バイオマーカーを使って心臓病リスク予測を改善する
研究が心臓病リスクをより正確に評価するための新しいバイオマーカーを探ってるよ。
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目次
心臓病は世界中で主要な死亡原因のひとつだよ。心臓病を防ぐためには、高リスクの人を見つけることが大事なんだ。これを助けるために、医者はバイオマーカーって呼ばれる特定の指標を使うんだ。バイオマーカーは、体の中の健康状態を示す物質なんだよ。心臓病の一般的なバイオマーカーには、総コレステロールや高密度リポタンパク質(HDL)コレステロールが含まれてる。これらの測定値と、年齢やライフスタイルみたいな個人の健康要因を合わせることで、医者は次の10年間における心臓病のリスクを評価できるんだ。
最近、研究者たちは心臓病リスクの予測を改善するために他のバイオマーカーを調べてるよ。その中には、体内の炎症を示すC反応性タンパク質(CRP)や、遺伝子を考慮した多因子リスクスコア(PRS)が含まれてる。PRSは心臓病リスクを予測するのに期待が持てるけど、個別のバイオマーカーを追加しても予測が大幅に改善するわけじゃなかったんだ。
バイオマーカーの新しい測定方法
新しい技術として、核磁気共鳴(NMR)分光法があって、少量の血液サンプルから多くのバイオマーカーを一度に分析できるんだ。この方法は、心臓病に関連するいろんな種類の脂質、脂肪酸、アミノ酸や他の重要な物質を測定できる。過去10年間、NMRのデータは心臓病に影響を与える遺伝的および環境的要因についての洞察を提供してきたよ。
いくつかの研究では、NMR技術からのバイオマーカーの組み合わせを使って心臓病リスクの予測を改善しようとしたけど、多くの研究はリスク評価の最新ガイドラインを使ってなかったし、これらの新しいバイオマーカーがすでにリスクにある人の予測をどう改善できるかに焦点を当ててもいなかった。
研究の目的
この研究は、UKバイオバンクのNMRデータを使って、これらのマーカーが10年間の心臓病リスクの予測を改善できるかを調べることを目的としてる。研究者たちは、心臓病リスクを評価するための欧州心臓病学会の推奨ガイドライン「SCORE2」リスクモデルにこれらのバイオマーカーを追加したんだ。さらに、治療のために推奨されるリスクレベルでの改善が重要かどうかを評価したよ。
また、研究者たちはNMRスコアとPRSの心臓病リスク予測の効果を比較したんだ。最終的には、これらの発見が公衆衛生にどう影響するかを理解することが目的だったよ。
研究デザイン
この研究には、健康記録を研究にリンクすることに同意したUKバイオバンクの参加者が含まれてる。合計168,517人が研究基準を満たしていて、SCORE2ガイドラインに基づく10年間の心臓病リスク評価が可能な人たちだった。対象者は、40から69歳の明らかに健康な成人で、以前に心臓病、糖尿病、その他の関連する病気がなかった人たちだよ。
10年以上のフォローアップ期間中に、研究者たちはこれらの参加者の中で心臓病のケースを記録した。研究は、これらの個人の特性と心臓病リスクとの関連を理解することを目的としてるんだ。
バイオマーカーの評価
研究者たちは、249のNMRバイオマーカーと28の臨床化学バイオマーカーが、SCORE2モデルに追加されたときに心臓病リスク評価をどう改善したかを評価したよ。改善を評価するためにCインデックスっていう指標を使った。このインデックスは、モデルが心臓病リスクをどれだけ予測できるかを示してるんだ。
統計的に有意な改善がいくつかのバイオマーカーで見つかったけど、単一のバイオマーカーから得られる予測能力の全体的な向上は控えめだった。例えば、腎機能に関連するバイオマーカーであるシスタチンCの追加は改善を示したし、炎症に関連するアルブミンも同様だった。
NMRバイオマーカースコアの開発
研究者たちは、男性と女性の両方に対して冠動脈性心疾患(CHD)と虚血性脳卒中に焦点を当てた特定のNMRバイオマーカースコアを作成したんだ。これらのスコアを組み合わせて、10年間の心臓病リスクの予測を強化できるかを見極めようとしたよ。スコアは、バイオマーカーのレベルや健康の結果の違いを捉えるために、男性と女性で別々に開発されたんだ。
各NMRスコアには関連するすべてのバイオマーカーが含まれていて、スコアに最も貢献するものも特定されたよ。CHDの場合、GlycAが最も重要な貢献者で、脳卒中スコアではアルブミンが重要な役割を果たしてるんだ。
リスク予測モデル
この研究では、10年間の心臓病リスクを評価するために3つの異なるモデルを比較したよ。最初のモデルはSCORE2評価だけを使用し、他の2つはSCORE2をNMRスコアまたはPRSと組み合わせたものだった。最終モデルは、NMRスコアとPRSの両方を含んでた。
研究者たちは、追加のスコアを含むすべてのモデルがSCORE2モデルだけよりも有意に改善していることを発見したんだ。NMRスコアとPRSを組み合わせたモデルは、予測能力の最も大きな向上を示したよ。
モデルの臨床的有用性
この研究は、これらの改善が臨床現場にとって意味があるかどうかを評価することを目指してた。研究者たちは、確立されたESC 2021ガイドラインに基づいて、参加者を低・中・高リスクグループに分類し、絶対的な10年間の心臓病リスクを計算したんだ。代替モデルが、SCORE2モデルと比較して個人をこれらのリスクカテゴリーにどれだけうまく分類できるかを分析したよ。
全体として、追加のバイオマーカーを含むモデルは、心臓病のリスクがある個人の分類を改善したんだ。特にNMRスコアは、PRSだけよりも高リスクグループへの再分類に大きな影響を与えたよ。
バイオマーカーの公衆衛生への影響
次に、研究者たちは新しいモデルを広く適用した場合の公衆衛生上の利点を理解するために、大規模な人口モデルをシミュレートしたんだ。40から69歳の成人10万人の仮想グループを作成し、UKのデータを基にしたよ。
さまざまなリスク予測モデルを適用することで、高リスクと認識される人たちの数、予想される心臓病のケース数、適切な治療によって防げる可能性のある心臓病イベントの数を推定できた。ガイドラインに従って高リスクの個人にスタチンを処方する効果もモデル化したよ。
結果は、NMRスコアとPRSを追加することで、高リスクと分類される人の数が大きく増え、将来の心臓病ケースを多く防ぐ可能性があることを示してた。
研究結果の要約
この研究は、NMRスコアとPRSを従来のリスク評価モデルに追加することで、初期の心臓病リスクの予測を確かに改善できることを結論づけたよ。この研究は、異なるバイオマーカーを用いて臨床現場でのスクリーニングや予防戦略を改善する成長する理解に貢献してる。
この発見は、心臓病リスクの予測における遺伝的および代謝的プロファイルを組み合わせる重要性も強調してて、こうした組み合わせが個人のリスクをよりよく理解させ、治療の決定に役立つ可能性があることを示してるんだ。
研究の限界
期待できる結果が出たにも関わらず、この研究には限界があるよ。例えば、UKバイオバンクの参加者は一般的な人口より健康的な傾向があるかもしれない。これが、発見が幅広い集団の健康にどう適用されるかに影響を与える可能性があるんだ。一般の人々のリスク要因の分布が異なるかもしれなくて、結果も異なる可能性があるよ。
