وطور الفريق أول نظام ذكاء اصطناعي في العالم قادر على التنبؤ بمخاطر تسوس الأسنان لدى الأطفال في مرحلة الطفولة المبكرة بناء على الخصائص الميكروبية، محققا معدل دقة يزيد عن 90 بالمئة، ونُشرت الدراسة في مجلة "Cell Host & Microbe".
وقاد البحث البروفيسور شي هوانغ، الأستاذ المساعد في علم الأحياء الدقيقة من قسم علوم الفم التطبيقية ورعاية الأسنان المجتمعية في كلية طب الأسنان بجامعة هونغ كونغ.
اظهار أخبار متعلقة
ويضم الفريق أيضا يوفينغ تشانغ، طالب الدكتوراه من الكلية نفسها والبروفيسور جيان شو من CAS-QIBEBT، والدكتور فاي تنغ من مستشفى تشينغداو لطب الأسنان، والدكتور فانغ يانغ من مستشفى تشينغداو للنساء والأطفال.
وأجرى فريق البحث أشمل تحليل حتى الآن للمجتمعات الميكروبية الخاصة بالأسنان لدى الأطفال الصغار الذين تتراوح أعمارهم بين 3 و5 سنوات، باستخدام نهج مبتكر يجمع بين تسلسل 16S rRNA المتطور مع الجينوميات المجتمعية للتحليل التركيبي والوظيفي للميكروبات.
ومن خلال تتبع 2504 عينة من لويحات الأسنان الفردية من 89 طفلا في مرحلة ما قبل المدرسة على مدار عام تقريبا، اكتشفوا أنماطا مميزة تنبئ بتسوس الأسنان.
ويرتكز هذا الاكتشاف على تدرج ميكروبي ملحوظ من الأمام إلى الخلف في أفواه صحية. وجدت الدراسة أن الأسنان الأمامية (القواطع) تؤوي بشكل طبيعي مجتمعات بكتيرية مختلفة عن الأسنان الخلفية (الأضراس)، مما يخلق نمطا مكانيا يمكن التنبؤ به عبر الفم.
وهذا التدرج، الذي تحافظ عليه عوامل مثل تدفق اللعاب وتشريح الأسنان، يتعطل عندما تبدأ التسوسات في التكون.
اظهار أخبار متعلقة
وحدد الباحثون تحولات بكتيرية محددة تحدث قبل ظهور التسوس المرئي بوقت طويل، بما في ذلك هجرة الميكروبات المرتبطة بالقواطع إلى مواقع الأضراس وبالعكس.
وكان الإنجاز الأهم للفريق هو تطوير Spatial-MiC، أول نظام ذكاء اصطناعي في العالم يتنبأ بمخاطر التسوس في الأسنان الفردية بناء على مجتمعات ميكروبية معقدة. يحلل النظام هذه الأنماط الميكروبية لتقييم مخاطر التسوس.
وومن خلال الجمع بين بيانات المجتمع الميكروبي للسن مع معلومات من جيرانه، حقق Spatial-MiC دقة 98 بالمئة في اكتشاف التسوسات الموجودة ودقة 93 بالمئة في التنبؤ بالتسوسات قبل شهرين من ظهورها سريريا. يمثل هذا تحسنا كبيرا على أساليب تقييم الفم الكامل الحالية، والتي غالبا ما تغفل علامات الإنذار المبكر.
ويذكر أن الآثار المترتبة على صحة أسنان الأطفال عميقة، ويؤثر التهاب عصب الأسنان المبكر على أكثر من 70 بالمئة من الأطفال في سن 5 سنوات في الصين، ويظل أكثر أمراض الطفولة المزمنة شيوعا في جميع أنحاء العالم.
وعادة ما تُعالج استراتيجيات الوقاية الحالية جميع الأسنان بالتساوي، على الرغم من الاختلافات الواضحة في قابليتها للتسوس.
اظهار أخبار متعلقة
ويُمهد هذا البحث الطريق لأساليب طب أسنان دقيقة يُمكنها توفير رعاية وقائية مُستهدفة للأسنان عالية الخطورة قبل حدوث الضرر.
أوضح البروفيسور هوانغ: "تُغير هذه النتائج جذريا فهمنا لتسوس الأسنان. لقد انتقلنا من اعتبار التسوس أمرا حتميا إلى القدرة على التنبؤ به والوقاية منه على المستوى الميكروبي، لكل سن على حدة".
ويتصور الفريق مستقبلا يُمكن فيه توسيع نطاق النظام للتحقق من صحة هذا النهج في فئات سكانية مُتنوعة. الهدف النهائي هو تطوير اختبارات سريرية تُدخل هذه التقنية إلى عيادات طب الأسنان حول العالم. وكما أشار الدكتور يانغ، الباحث الرئيسي، "لا يقتصر الأمر على تحسين رعاية الأسنان فحسب، بل يتعلق أيضا بمنح الأطفال بدايات صحية في الحياة من خلال الوقاية من الألم والالتهابات والآثار التنموية لتسوس الأسنان الحاد بطريقة أكثر دقة".