Нейроборрелиоз можно диагностировать по протеому плазмы с помощью машинного обучения
Нейроборрелиоз - неврологическое осложнение болезни Лайма, возникающее при поражении нервной системы спирохетами Borrelia burgdorferi sensu lato, переносимыми клещами Ixodes. Заболевание встречается с частотой до 3-6 случаев на 100 000 человек в год и является одной из самых распространённых бактериальных инфекций нервной системы в Европе. Ранняя антибиотикотерапия обеспечивает хороший прогноз, однако при задержке лечения возможны осложнения.
Диагностика нередко запаздывает: от появления симптомов до постановки диагноза проходит около трёх недель. Симптомы схожи с другими заболеваниями, лишь 40% пациентов помнят укус клеща и 25% - характерную сыпь. Для подтверждения диагноза требуется анализ спинномозговой жидкости, но люмбальная пункция - инвазивная и затратная процедура. Прямая идентификация возбудителя (ПЦР, культура) малоэффективна, а серологические тесты ненадёжны на ранних стадиях и не различают активную и перенесённую инфекцию.
Исследователи из Дании и Швеции предложили диагностический подход, основанный на протеомном анализе и машинном обучении. В исследование вошли 483 образца (308 - спинномозговая жидкость, 175 - плазма): от пациентов с нейроборрелиозом, вирусным менингитом, контролей и пациентов с другими проявлениями болезни Лайма.
В спинномозговой жидкости выявили 1865 белков (в анализ включили 654). Профили пациентов с нейроборрелиозом существенно отличались от вирусного менингита и контрольной группы. У больных преобладали иммуноглобулины (IGLV3-25, IGHM), тогда как белки врождённого иммунитета и нейроэндокринного сигналинга (S100A9, CHGA) были снижены. Лучшая модель машинного обучения позволяла с высокой точностью различать группы: AUC до 0,92.
В плазме идентифицировали 379 белков, из которых 232 включили в анализ. При нейроборрелиозе повышалась экспрессия белков врождённого иммунитета и комплемента (FCN3, SERPING1, APOE), тогда как при вирусном менингите доминировали маркеры острой фазы и воспаления (CRP, S100A8, S100A9). При сравнении с контролями выявлены различия в белках комплемента (C3, C5) и регуляции коагуляции.
Всего обнаружено 72 белка, различающихся при нейроборрелиозе как в спинномозговой жидкости, так и в плазме. Протеомика в сочетании с машинным обучением показала потенциал для быстрой и точной диагностики заболевания, особенно при анализе спинномозговой жидкости. Авторы подчёркивают необходимость дальнейшей проспективной валидации и изучения динамики белковых изменений в ходе болезни.