UK Biobank เสร็จสิ้นโครงการสแกนร่างกายทั้งตัวที่ใหญ่ที่สุดในโลก

ด้วยความสำเร็จอันน่าทึ่งที่ส่งผลกระทบต่อวิธีการตรวจจับและวินิจฉัยโรคของเรา UK Biobank ได้ดำเนินโครงการสแกนร่างกายแบบองค์รวมที่ใหญ่ที่สุดในโลก โดยสแกนสมอง หัวใจ ช่องท้อง หลอดเลือด กระดูก และข้อต่อของอาสาสมัคร 100,000 คน การสแกนในระดับนี้ช่วยให้เราเห็นถึงสิ่งที่เกิดขึ้นในร่างกายของผู้คนเมื่ออายุมากขึ้น ทำให้เราเข้าใจถึงสาเหตุ สาเหตุ และช่วงเวลาที่เราเจ็บป่วย

ตั้งแต่ปี พ.ศ. 2558 ข้อมูลภาพ จาก UK Biobankได้รับการเผยแพร่เป็นชุดๆ โดยนักวิทยาศาสตร์ทั่วโลกนำข้อมูลนี้มาพัฒนาชุดตรวจวินิจฉัยโรคร้ายแรง เช่น โรคหัวใจ ภาวะสมองเสื่อม และมะเร็ง เร็วๆ นี้ นักวิจัยที่ได้รับการรับรองจะสามารถเข้าถึงภาพที่ไม่ระบุตัวตนได้กว่าหนึ่งพันล้านภาพจากอาสาสมัคร 100,000 คน การใช้ข้อมูลนี้ควบคู่ไปกับข้อมูล UK Biobank ที่มีอยู่เกี่ยวกับวิถีชีวิต ประวัติทางการแพทย์ พันธุกรรม และโปรตีนในเลือดที่รวบรวมจากอาสาสมัครกลุ่มเดียวกันนี้ในช่วง 15 ปีที่ผ่านมา ช่วยให้นักวิจัยมองเห็นผลกระทบต่อสุขภาพในทุกแง่มุมที่ไม่เคยเกิดขึ้นมาก่อน ว่าทุกแง่มุมในชีวิตของเราส่งผลต่อสุขภาพของเราอย่างไร

จนถึงปัจจุบัน มีการตีพิมพ์บทความวิจัยที่ผ่านการตรวจสอบโดยผู้ทรงคุณวุฒิมากกว่า 1,300 บทความ โดยใช้ข้อมูลภาพจาก UK Biobank ผลการวิจัยนี้กำลังช่วยพัฒนาการดูแลผู้ป่วยใน NHS และหน่วยงานอื่นๆ ให้ดีขึ้น ตัวอย่างเช่น

• ปัจจุบันโรงพยาบาล NHS ทั่วสหราชอาณาจักรกำลังใช้กระบวนการที่พัฒนาจาก UK Biobank เพื่อวิเคราะห์ภาพ MRI ของสมอง ช่วยให้วินิจฉัยโรคสมองเสื่อมได้แม่นยำยิ่งขึ้น
• การดูแลด้านหัวใจได้รับการปรับปรุงดีขึ้นในกว่า 90 ประเทศ เนื่องจากแพทย์ใช้เครื่องมือ AI ที่พัฒนาโดยใช้ข้อมูลของ UK Biobank เพื่อวิเคราะห์การสแกนหัวใจในเวลาไม่ถึงหนึ่งวินาที ซึ่งเพิ่มขึ้นจากเกือบหนึ่งในสี่ของเวลาก่อนหน้านี้ ทำให้แพทย์สามารถมุ่งเน้นไปที่กรณีที่ต้องการความเอาใจใส่มากที่สุดได้

หลังจากทำงานมาเป็นเวลา 11 ปี สแกนไปแล้ว 100,000 ครั้ง แต่ละครั้งใช้เวลาประมาณ 5 ชั่วโมง และลงทุนไปกว่า 60 ล้านปอนด์ UK Biobank ก็ได้บรรลุเป้าหมายสำคัญครั้งนี้

