Следы 98 болезней в одной пробирке крови: атлас транскриптома цельной крови из Эрзурума
В этой статье
Следы 98 заболеваний в одной пробирке крови: атлас транскриптома цельной крови из Эрзурума для всего мира
В совместном исследовании Университета Ататюрка и шведского центра SciLifeLab у 4444 жителей Эрзурума взяли по 2–3 мл крови, измерили активность примерно 20 тысяч генов и составили карту «РНК-следов» 98 различных состояний здоровья. Атлас транскриптома цельной крови (WBT Atlas), опубликованный в журнале Nature Communications, собирает в одном ресурсе следы, которые оставляют в иммунной системе и обмене веществ самые разные болезни — от рака до сепсиса, от диабета до болезни Паркинсона. При совместном анализе РНК крови и белков плазмы модель искусственного интеллекта правильно различала 28 состояний здоровья в трёх случаях из четырёх. Саму идею распознавания нескольких заболеваний по одному образцу крови с помощью ИИ мы уже обсуждали в одной из предыдущих статей.
- Что сделано: в 2022–2025 гг. в двух больницах Эрзурума выполнено секвенирование РНК цельной крови у 4444 человек в возрасте от 0 до 99 лет; у 1280 из них дополнительно измерено около 5 тысяч белков плазмы. Результаты размещены в открытом онлайн-атласе (phenomeatlas.org/wbt).
- Главный вывод: сильнее всего на активность генов в крови влияет не возраст и не пол, а заболевание. Онкологические заболевания сформировали сходную между собой сигнатуру крови; при многих видах рака был усилен интерфероновый ответ.
- Искусственный интеллект: точность модели, различающей 29 состояний всего по 10 генам на каждое заболевание, составила 64%; при объединении РНК и белков — 75% для 28 состояний. В 10 независимых когортах (1621 образец) средняя AUC — 0,79; в UK Biobank по белковым сигнатурам — 0,73.
- На практике: это не диагностический тест, а исследовательский ресурс. Он пока не применяется ни в скрининге рака, ни в наблюдении пациентов, но создаёт прочную основу для идеи «много заболеваний по одному образцу крови».
Почему эта тема важна?
Кровь омывает все уголки организма и несёт на себе следы болезней. Большинство современных тестов, которые ищут в крови признаки рака, анализируют фрагменты ДНК, попадающие в кровоток из опухоли (жидкостная биопсия), или белки плазмы. Транскриптом цельной крови открывает другое окно: он показывает, какие гены и насколько активно работают в данный момент в клетках крови, прежде всего в иммунных. Иными словами, он отражает не столько саму опухоль, сколько ответ организма на болезнь.
Это исследование важно по двум причинам. Во-первых, впервые создан крупномасштабный атлас транскриптома цельной крови, ориентированный на заболевания и столь широкий по охвату; по словам авторов, ресурса подобной полноты до сих пор не существовало. Во-вторых, работа основана на образцах, собранных в Турции, в Эрзуруме: их получили в Университете Ататюрка и Региональной учебно-исследовательской больнице Эрзурума, секвенирование РНК выполнили в Стамбуле, а более 90 из примерно 110 авторов статьи — врачи и учёные из турецких учреждений. Нас особенно радует, что в «омиксную» эпоху, начавшуюся с проекта «Геном человека», Турция занимает место среди стран, которые сами производят научные данные.
- Что сделано впервые: по словам авторов, ориентированного на заболевания атласа транскриптома цельной крови такого масштаба, объединяющего множество болезней в одном ресурсе, ранее не было.
- Что было и раньше: белковая карта крови уже составлялась. Álvez и соавт., представляющие тот же исследовательский круг, в декабре 2025 г. опубликовали в Science «атлас крови человека при множестве заболеваний» (human pan-disease blood atlas), в котором около 5 тысяч белков плазмы изучены при 59 заболеваниях у более чем 8 тысяч человек. Базовыми ресурсами по тканям и заболеваниям служат также Атлас белков человека (Human Protein Atlas), UK Biobank, TCGA и GTEx.
