UK Biobank fullfører verdens største fullkroppsskanningsprosjekt

I en bemerkelsesverdig prestasjon som allerede påvirker hvordan vi oppdager og diagnostiserer sykdom, har UK Biobank fullført verdens største helkroppsskanningsprosjekt, der de skanner hjernen, hjertet, magen, blodårene, beinene og leddene til 100 000 frivillige. Disse skanningene, utført i denne skalaen, viser oss hva som skjer i folks kropper når de eldes, slik at vi kan forstå hvordan, hvorfor og når vi blir syke.

Siden 2015 har bildedata fra UK Biobank blitt utgitt i omganger, og forskere over hele verden har brukt dataene til å utvikle bedre diagnostiske tester for livstruende tilstander som hjertesykdom, demens og kreft. Snart vil godkjente forskere ha tilgang til mer enn én milliard anonymiserte bilder fra 100 000 frivillige. Ved å bruke dette sammen med eksisterende informasjon fra UK Biobank om livsstil, sykehistorie, genetikk og blodproteiner samlet inn fra de samme frivillige de siste 15 årene, lar disse bildedataene forskere se, på måter som tidligere var umulige, hvordan alle aspekter av livene våre påvirker helsen vår.

Til dags dato er det publisert mer enn 1300 fagfellevurderte vitenskapelige artikler ved bruk av bildedata fra UK Biobank. Resultatene av denne forskningen forbedrer allerede behandlingen i NHS og utenfor. For eksempel:

• NHS-minnesykehus over hele Storbritannia bruker nå prosesser utviklet fra UK Biobank for å analysere MR-bilder av hjernen, noe som bidrar til å diagnostisere demens mer nøyaktig.
• Hjertebehandling har blitt bedre i mer enn 90 land ettersom leger bruker et AI-verktøy utviklet med data fra UK Biobank for å analysere hjerteskanninger på under et sekund – opp fra nesten et kvarter tidligere – slik at de kan fokusere på de tilfellene som krever mest oppmerksomhet.

Etter 11 års arbeid, 100 000 skanneøkter, som hver varte i rundt 5 timer, og en investering på over 60 millioner pund, har UK Biobank nådd denne viktige milepælen.

Det enestående omfanget av dette bildeprosjektet – mer enn ti ganger større enn noe som noen gang har eksistert før – lar forskere se mønstre i sykdommer som ellers ville vært uoppdagelige. Å samle inn skanninger fra 100 000 frivillige virket som en drøm... noen eksperter spurte til og med om vi hadde lagt til en ekstra null ved en feiltakelse! Dette massive bildeprosjektet gjør det usynlige synlig. Dessuten, ved å kombinere disse bildene av forskjellige kroppsdeler med all den genetiske og vitale informasjonen fra våre frivillige, får forskere en mye bedre forståelse av hvordan kroppene våre fungerer.»

Sir Rory Collins, professor, hovedforsker og administrerende direktør, UK Biobank

I løpet av hver økt ble det samlet inn mer enn 12 000 MR-bilder av hjerne, hjerte og mage fra hver person, i tillegg til fullkroppsskanninger for å måle bentetthet og kroppsfett, og en ultralydskanning av halspulsårene. Hver frivillig oppga også den samme detaljerte informasjonen de hadde da de først deltok i UK Biobank for nesten 15 år siden, inkludert livsstilsdata, fysiske egenskaper (som høyde, vekt og gripestyrke) og en blodprøve.

«Jeg meldte meg på skanningen fordi jeg ønsker å bidra til å skape en sunnere fremtid for oss alle. Det er derfor jeg først ble frivillig i UK Biobank for over 15 år siden – for å være til tjeneste for forskerne som jobber så hardt for fremtidige generasjoner», sa Alison, medlem av UK Biobank Participant Advisory Group.

Bildedata på denne skalaen gir mer informasjon om sjeldne sykdommer og ulike stadier av vanlige sykdommer. Forskere kan også bedre sammenligne friske kropper med de med flere sykdommer, noe som til slutt lar dem finne kraftigere sykdomsmarkører.

«Studien av UK Biobanks bildediagnostikk har forandret landskapet innen biomedisinsk forskning for alltid. Den enorme mengden data har muliggjort store gjennombrudd innen datastyrt bildeanalyse. Forskere kan nå måle størrelsen, formen og sammensetningen av praktisk talt alle organer og vev i kroppen på sekunder i stedet for timer per person», sa professor Louise Thomas, professor i metabolsk bildediagnostikk ved University of Westminster.

