Бинарная классификация пользователей электронных сигарет и бездымного табака с помощью биомаркеров для оценки сходства с нынешними и бывшими курильщиками: машинное обучение применительно к популяционной оценке употребления табака и исследования здоровья

BMC Public Health, том 23, номер статьи: 589 (2023 г.) Цитировать эту статью

809 Доступов

Подробности о метриках

Воздействие вредных и потенциально вредных компонентов сигаретного дыма является фактором риска сердечно-сосудистых и респираторных заболеваний. Были разработаны табачные изделия, которые могут снизить воздействие этих компонентов. Однако долгосрочные последствия их использования для здоровья остаются неясными. Исследование «Популяционная оценка табакокурения и здоровья» (PATH) — это популяционное исследование, изучающее влияние курения на здоровье и привычки курения сигарет среди населения США. В число участников входят потребители табачных изделий, включая электронные сигареты и бездымный табак. В этом исследовании мы попытались оценить влияние этих продуктов на население, используя методы машинного обучения и данные исследования PATH.

Биомаркеры воздействия (BoE) и потенциального вреда (BoPH) у курильщиков сигарет и бывших курильщиков в волне 1 PATH были использованы для создания моделей машинного обучения бинарной классификации, которые классифицировали участников как действующих (BoE: N = 102, BoPH: N = 428) или бывшие курильщики (BoE: N = 102, BoPH: N = 428). Данные о BoE и BoPH среди пользователей электронных сигарет (BoE: N = 210, BoPH: N = 258) и бездымного табака (BoE: N = 206, BoPH: N = 242) были введены в модели, чтобы выяснить, являются ли эти продукты пользователи были классифицированы как нынешние или бывшие курильщики. Был исследован статус заболевания у лиц, классифицированных как нынешние или бывшие курильщики.

Модели классификации для BoE и BoPH имели высокую точность. Более 60% участников, которые употребляли электронные сигареты или бездымный табак, были классифицированы как бывшие курильщики в классификационной модели BoE. Менее 15% нынешних курильщиков и двойных курильщиков были классифицированы как бывшие курильщики. Аналогичная тенденция была обнаружена в модели классификации БоПГ. По сравнению с теми, кто был отнесен к бывшим курильщикам, у более высокого процента тех, кто отнесен к нынешним курильщикам, были сердечно-сосудистые заболевания (9,9–10,9% против 6,3–6,4%) и респираторные заболевания (19,4–22,2% против 14,2–16,7%).

Потребители электронных сигарет или бездымного табака, вероятно, будут подобны бывшим курильщикам по своим биомаркерам воздействия и потенциального вреда. Это говорит о том, что использование этих продуктов помогает снизить воздействие вредных компонентов сигарет, и они потенциально менее вредны, чем обычные сигареты.

Отчеты экспертной оценки

Сообщается, что курение сигарет увеличивает риск развития ряда заболеваний, включая хроническую обструктивную болезнь легких (ХОБЛ) и сердечно-сосудистые заболевания (ССЗ) [1]. Предполагается, что эти заболевания вызваны вредными компонентами сигаретного дыма [2, 3]. Табачные компании разрабатывают продукты, которые могут снизить риск заболеваний, поскольку выделяют меньше вредных и потенциально вредных компонентов [4]. У курильщиков сигарет, перешедших на эти продукты, наблюдалось снижение биомаркеров воздействия (BoE), которые происходят из компонентов табачного дыма [5,6,7,8,9,10,11,12,13]. Сообщалось также, что биомаркеры потенциального вреда (BoPH) (например, окислительный стресс, воспаление, липидный обмен и активация/коагуляция тромбоцитов) ближе к биомаркерам некурящих или бывших курильщиков у тех, кто переходит с обычных сигарет на нагрев табака. системы [14, 15] и нетрадиционные паровые продукты [16]. Однако необходимы дальнейшие исследования для проверки снижения риска, достигнутого за счет перехода на эти продукты, в том числе с достаточно большой выборкой и достоверной справочной информацией.

Исследование «Популяционная оценка табакокурения и здоровья» (PATH) представляет собой совместный проект Управления по санитарному надзору за качеством пищевых продуктов и медикаментов (FDA) и Национальных институтов здравоохранения (NIH) и является одним из крупнейших исследований, отслеживающих употребление табачных изделий и их влияние на здоровье в течение длительного времени. время [17]. В исследовании PATH данные анкеты о статусе курения и состоянии здоровья, биомаркерах воздействия и потенциальном вреде, а также другая справочная информация были получены от участников и зарегистрированы в Межуниверситетском консорциуме политических и социальных исследований (ICPSR). В исследование PATH включены двойные и эксклюзивные пользователи продуктов с потенциально низким риском (например, электронных сигарет и бездымного табака), а также нынешние и бывшие курильщики и некурящие. Таким образом, данные исследования позволят провести более обширный анализ воздействия табачного дыма и биологических эффектов использования продуктов с потенциально меньшим риском. В нескольких отчетах сравнивались биомаркеры среди курильщиков и пользователей электронных сигарет и бездымных табачных изделий с использованием данных исследования PATH [18,19,20], проводя статистические групповые сравнения для каждого биомаркера. Эти статистические методы могут давать разные сравнения и разные результаты для некоторых биомаркеров в одном и том же отчете: например, концентрации метаболитов никотина и специфичных для табака нитрозаминов были выше у потребителей бездымных продуктов, чем у нынешних курильщиков, в то время как концентрации полициклических ароматических углеводородов и летучих органических соединений было меньше [18].