- Что нового: РНК и белки измерены у одних и тех же людей, и показано, что они дополняют друг друга: среди 264 РНК-сигнатур и 244 белковых сигнатур не оказалось ни одной общей молекулы.
Авторы для корреспонденции — проф. Хасан Тюркез с медицинского факультета Университета Ататюрка, одновременно проректор университета, и проф. Адиль Мардиноглу. Выпускник факультета электротехники и электроники Стамбульского университета, Мардиноглу руководит группами системной биологии в SciLifeLab (Королевский технологический институт KTH, Швеция) и в Королевском колледже Лондона (Великобритания); он известен работами по полногеномным метаболическим моделям и мультиомному анализу. В 2019 году он был назначен президентом Институтов здравоохранения Турции (TÜSEB), а Тюркез тогда занимал пост генерального секретаря этой организации.
С турецкой стороны более 90 врачей и исследователей медицинского и стоматологического факультетов Университета Ататюрка и Региональной учебно-исследовательской больницы Эрзурума обеспечили диагнозы и образцы пациентов с 98 различными состояниями. Секвенирование РНК выполнено в лаборатории SZA Omics (Университет Acıbadem Mehmet Ali Aydınlar) в Стамбуле, измерение белков — в Уппсале (Швеция), анализ данных — в Стокгольме. Атлас стал частью докторской диссертации первого автора, Мэнчжэнь Ли, в KTH.
Что такое транскриптом цельной крови?
Транскриптом цельной крови — это измерение молекул РНК, которые образуются со всех генов, работающих в данный момент в клетках крови. Большая часть РНК крови происходит из иммунных клеток, таких как нейтрофилы и лимфоциты. Поэтому транскриптом цельной крови даёт «снимок» иммунного и метаболического ответа организма на инфекцию, воспаление, рак или нарушения обмена веществ.
О месте секвенирования РНК опухолевой ткани в лечении рака мы рассказывали в нашем руководстве по секвенированию РНК; здесь та же технология применяется к крови. Если сравнить ДНК с книгой, в которой записаны все рецепты клетки, то РНК показывает, какие блюда готовятся прямо сейчас. РНК в крови поступает из четырёх источников: иммунных клеток (наибольшая доля), эритроцитов (РНК гемоглобина), тромбоцитов и циркулирующей внеклеточной РНК. РНК гемоглобина может составлять более половины всей РНК и заглушать остальные сигналы, поэтому в исследовании её удаляли в лаборатории; в итоге на гены гемоглобина пришлось менее 0,85% общей экспрессии.
| Способы «прочитать» болезнь по крови | Что измеряется? | Что отражает? | Текущий статус |
|---|---|---|---|
| Онкомаркеры (РЭА, CA 19-9, CA 125) | Отдельные белки | Вещества, которые выделяют определённые опухоли | Применяются для наблюдения; для скрининга недостаточны |
| Внеклеточная ДНК и метилирование (напр., Galleri) | Фрагменты ДНК, попавшие из опухоли в кровь | Непосредственно саму опухоль | Используется как тест ранней диагностики нескольких видов рака; его место в скрининге обсуждается |
| Протеомика плазмы (Olink, около 5 тысяч белков) | Циркулирующие белки | Конечные продукты, выделяемые органами и клетками | Исследования; атлас Science 2025 по множеству заболеваний |
| Транскриптом цельной крови (это исследование) | РНК примерно 20 тысяч генов | Ответ иммунной системы и обмена веществ на болезнь | Исследования; открытый атлас 98 состояний |
Об онкомаркерах мы подробно писали в статьях о РЭА, CA 19-9 и CA 125, а о мультираковых анализах крови — в статье о тесте Galleri.
Как проводилось исследование?