ขนาดที่ไม่เคยมีมาก่อนของโครงการถ่ายภาพนี้ ซึ่งใหญ่กว่าโครงการใดๆ ที่เคยมีมามากกว่า 10 เท่า ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์สามารถมองเห็นรูปแบบของโรคต่างๆ ที่ปกติแล้วจะไม่สามารถตรวจพบได้ การรวบรวมภาพสแกนจากอาสาสมัคร 100,000 คนดูเหมือนเป็นเพียงความฝันลมๆ แล้งๆ... ผู้เชี่ยวชาญบางคนถึงกับตั้งคำถามว่าเราใส่เลขศูนย์เข้าไปโดยไม่ได้ตั้งใจหรือเปล่า! โครงการถ่ายภาพขนาดใหญ่นี้ทำให้สิ่งที่มองไม่เห็นกลายเป็นสิ่งที่มองเห็น ยิ่งไปกว่านั้น การรวมภาพส่วนต่างๆ ของร่างกายเข้ากับข้อมูลทางพันธุกรรมและข้อมูลสำคัญทั้งหมดจากอาสาสมัครของเรา ช่วยให้นักวิทยาศาสตร์เข้าใจการทำงานของร่างกายเราได้ดียิ่งขึ้น

เซอร์ รอรี่ คอลลินส์ ศาสตราจารย์ หัวหน้านักวิจัย และซีอีโอ UK Biobank

ในแต่ละเซสชัน มีการเก็บภาพ MRI ของสมอง หัวใจ และช่องท้องมากกว่า 12,000 ภาพจากแต่ละคน รวมถึงการสแกนร่างกายทั้งหมดเพื่อวัดความหนาแน่นของกระดูกและไขมันในร่างกาย และการสแกนอัลตราซาวนด์ของหลอดเลือดแดง carotid อาสาสมัครแต่ละคนยังให้ข้อมูลรายละเอียดเดียวกันกับที่พวกเขามีเมื่อเข้าร่วม UK Biobank ครั้งแรกเมื่อเกือบ 15 ปีก่อน ซึ่งรวมถึงข้อมูลไลฟ์สไตล์ ลักษณะทางกายภาพ (เช่น ส่วนสูง น้ำหนัก และแรงบีบมือ) และตัวอย่างเลือด

“ฉันสมัครเข้าร่วมการสแกนเพราะอยากช่วยสร้างอนาคตที่แข็งแรงให้กับเราทุกคน นั่นเป็นเหตุผลที่ฉันสมัครเป็นอาสาสมัครของ UK Biobank เมื่อกว่า 15 ปีที่แล้ว เพื่อช่วยเหลือนักวิทยาศาสตร์ที่ทำงานอย่างหนักเพื่อคนรุ่นต่อไป” อลิสัน สมาชิกกลุ่มที่ปรึกษาผู้เข้าร่วม UK Biobank กล่าว

ข้อมูลภาพในระดับนี้ให้ข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับโรคหายากและระยะต่างๆ ของโรคทั่วไป นักวิทยาศาสตร์ยังสามารถเปรียบเทียบร่างกายที่แข็งแรงกับร่างกายที่มีโรคหลายชนิดได้ดีขึ้น ซึ่งท้ายที่สุดแล้วจะช่วยให้ค้นพบตัวบ่งชี้โรคที่มีประสิทธิภาพมากขึ้น

“การศึกษาการถ่ายภาพของ UK Biobank ได้เปลี่ยนโฉมหน้าของการวิจัยทางชีวการแพทย์ไปตลอดกาล ข้อมูลจำนวนมหาศาลนี้ทำให้เกิดความก้าวหน้าครั้งสำคัญในการวิเคราะห์ภาพด้วยคอมพิวเตอร์ ปัจจุบันนักวิจัยสามารถวัดขนาด รูปร่าง และองค์ประกอบของอวัยวะและเนื้อเยื่อแทบทุกชนิดในร่างกายได้ภายในไม่กี่วินาที แทนที่จะใช้เวลาหลายชั่วโมงต่อคน” ศาสตราจารย์หลุยส์ โทมัส ศาสตราจารย์ด้านการถ่ายภาพเมตาบอลิซึม มหาวิทยาลัยเวสต์มินสเตอร์ กล่าว