I tillegg til fordelene som allerede er til fordel for pasienter i dag, stimulerer disse bildedataene grunnleggende forskning som bør føre til nye diagnostiske tester og behandlinger. Blant disse fremskrittene:

• Utvikling av en AI-modell som lager en personlig versjon av et sunt hjerte (basert på en persons alder, kjønn, vekt og høyde) som kan brukes til å oppdage forskjeller mellom en pasients virkelige hjerte og modellen for et sunt hjerte, og til å oppdage tidlige tegn på hjertesykdom.
• Oppdagelsen av at organene våre kan være biologisk eldre enn vår kronologiske alder, vil gjøre det mulig for leger å se ut fra kroppsskanninger og kliniske data hvilke organer som er i faresonen for å utvikle sykdom og finne måter å forhindre dette på, noe som til slutt forlenger livet.
• Oppdage nye forbindelser mellom hjertet og hjernen. For eksempel hvordan strukturelle endringer i hjertet øker risikoen for psykiske lidelser, inkludert depresjon. Dette er viktig for å forstå hjernesykdommer.
• Demonstrasjon av hvordan en invasiv kirurgisk prosedyre kan erstattes av MR for diagnostisering og overvåking av en vanlig sykdom, fettleversykdom.
• Å forutsi tidlig debut av 38 sykdommer ved å kombinere MR-bilder med andre helsedata og bruke kunstig intelligens, demonstrere kraften i avansert teknologi i å forutsi helserisiko lenge før symptomene oppstår.
• Funn viser at det å drikke én til to enheter alkohol om dagen er assosiert med potensielt skadelige reduksjoner i hjernestørrelse og -struktur, noe som sannsynligvis fører til økt risiko for hukommelsestap og demens.
• Dette viser at personer med samme BMI kan lagre fett svært forskjellig på grunn av genetikk – noe som øker risikoen for sykdommer som diabetes og hjertesykdom hos noen, mens det beskytter fettet hos andre.
• Ved hjelp av DEXA-skanninger avsløres det at én av ti middelaldrende personer uten andre symptomer har forkalkninger i abdominalorta (kroppens viktigste blodåre) – en mye udiagnostisert, men dødelig tilstand.

Data på denne skalaen åpner for muligheten til å bruke maskinlæring til å forutsi sykdommer år før symptomene oppstår.

«Det er fantastisk at UK Biobank har samlet inn en så stor mengde data fra generøse frivillige, og skanningene legger til et nytt lag med utsøkte detaljer. En nylig studie brukte hjerneskanninger fra 20 000 deltakere, aktivitetsdata og genetikk for å utvikle et AI-verktøy som forutsier hvem som er i faresonen for Alzheimers og Parkinsons. Jeg gleder meg til å se hva skanninger fra 100 000 mennesker vil avsløre!» sa professor Paul Matthews, leder av UK Biobank Imaging Working Group.

Prosjektet bidro også til global demokratisering av tilgang til bildedata ved å gjøre MR-bilder om til data som kan brukes av forskere utenfor bildefeltet, inkludert forskere i land med mindre ressurser.

«Vi har mottatt utrolige tilbakemeldinger fra forskere over hele verden om hvordan bildediagnostikkprosjektet bruker resultatene innen vitenskapelige områder som tidligere ikke har vurdert bruk av kroppsskanningsdata», sa professor Naomi Allen, vitenskapelig sjef i UK Biobank.

Avbildningsprosjektet UK Biobank startet som et pilotprosjekt i 2014 med over 7000 frivillige – en rekord på den tiden. Hovedfasen startet i 2016, da 100 000 av UK Biobanks 500 000 frivillige ble invitert til å delta i 5-timers avbildningssesjoner på et av fire dedikerte sentre over hele landet. Prosjektet fortsetter å invitere frivillige til avbildningssesjoner etter å ha nådd målet på 100 000 deltakere.

Den andre fasen av prosjektet startet i 2022 og har som mål å skanne 60 000 av disse 100 000 deltakerne på nytt tidligst to år etter deres første bildebehandling. Dette prosjektet pågår og forventes å være fullført innen 2029.

Data fra UK Biobank gjøres tilgjengelig for godkjente forskere i grupper via den sikre, skybaserte UK Biobank Research Analysis Platform (UKB-RAP). Bildedata fra alle 100 000 deltakere forventes å være tilgjengelige for forskere innen utgangen av 2025.