من الغموض بقوله إنه قد يفكر في العودة إلى المنظمة إذا 'نظفها' موظفوها. لكن مبعوثي الصحة العالميين يقولون إنه لم تظهر منذ ذلك الحين أي علامة تُذكر على تغيير رأيه. لذا، فإن منظمة الصحة العالمية تخطط للمضي قدما مع وجود فجوة في ميزانية هذا العام تبلغ 600 مليون دولار وتخفيضات بنسبة 21% على مدى العامين المقبلين. وكان ترامب اتهم منظمة الصحة العالمية بأنها أساءت التعامل مع جائحة كوفيد-19، وهو ما تنفيه المنظمة. الصين تأخذ زمام المبادرة بينما تستعد الولايات المتحدة للخروج من المنظمة، من المقرر أن تصبح الصين أكبر الجهات المانحة للرسوم الحكومية، وهي أحد مصادر التمويل الرئيسية لمنظمة الصحة العالمية إلى جانب التبرعات. وسترتفع مساهمة الصين من أكثر بقليل من 15% إلى 20% من إجمالي الرسوم الحكومية بموجب إصلاح شامل لنظام التمويل المتفق عليه عام 2022. وقال تشن شو سفير الصين في جنيف للصحفيين الشهر الماضي 'علينا أن نتعايش مع المنظمات متعددة الأطراف بدون الأميركيين. الحياة ستستمر'. وأشار آخرون إلى أن هذا يمكن أن يكون وقتا مناسبا لإجراء إصلاح شامل أوسع نطاقا، بدلا من الاستمرار تحت مظلة تسلسل هرمي للداعمين معاد تشكيله. من جهته، تساءل أنيل سوني الرئيس التنفيذي في 'هو فاونديشن'، وهي مؤسسة مستقلة لجمع التبرعات لمنظمة الصحة العالمية، 'هل تحتاج المنظمة إلى جميع لجانها؟ هل تحتاج إلى نشر آلاف المطبوعات كل عام؟'. وقال إن التغييرات أدت إلى إعادة النظر في عمليات الوكالة، ومنها إذا ما كان ينبغي أن تركز على تفاصيل مثل شراء الوقود في أثناء حالات الطوارئ. وكانت هناك حاجة ملحة للتأكد من عدم انهيار المشروعات الرئيسية خلال أزمة نقص التمويل الراهنة. وقال سوني إن ذلك يعني التوجه إلى الجهات المانحة ذات الاهتمامات الخاصة في تلك المجالات، منها شركات الأدوية والمجموعات الخيرية. وأضاف أن 'إي إل إم إيه فاونديشن'، التي تركز على صحة الأطفال في أفريقيا والتي لها مكاتب في الولايات المتحدة وجنوب أفريقيا وأوغندا، تدخلت مؤخرا بتقديم مليوني دولار للشبكة العالمية لمختبرات الحصبة والحصبة الألمانية، التي تتضمن أكثر من 700 مختبر تتعقب تهديدات الأمراض المعدية. وتشمل الأعمال الأخرى في منظمة الصحة العالمية المصادقة على اتفاق تاريخي بشأن كيفية التعامل مع الأوبئة في المستقبل وحشد مزيد من الأموال من الجهات المانحة في جولة استثمارية. لكن سيبقى التركيز على التمويل في ظل النظام العالمي الجديد. وفي الفترة التي تسبق الحدث، أرسل مدير منظمة الصحة العالمية رسالة بريد إلكتروني إلى الموظفين يطلب منهم التطوع ليكونوا مرشدين، من دون أجر إضافي.

الديار

منذ 2 أيام

• الديار

مؤشر التنمية البشريّة.. لبنان في المرتبة العاشرة عربياً

اشترك مجانا بقناة الديار على يوتيوب تحت عنوان "رَهْنٌ بخيار الإنسان والإمكانات في عصر الذكاء الاصطناعي" صدر تقرير التنمية البشرية في نسخته الـ 33 عن برنامج الأمم المتحدة الإنمائي، وقد صنّف لبنان من ضمن دول ذات مستوى تنمية بشرية مرتفع، إذ سجّل نتيجة 0.752 في مؤشر التنمية البشرية للعام 2023، وجاء في المرتبة 102 عالمياً، والعاشرة بين نظرائه العرب. يحاول تقرير التنمية البشرية التمييز بين العصر الجديد للذكاء الاصطناعي والتحوّلات الرقمية السابقة، وما يعنيه هذا الفرق بالنسبة إلى تنمية الإنسان. وبحسب برنامج الأمم المتحدة الإنمائي، فقد أُجري استطلاع من أجل إعداد التقرير، والذي كشف عن استخدام واسع النطاق للذكاء الاصطناعي. حيث أشار 20 % من المشاركين في الاستطلاع إلى أنهم يستخدمون الذكاء الاصطناعي، ومن المتوقّع أن ترتفع هذه النسبة بشكل سريع. بالإضافة إلى ذلك، أظهرت نتائج الاستطلاع أن حوالى الثلثين من المشاركين في دول ذات تنمية بشرية منخفضة ومتوسطة ومرتفعة، يتوقعون أنهم سيستخدمون الذكاء الاصطناعي في مختلف أبعاد مؤشر التنمية البشرية (التعليم، العمل، والصحة) خلال سنة واحدة من تاريخ الاستطلاع. وعلّق التقرير بأنّه على الرغم من التطوّر السريع في الذكاء الاصطناعي، فإن التنمية البشرية لا تزال تعاني من الركود، كما يتضح في تباطؤ التقدّم في مؤشر التنمية البشرية، والذي لم يتعافَ بعد من تداعيات جائحة كوفيد-19 والأزمات التي تلتها. وفي هذا الإطار، أشار التقرير إلى أنه رغم توقّع تسجيل مستويات قياسية في مؤشر التنمية البشرية العالمي لعام 2024، فإن نحو 40 % من المشاركين توقّعوا أن تكون هذه الزيادة هي الأبطأ منذ إطلاق المؤشر في عام 1990. وذكر التقرير أيضاً أن الغالبية تتوقع أن يقوم الذكاء الاصطناعي بتنفيذ الوظائف بشكل آلي (Automation) وتعزيزها (Augmentation)، مع تأييد فكرة تعزيز الذكاء الاصطناعي للوظائف بدلاً من استبدالها. وأشار التقرير إلى أنه مع تزايد عدد الأفراد الذين يستخدمون الذكاء الاصطناعي، ستزداد ثقتهم في قدرته على زيادة الإنتاجية، خاصة في الدول النامية.