Рисунок 1 · Как создавался Атлас транскриптома цельной крови
От крови, собранной в Эрзуруме, к международной валидации.
| Характеристика | Атлас WBT |
|---|---|
| Участники | 4444 человека; возраст 0–99 лет (средний — 42,3 года); 48,7% мужчин |
| Состояния здоровья | 98 состояний в 15 основных группах: онкологические, сердечно-сосудистые, неврологические, психиатрические, аутоиммунные, инфекционные заболевания, болезни детского возраста; а также здоровые люди и «долгожители» старше 80 лет |
| Место и период | Центр медицинских исследований и практики Университета Ататюрка и Региональная учебно-исследовательская больница Эрзурума; январь 2022 г. – сентябрь 2025 г. |
| Измерение РНК | Пробирки PAXgene, удаление РНК гемоглобина, секвенирование на NovaSeq 6000 (Стамбул) |
| Измерение белков | 1280 человек, 28 состояний; около 5 тысяч белков на платформе Olink Explore HT (Уппсала, Швеция) |
| Внешняя валидация | 10 независимых РНК-когорт (1621 образец; сепсис, биполярное расстройство, болезнь Паркинсона, ревматоидный артрит, сахарный диабет 2 типа) и белковые данные UK Biobank (9998 образцов; рак молочной железы, рак лёгкого, ишемическая болезнь сердца, болезнь Паркинсона, сахарный диабет 2 типа) |
Что удалось обнаружить?
1. Сильнее всего кровь меняет болезнь
Исследователи рассчитали, какая доля различий в активности генов крови объясняется возрастом, полом, индексом массы тела и заболеванием. Для большинства наиболее вариабельных генов самый большой вклад вносило заболевание; возраст оказался на втором месте. Это ключевой результат: кровь действительно несёт информацию о болезни.
2. Онкологические заболевания похожи друг на друга, сепсис и ХОБЛ стоят особняком
Когда заболевания сгруппировали по сходству РНК крови, состояния со сходными механизмами оказались рядом: онкологические заболевания образовали один кластер, неврологические — другой. При многих видах рака были усилены ответы на интерферон гамма и интерферон альфа; это позволяет предположить, что иммунная система отражает присутствие опухоли и в крови. Как и ожидалось, наиболее выраженная и своеобразная сигнатура крови была у лейкоза — ведь при лейкозе сама болезнь и есть клетки крови.
Сепсис и ХОБЛ заметно отличались от всех остальных состояний. В обоих случаях были снижены модули генов, связанных с B-, T- и NK-клетками, и уменьшена метаболическая активность, то есть наблюдалась картина иммуносупрессии и энергетического истощения. При ревматоидном артрите и анкилозирующем спондилите, напротив, были заметно активированы воспалительные пути TNF-альфа и NF-κB.
3. След старения в крови: пороги 25 и 75 лет
Была выделена «сигнатура старения крови» из 32 генов, наиболее тесно связанных с возрастом. Эти гены сосредоточены в путях IL-2, TNF-альфа, mTOR и системы комплемента, которые связаны с возрастным воспалением (inflammaging) и иммуностарением, и их активность закономерно снижалась с возрастом. Модель на основе этих 32 генов предсказывала возраст у 100 независимых здоровых людей со средней ошибкой 8,2 года; у разработанных в Корее «часов старения» из 33 генов ошибка составила 13,8 года. Таким образом, работа вносит вклад и в дискуссию о хронологическом и биологическом возрасте.
С возрастом менялось и соотношение иммунных клеток в крови: доля нейтрофилов росла, а «наивных» CD4 T-клеток, ещё не встречавшихся ни с одним микробом, постепенно уменьшалась. Интересно, что самые большие сдвиги приходились примерно на 25 и 75 лет, а период между ними оставался относительно стабильным. У долгожителей старше 80 лет доля нейтрофилов и плазмабластов была высокой, а наивных T- и B-клеток — низкой; это согласуется с известной картиной иммуностарения.
