اكتشاف العلامات البيولوجية التحويلية في علم الاستقلاب السريري: درس تمهيدي

يتم تطبيق علم الاستقلاب بشكل متزايد لتحديد العلامات البيولوجية لتشخيص الأمراض والتوقع بها وتنبؤ المخاطر. وللأسف، من بين العديد من دراسات الاستقلاب المنشورة التي تركز على اكتشاف العلامات البيولوجية، هناك القليل جداً من التناسق وقلة من الصرامة في كيفية اختيار الباحثين وتقييمهم أو الإبلاغ عن العلامات البيولوجية المرشحة. بشكل خاص، تعتبر الدراسات التي تقدم أي قياس للحساسية أو التخصص أو تقدم منحنيات التشغيل الخاصة بالمستقبل (ROC) مع فترات الثقة المرتبطة بها نادرة جداً. وتصف القليل من الدراسات بشكل صريح أو تطلق نموذج العلامة البيولوجية المستخدمة لإنتاج منحنيات ROC الخاصة بها. وهذا أمر مفاجئ بالنظر إلى أنه بالنسبة لدراسات العلامات البيولوجية في معظم المجالات الطبية الحيوية الأخرى، يُعتبر تحليل منحنى ROC بشكل عام الأسلوب القياسي لتقييم الأداء. لأن الهدف النهائي من اكتشاف العلامات البيولوجية هو تحويل هذه العلامات إلى الممارسة السريرية، من الواضح أن مجتمع علم الاستقلاب يحتاج إلى البدء في "التحدث بلغة واحدة" من حيث تحليل العلامات البيولوجية والإبلاغ عنها - خاصة إذا كان يريد رؤية علامات الاستقلاب تُستخدم بشكل روتيني في العيادة. في هذا الدرس التمهيدي، سوف نقدم أولاً مفهوم منحنيات ROC ونوضح استخدامها في تحليل علامات بيولوجية مفردة في الكيمياء السريرية. يتضمن ذلك بناء منحنيات ROC، وفهم معنى المساحة تحت منحنيات ROC (AUC) وAUC الجزئية، بالإضافة إلى حساب فترات الثقة. يركز الجزء الثاني من الدرس على تحليلات العلامات البيولوجية في سياق علم الاستقلاب. يصف هذا القسم استراتيجيات إحصائية وتعلم آلي مختلفة يمكن استخدامها لإنشاء نماذج علامات بيولوجية متعددة المستقلبات ويشرح كيف يمكن تقييم هذه النماذج باستخدام منحنيات ROC. في الجزء الثالث من الدرس، نناقش القضايا الشائعة والفخاخ المحتملة المرتبطة بأساليب التحليل المختلفة ونوفر للقراء قائمة تتضمن تسع توصيات لتحليل العلامات البيولوجية والإبلاغ عنها. لمساعدة القراء على اختبار وتصوير واستكشاف المفاهيم المقدمة في هذا الدرس، نقدم أيضًا أداة مستندة إلى الويب تدعى ROCCET (مستكشف ومختبر منحنيات ROC، http://www.roccet.ca). تم تطوير ROCCET في الأصل كأداة تعليمية ولكن يمكن أيضًا أن تكون بمثابة مورد للتدريب والاختبار لمساعدة الباحثين في علم الاستقلاب في بناء نماذج العلامات البيولوجية وإجراء مجموعة من تحليلات منحنى ROC الشائعة لدراسات العلامات البيولوجية.