Анализ продольных траекторий сенсибилизации к аллергенам у детей на основе данных реальной клинической практики

Цель: Изучить взаимосвязь между профилями сенсибилизации к аллергенам и диагнозами аллергических заболеваний, уделив особое внимание продольным траекториям сенсибилизации. На основе крупной когорты детей и молодых взрослых, сформированной по клинической базе данных, структурированной в соответствии с общей моделью данных (CDM), с помощью методов обучения без учителя были выявлены статические и динамические кластеры сенсибилизации. Разработана прогностическая модель для оценки вклада ранних профилей сенсибилизации в развитие аллергических заболеваний в последующие годы.

Методы: Проведено одноцентровое ретроспективное когортное исследование с использованием электронных медицинских карт из базы данных Сеульского национального университетского госпиталя, структурированной по CDM. В исследование включали пациентов, которым в период с 2002 по 2021 год выполняли кожное прик-тестирование, мультиаллергенный одновременный тест или исследование ImmunoCAP, если обследование проводилось в двух и более возрастных группах. Проанализированы 17 категорий аллергенов. Для выявления поперечных кластеров сенсибилизации применяли анализ латентных классов, а для определения продольных траекторий — модели гауссовых смесей. Для прогнозирования диагнозов аллергических заболеваний использовали модель многометочной классификации на основе Categorical Boosting; интерпретируемость модели повышали с помощью метода SHAP (SHapley Additive exPlanations).

Результаты: Проанализированы данные 1656 пациентов. Выявлены четыре поперечных кластера: с преобладанием сенсибилизации к клещам домашней пыли, с сенсибилизацией к клещам домашней пыли и пищевым аллергенам, с полисенсибилизацией и с множественной сенсибилизацией к ингаляционным аллергенам. Определены девять продольных траекторий, отражавших последовательный переход от сенсибилизации к пищевым аллергенам к сенсибилизации к аэроаллергенам. Ранняя сенсибилизация к клещам домашней пыли была тесно связана с последующим развитием астмы, тогда как экзема и пищевая аллергия были связаны с траекториями сенсибилизации к пищевым аллергенам или полисенсибилизации. Ринит часто встречался во всех кластерах сенсибилизации к аэроаллергенам. Прогностическая эффективность была высокой для астмы (F1-мера — 0,73; площадь под кривой — 0,80), умеренной для экземы и пищевой аллергии и ограниченной для ринита.

Выводы: Продольные траектории сенсибилизации, особенно раннее преобладание сенсибилизации к клещам домашней пыли, позволяли прогнозировать развитие астмы, тогда как их прогностическая ценность для экземы, пищевой аллергии и ринита была ниже. Моделирование анамнеза сенсибилизации с помощью методов машинного обучения может способствовать раннему выявлению детей с высоким риском и разработке персонализированных стратегий профилактики аллергических заболеваний.