Оценка возраста по крови: средняя ошибка
Годы; средняя разница между предсказанным и фактическим возрастом у 100 независимых здоровых людей. Чем короче столбец, тем лучше.
Сравнение проведено с использованием одного и того же метода машинного обучения и тех же данных. Объяснённая дисперсия (R²): 0,31 для сигнатуры WBT и -0,14 для корейских часов.
4. РНК и белки рассказывают о разном
Когда у одних и тех же людей измерили и РНК, и белки, гены и белки, изменяющиеся при болезни, совпали очень слабо (индекс Жаккара от 0 до 0,13). По мнению авторов, РНК отражает регуляторные процессы внутри клеток и раннее клеточное состояние при болезни, а белки — конечные продукты и секретируемые вещества. Например, при сепсисе белковые сигнатуры (IL1RL1, IL15, PTX3, CSF3) указывали на выраженное воспаление, а РНК-сигнатуры (PPARG, CYP1B1, OLAH) — на лежащие в его основе нарушения иммунной регуляции и метаболический стресс. Поэтому совместный анализ даёт больше информации.
Насколько хорошо искусственный интеллект различал заболевания?
Исследователи отобрали 29 состояний здоровья, по которым было более 40 образцов; модель обучали на 70% данных и проверяли на оставшихся 30%. Чтобы отделить пациентов с каждым отдельным заболеванием от здоровых людей, хватало даже 10 наиболее информативных генов (AUC 0,89–1,0 на внутренних тестовых данных). Однако по-настоящему сложная задача состояла в другом: по крови человека определить, какое из 29 состояний у него имеется. При 10 генах на каждое заболевание доля правильных ответов составила 64%.
Совместный анализ РНК и белков для различения заболеваний
Многоклассовая модель, различающая 28 состояний здоровья; F1-мера на тестовых данных (1,00 = идеально). Цветной столбец — объединённая модель.
Точность составила соответственно 55%, 67% и 75%. Для каждого заболевания использовались 10 наиболее информативных РНК и 10 белков. Точность модели только на основе РНК для 29 состояний — 64%.
На независимых наборах данных результаты в целом сохранились. Такая проверка важна: модели искусственного интеллекта нередко хорошо работают на данных, на которых их обучали, но заметно хуже — на данных других больниц.
Валидация на независимых наборах данных
Средняя AUC (0,50 = случайное угадывание, 1,00 = идеально). Цветной столбец — отобранные в исследовании сигнатуры, серый — модель сравнения на основе всех молекул.
Валидация по РНК проведена при сепсисе, биполярном расстройстве, болезни Паркинсона, ревматоидном артрите и сахарном диабете 2 типа; по белкам — при раке молочной железы, раке лёгкого, ишемической болезни сердца, болезни Паркинсона и сахарном диабете 2 типа.
Обнаружены и сигнатуры, заслуживающие внимания онкологов: при раке лёгкого — PTP4A2, связанный с прогрессированием и распространением опухоли; при раке желудка — CXCL12, регулирующий микроокружение опухоли; при раке молочной железы — HLA-DRA, отражающий иммунологически «воспалённое» опухолевое окружение. Два из пяти состояний, для которых белковые сигнатуры проверялись в UK Biobank, — это рак молочной железы и рак лёгкого. Однако в работе не уточняется по каждому заболеванию, брали ли образцы у онкологических пациентов на момент постановки диагноза или в ходе лечения; поэтому эти данные нельзя напрямую использовать для скрининга рака.
Этот атлас — не диагностический и не скрининговый тест. При различении 29 состояний модель ошибалась примерно в трети случаев, а её способность выявлять болезнь на ранней стадии у внешне здоровых людей пока не проверялась. В скрининге рака по-прежнему остаются в силе методы с доказанной эффективностью (колоноскопия, маммография, тест на ВПЧ и, при наличии показаний, низкодозная КТ органов грудной клетки).
Каковы ограничения этого исследования?