นอกจากประโยชน์ที่ผู้ป่วยได้รับในปัจจุบันแล้ว ข้อมูลภาพเหล่านี้ยังช่วยกระตุ้นวิทยาศาสตร์พื้นฐานที่ควรนำไปสู่การทดสอบวินิจฉัยและการรักษาแบบใหม่ ความก้าวหน้าเหล่านี้ ได้แก่:

• การพัฒนาโมเดล AI ที่สร้างหัวใจที่แข็งแรงในเวอร์ชันเฉพาะบุคคล (โดยอิงจากอายุ เพศ น้ำหนัก และส่วนสูงของบุคคล) ที่สามารถใช้เพื่อตรวจจับความแตกต่างระหว่างหัวใจจริงของผู้ป่วยกับโมเดลหัวใจที่แข็งแรง และตรวจหาสัญญาณเริ่มต้นของโรคหัวใจ
• การค้นพบว่าอวัยวะต่างๆ ของเราอาจมีอายุทางชีววิทยามากกว่าอายุจริงจะทำให้แพทย์สามารถตรวจสอบจากการสแกนร่างกายและข้อมูลทางคลินิกได้ว่าอวัยวะใดบ้างที่มีความเสี่ยงต่อการเกิดโรค และค้นหาวิธีป้องกัน ซึ่งท้ายที่สุดแล้วจะช่วยยืดชีวิตได้
• การค้นพบความเชื่อมโยงใหม่ๆ ระหว่างหัวใจและสมอง ตัวอย่างเช่น การเปลี่ยนแปลงโครงสร้างของหัวใจเพิ่มความเสี่ยงต่อความผิดปกติทางจิต รวมถึงภาวะซึมเศร้า ซึ่งเป็นสิ่งสำคัญต่อการทำความเข้าใจโรคทางสมอง
• การสาธิตวิธีการทดแทนขั้นตอนการผ่าตัดแบบรุกรานด้วย MRI เพื่อการวินิจฉัยและการติดตามโรคทั่วไปอย่างโรคไขมันพอกตับ
• คาดการณ์การเกิดโรคในระยะเริ่มต้น 38 โรคด้วยการรวมภาพ MRI กับข้อมูลสุขภาพอื่นๆ และใช้ AI แสดงให้เห็นถึงพลังของเทคโนโลยีขั้นสูงในการคาดการณ์ความเสี่ยงต่อสุขภาพได้นานก่อนที่จะมีอาการปรากฏ
• ผลการศึกษาพบว่าการดื่มแอลกอฮอล์ 1 ถึง 2 หน่วยต่อวันมีความเกี่ยวข้องกับการลดขนาดและโครงสร้างของสมองซึ่งอาจเป็นอันตรายได้ ซึ่งอาจนำไปสู่ความเสี่ยงต่อการสูญเสียความทรงจำและภาวะสมองเสื่อมที่เพิ่มขึ้น
• แสดงให้เห็นว่าผู้ที่มีดัชนีมวลกายเท่ากันสามารถสะสมไขมันได้แตกต่างกันมากเนื่องมาจากพันธุกรรม โดยเพิ่มความเสี่ยงต่อโรคต่างๆ เช่น เบาหวานและโรคหัวใจในบางคน แต่ปกป้องได้ในบางคน
• การใช้การสแกน DEXA เพื่อเผยให้เห็นว่าคนวัยกลางคน 1 ใน 10 คนที่ไม่มีอาการอื่นใดมีการสะสมของแคลเซียมในหลอดเลือดใหญ่ในช่องท้อง (หลอดเลือดหลักของร่างกาย) ซึ่งเป็นภาวะที่ยังไม่ได้รับการวินิจฉัยแต่เป็นอันตรายถึงชีวิต