さらに、予測の利点がモデリングプロセスによって過大評価されているかもしれない。シミュレーションされた人口は、通常の臨床条件の下で同じタイプのスクリーニングを受けないかもしれない人も含む、より広い国のデータから引き出されたものなんだ。最後に、ほとんどの参加者はヨーロッパ系の人々だったから、発見が多様な集団に一般化できるかどうかに限界があるかもしれないね。
結論
結論として、この研究は、NMR代謝物バイオマーカーから導出されたスコアを使用することで、10年間の心臓病リスクの予測が大幅に改善される可能性があることを示してる。これらのスコアを従来のモデルと組み合わせることで、医療提供者はリスクのある個人をよりよく特定できて、予防の取り組みを改善できるかもしれないんだ。この発見は、新しい技術がリスク評価の精度を向上させる助けになる可能性があり、心臓病管理の結果をより良くする方向につながるかもしれない。
研究が進むにつれて、これらの発見の臨床的有用性を多様な集団で検証するためのさらなる研究が必要だし、こうしたリスク予測モデルが長期的な健康結果に与える影響を探る必要があるよ。リスク評価や治療戦略の改善が、最終的には心臓病の発生率を減らして命を救う助けになるかもしれないね。
タイトル: Cardiovascular risk prediction using metabolomic biomarkers and polygenic risk scores: A cohort study and modelling analyses
概要: Metabolomic platforms using nuclear magnetic resonance (NMR) spectroscopy can now rapidly quantify many circulating metabolites which are potential biomarkers of cardiovascular disease (CVD). Here, we analyse [~]170,000 UK Biobank participants (5,096 incident CVD cases) without a history of CVD and not on lipid-lowering treatments to evaluate the potential for improving 10-year CVD risk prediction using NMR biomarkers in addition to conventional risk factors and polygenic risk scores (PRSs). Using machine learning, we developed sex-specific NMR scores for coronary heart disease (CHD) and ischaemic stroke, then estimated their incremental improvement of 10-year CVD risk prediction when added to guideline-recommended risk prediction models (i.e., SCORE2) with and without PRSs. The risk discrimination provided by SCORE2 (Harrells C-index = 0.718) was similarly improved by addition of NMR scores ({Delta}C-index 0.011; 0.009, 0.014) and PRSs ({Delta}C-index 0.009; 95% CI: 0.007, 0.012), which offered largely orthogonal information. Addition of both NMR scores and PRSs yielded the largest improvement in C-index over SCORE2, from 0.718 to 0.737 ({Delta}C-index 0.019; 95% CI: 0.016, 0.022). Concomitant improvements in risk stratification were observed in categorical net reclassification index when using guidelines-recommended risk categorisation, with net case reclassification of 13.04% (95% CI: 11.67%, 14.41%) when adding both NMR scores and PRSs to SCORE2. Using population modelling, we estimated that targeted risk-reclassification with NMR scores and PRSs together could increase the number of CVD events prevented per 100,000 screened from 201 to 370 ({Delta}CVDprevented: 170; 95% CI: 158, 182) while essentially maintaining the number of statins prescribed per CVD event prevented. Overall, we show combining NMR scores and PRSs with SCORE2 moderately enhances prediction of first-onset CVD, and could have substantial population health benefit if applied at scale.
著者: Michael Inouye, S. C. Ritchie, X. Jiang, L. Pennells, Y. Xu, C. Coffey, Y. Liu, P. Surendran, S. Karthikeyan, S. A. Lambert, J. Danesh, A. S. Butterworth, A. Wood, S. Kaptoge, E. Di Angelantonio
最終更新: 2024-09-23 00:00:00
言語: English
ソースURL: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.10.31.23297859
ソースPDF: https://www.medrxiv.org/content/10.1101/2023.10.31.23297859.full.pdf
ライセンス: https://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
変更点: この要約はAIの助けを借りて作成されており、不正確な場合があります。正確な情報については、ここにリンクされている元のソース文書を参照してください。
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