- Один регион, больничная выборка: все образцы получены в двух больницах Эрзурума. Хотя авторы описывают когорту как «неотобранную», участниками были люди, обратившиеся в больницу; применимость результатов к другим регионам и этническим группам лишь частично проверена внешней валидацией.
- Несбалансированные группы: по некоторым заболеваниям образцов немного. Авторы использовали статистические методы, устойчивые к такому дисбалансу, однако результаты в малых группах менее надёжны.
- Анализ на уровне заболевания: например, «рак лёгкого» рассматривался как одна группа; подтипы, стадии и статус лечения отдельно не изучались.
- Искажающие факторы: помимо возраста, пола и индекса массы тела, такие факторы, как образ жизни и приём лекарств, учтены не полностью.
- Поперечный дизайн: у каждого участника взят один образец; неизвестно, появляется ли сигнатура в крови ещё до начала болезни, то есть пригодна ли она для ранней диагностики.
- Ограниченная внешняя валидация: РНК-модели независимо проверены для 5 заболеваний, белковые модели — для 5; для остальных более чем 90 состояний внешней валидации нет.
Что может измениться в будущем?
Авторы отмечают, что атлас будет расширяться в рамках инициативы Global 1M Phenome, рассчитанной на 1 миллион человек. В будущем многоуровневые тесты, которые по одному образцу крови одновременно оценивают опухолевую ДНК, белки плазмы и РНК иммунных клеток, возможно, будут применяться для ранней диагностики заболеваний и мониторинга ответа на лечение. Подходы на основе протеогеномики и искусственного интеллекта быстро развиваются в этом направлении. Скрининг рака толстой кишки по анализу крови и панели для ранней диагностики рака поджелудочной железы — сегодня самые близкие к клинике примеры в этой области.
- Все образцы исследования получены в Турции, в Эрзуруме; секвенирование РНК выполнено в Стамбуле, в лаборатории SZA Omics при Университете Acıbadem Mehmet Ali Aydınlar. В списке авторов — врачи десятков клинических кафедр Университета Ататюрка.
- Результаты на уровне заболеваний находятся в открытом доступе на сайте phenomeatlas.org/wbt. Индивидуальные данные закрыты в соответствии с информированным согласием участников и требованиями законодательства; для некоммерческих исследований они могут предоставляться по запросу.
- Сегодня транскриптом цельной крови не предлагается в качестве клинического теста ни в Турции, ни в мире; если вам предлагают платный «скрининг заболеваний» на основе подобного анализа, стоит отнестись к этому с осторожностью.
Часто задаваемые вопросы
- Можно ли диагностировать 98 заболеваний одним анализом крови?
- Нет, пока нельзя. Это исследование — научный ресурс, в котором картированы РНК-следы 98 состояний здоровья в крови. Модель искусственного интеллекта правильно различала 29 состояний примерно в двух третях случаев, а при совместном анализе РНК и белков — 28 состояний в трёх четвертях случаев; для клинического теста этого недостаточно.
- Что такое транскриптом цельной крови?
- Это измерение РНК, образующейся примерно с 20 тысяч генов, которые работают в данный момент в клетках крови, прежде всего в иммунных. Оно даёт «снимок» иммунного и метаболического ответа организма на болезни.
- Может ли этот тест выявить рак на ранней стадии?
- Неизвестно. В исследовании в крови онкологических пациентов обнаружены выраженные сигнатуры, однако не проверялось, позволяет ли такой анализ выявить рак на ранней стадии у внешне здоровых людей. Для скрининга рака следует использовать методы с доказанной эффективностью, такие как колоноскопия, маммография и тест на ВПЧ.
- Почему это исследование важно для Турции?
- Все образцы собраны в Эрзуруме, а секвенирование РНК выполнено в Стамбуле. То, что турецкий набор омиксных данных такого масштаба лёг в основу международного атласа, важно для утверждения Турции в роли страны, которая сама производит данные в биомедицинских исследованиях.