ข้อมูลในระดับนี้เปิดโอกาสให้ใช้การเรียนรู้ของเครื่องจักรเพื่อคาดการณ์โรคได้หลายปีก่อนที่จะมีอาการปรากฏ

“เป็นเรื่องน่ายินดีอย่างยิ่งที่ UK Biobank ได้รวบรวมข้อมูลมากมายจากอาสาสมัครผู้ใจบุญ และผลการสแกนเหล่านี้ยังช่วยเพิ่มรายละเอียดอันประณีตอีกขั้นหนึ่ง งานวิจัยล่าสุดชิ้นหนึ่งได้ใช้ผลการสแกนสมองจากผู้เข้าร่วม 20,000 คน ข้อมูลกิจกรรม และพันธุกรรม เพื่อพัฒนาเครื่องมือ AI ที่สามารถทำนายว่าใครมีความเสี่ยงต่อโรคอัลไซเมอร์และพาร์กินสัน ผมตั้งตารอที่จะได้เห็นว่าผลการสแกนจากคน 100,000 คนจะเผยให้เห็นอะไรบ้าง!” ศาสตราจารย์พอล แมทธิวส์ ประธานคณะทำงานด้านภาพทางการแพทย์ของ UK Biobank กล่าว

โครงการนี้ยังมีส่วนสนับสนุนให้เกิดการกระจายการเข้าถึงข้อมูลการถ่ายภาพไปทั่วโลกด้วยการเปลี่ยนภาพ MRI ให้เป็นข้อมูลที่นักวิจัยนอกสาขาการถ่ายภาพสามารถนำไปใช้ได้ รวมถึงนักวิทยาศาสตร์ในประเทศที่มีทรัพยากรน้อยด้วย

“เราได้รับผลตอบรับอันน่าทึ่งจากนักวิจัยทั่วโลกเกี่ยวกับวิธีที่โครงการถ่ายภาพใช้ผลลัพธ์ในสาขาวิทยาศาสตร์ที่ก่อนหน้านี้ไม่เคยพิจารณาใช้ข้อมูลการสแกนร่างกาย” ศาสตราจารย์นาโอมิ อัลเลน หัวหน้าฝ่ายวิทยาศาสตร์ของ UK Biobank กล่าว

โครงการถ่ายภาพของ UK Biobank เริ่มต้นโครงการนำร่องในปี พ.ศ. 2557 โดยมีอาสาสมัครมากกว่า 7,000 คน ซึ่งถือเป็นสถิติสูงสุดในขณะนั้น ระยะหลักเริ่มต้นในปี พ.ศ. 2559 โดยเชิญอาสาสมัครของ UK Biobank จำนวน 100,000 คน จากทั้งหมด 500,000 คน เข้าร่วมกิจกรรมถ่ายภาพ 5 ชั่วโมง ณ ศูนย์เฉพาะทาง 4 แห่งทั่วประเทศ โครงการยังคงเชิญชวนอาสาสมัครเข้าร่วมกิจกรรมถ่ายภาพอย่างต่อเนื่อง หลังจากบรรลุเป้าหมายจำนวนผู้เข้าร่วม 100,000 คน

โครงการระยะที่สองเริ่มต้นในปี พ.ศ. 2565 และมีเป้าหมายที่จะสแกนซ้ำอีกครั้งจำนวน 60,000 คน จากผู้เข้าร่วมทั้งหมด 100,000 คน ภายในเวลาไม่เกินสองปีหลังจากการตรวจภาพครั้งแรก โครงการนี้ยังคงดำเนินต่อไป และคาดว่าจะแล้วเสร็จภายในปี พ.ศ. 2572

ข้อมูล UK Biobank จะถูกเผยแพร่ให้กับนักวิจัยที่ได้รับอนุมัติเป็นชุดๆ ผ่านแพลตฟอร์มวิเคราะห์งานวิจัย UK Biobank บนคลาวด์ที่ปลอดภัย (UKB-RAP) คาดว่าข้อมูลภาพจากผู้เข้าร่วมทั้งหมด 100,000 คนจะพร้อมให้นักวิจัยเข้าถึงได้ภายในสิ้นปี พ.ศ. 2568