ليبانون 24

منذ 3 أيام

• ليبانون 24

فيروس "H5N1"... العالم أمام وباء جديد "قاتل" هكذا يُمكن إيقافه

ذكر موقع "News Medical" الطبي أن "المشهد الصحي العالمي ذكّر بشدة بمخاطر الأوبئة المرتبطة بالفيروسات الحيوانية المنشأ ذات الأنواع المضيفة المتعددة. وفي مقال نُشر مؤخرًا في مجلة PEARLS، استكشف المؤلفون كيفية تطور فيروسات الإنفلونزا "أ" (Influenza A virus) الناشئة، وخاصةً النمط الفرعي الخطير من هيماغلوتينين 5 نيورامينيداز 1 (H5N1)، وتهربها من العلاجات والاستراتيجيات المتطورة الجديدة التي قد تساعد في السيطرة على تفشي الأمراض في المستقبل". وبحسب الموقع، "تتطور فيروسات الإنفلونزا باستمرار، وتشكل تهديدًا وبائيًا فريدًا نظرًا لقدرتها على الانتقال من حيوانات مختلفة إلى البشر. وعلى عكس سلالات الإنفلونزا الموسمية، فإن بعض الأنواع الفرعية، مثل H5N1، تنشأ لدى الطيور، وقد تسببت في تفشيات مميتة بين الثدييات الأخرى. وتُفصّل التقارير الحديثة انتقال H5N1 بين مجموعة واسعة من الحيوانات، بما في ذلك الماشية، مع وجود أدلة على انتقاله من الماشية إلى البشر. ويبلغ معدل الوفيات الإجمالي لحالات الإصابة بفيروس H5N1 حوالي 52%. علاوة على ذلك، على الرغم من توفر اللقاحات والأدوية المضادة للفيروسات، إلا أنها غالبًا ما تكون غير كافية بسبب سرعة طفرة الفيروس وإعادة تكاثره، مما يسمح له بالتهرب من الدفاعات المناعية والعلاجات. أضف إلى ذلك، يُعقّد التنوع الجيني العالي تصميم اللقاحات، مما يحدّ من استخدام اللقاحات الحالية لاستهداف سلالات محددة". وتابع الموقع، "أجرى المؤلفون مراجعة شاملة لتقييم الاستراتيجيات الحالية والناشئة للوقاية من عدوى فيروس الإنفلونزا أ وعلاجها، وخاصةً تلك التي يسببها النمط الفرعي H5N1. ودرس المؤلفون تنوع ونطاق مضيف فيروس الأنفلونزا أ، مع التركيز على جينوم الحمض النووي الريبوزي (RNA) المجزأ للفيروس والذي يسهل الطفرة وإعادة الترتيب الجيني ويسمح لفيروسات الأنفلونزا أ بالتكيف بسرعة وإصابة أنواع جديدة، بما في ذلك البشر". وأضاف الموقع، "وجاء في المقال أن سلالات الإنفلونزا أ الناشئة، وخاصةً سلالة H5N1 2.3.4.4b، تتطور بسرعة، مما يُشكل تحديات خطيرة لاستراتيجيات الوقاية والعلاج الحالية. ومع ذلك، تُبشّر العديد من التطورات الواعدة في مجال اللقاحات والأدوية المضادة للفيروسات وتقنيات المراقبة بتحسين السيطرة على تفشي المرض في المستقبل. ومن أبرز الأفكار الواعدة التي طرحها المقال استهداف الأجسام المُشْتَمَلَةُ، وهي مُكَثَّفات جزيئية حيوية يستخدمها الفيروس للتكاثر. وقد ثَبُتَ أن تغيير الخصائص الفيزيائية لهذه الأجزاء يُثبِّط تكاثر الفيروس". وختم الموقع، " بشكل عام ، أبرز المقال الحاجة المُلحة لإعادة النظر في استراتيجية لمكافحة فيروسات الإنفلونزا أ. في حين تُقدم اللقاحات الجديدة والأدوية المضادة للفيروسات والأدوات التكنولوجية مساراتٍ واعدة للمضي قدمًا، إلا أن التطور السريع لفيروسات مثل H5N1 لا يزال يتفوق على العديد من الأساليب القائمة. وأشارت النتائج إلى أن الحلول المبتكرة، بدءًا من اكتشاف الأدوية بمساعدة الذكاء الاصطناعي ووصولًا إلى الطب النانوي، ضرورية لتحسين التأهب والحد من التهديد العالمي الذي تُشكله تفشيات الإنفلونزا المستقبلية".