Глоссарий
- Транскриптом
- Совокупность всех молекул РНК, образующихся в клетке или ткани в определённый момент времени.
- Протеомика
- Одновременное измерение большого числа белков в крови или ткани.
- Внеклеточная ДНК
- Фрагменты ДНК, попадающие в кровь из клеток, в том числе опухолевых; основа жидкостной биопсии.
- AUC
- Способность теста отличать больного человека от здорового; 0,5 соответствует случайному угадыванию, 1,0 — идеальному разделению.
- F1-мера
- Показатель, объединяющий способность модели выявлять истинно положительные случаи и избегать ложных срабатываний.
- Иммуностарение
- Изменения численности и функций иммунных клеток, возникающие с возрастом.
Комментарий Академии DROZDOGAN
Кровь — своего рода «чёрный ящик» организма. Этот атлас впервые с такой полнотой считывает хранящиеся в нём записи иммунной системы — и делает это на данных из Турции.
⚡ Почему это важно
Это открытый ресурс, в котором 98 состояний здоровья изучены одним и тем же методом; он позволяет сравнивать общие и различающиеся иммунные и метаболические сигнатуры заболеваний. На одних и тех же людях показано, что РНК и белки дополняют друг друга.
✅ Сильные стороны
Большая выборка, стандартизированный сбор образцов, успешное удаление РНК гемоглобина, парные белковые данные, внешняя валидация в независимых когортах и в UK Biobank, общедоступный портал данных.
⚠️ Ограничения
Больничная выборка из одного региона, несбалансированные размеры групп, отсутствие разделения по подтипам заболеваний и статусу лечения, поперечный дизайн и доля ошибок около трети при многоклассовой классификации.
🩺 На практике
Сегодня атлас не меняет тактику ведения пациентов. Для врачей это ценный исследовательский инструмент, позволяющий изучать иммунные следы заболеваний в крови и искать идеи для новых биомаркеров.
❓ Открытые вопросы
Меняются ли РНК-сигнатуры крови ещё до начала болезни? Можно ли по ним отслеживать ответ на лечение или рецидив? Сможет ли единый анализ крови, объединяющий внеклеточную ДНК, белки и РНК, выявлять рак раньше существующих методов скрининга?
Итог: атлас WBT — важный строительный блок на пути к цели «много заболеваний по одному образцу крови». Чтобы он дошёл до клинической практики, нужны проспективные многоцентровые исследования с участием здоровых людей.
- Статья подготовлена: октябрь 2026 г.
- Данные взяты из полного текста статьи, опубликованной в Nature Communications в статусе «Article in Press»; в окончательной отредактированной версии возможны небольшие изменения.
- Число образцов и показатели классификации по отдельным видам рака приведены в дополнительных таблицах статьи, поэтому здесь подробно не рассматриваются.
- Схема составлена на основе проверенных утверждений из текста и не содержит новых данных. Комментарий Академии принадлежит нам.
Источники
- Li M, Tatar A, Green E, ... Turkez H, Mardinoglu A. Whole blood transcriptomics atlas across human diseases. Nat Commun. 2026 (Article in Press). doi:10.1038/s41467-026-78440-w
- Портал данных WBT Atlas. phenomeatlas.org/wbt
- Bueno Álvez M, et al. A human pan-disease blood atlas of the circulating proteome. Science. 2025. proteinatlas.org
- Королевский технологический институт KTH. Докторская диссертация Mengzhen Li: Multi-disease characterization and classification through transcriptomics-based multi-omics analysis (июнь 2026 г.). kth.se
- Global 1M Phenome Initiative. mphenome.org
Эта статья была полезна?
Ваш отзыв помогает нам улучшать материалы.
Комментарии читателей
Оставьте комментарий
Ваше имя и комментарий публикуются только после одобрения администратором. Ваш адрес электронной почты никогда не показывается посетителям.
Будьте первым, кто оставит комментарий.