Classificação binária de usuários de cigarros eletrônicos e tabaco sem fumaça por meio de biomarcadores para avaliar similaridade com fumantes atuais e ex-fumantes: aprendizado de máquina aplicado à avaliação populacional de tabaco e estudo de saúde

BMC Public Health volume 23, número do artigo: 589 (2023) Citar este artigo

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Detalhes das métricas

A exposição a constituintes nocivos e potencialmente nocivos da fumaça do cigarro é um fator de risco para doenças cardiovasculares e respiratórias. Foram desenvolvidos produtos de tabaco que poderiam reduzir a exposição a estes constituintes. No entanto, os efeitos a longo prazo do seu uso na saúde permanecem obscuros. O estudo de Avaliação Populacional do Tabaco e Saúde (PATH) é um estudo de base populacional que examina os efeitos do tabagismo e dos hábitos de fumar na saúde da população dos EUA. Os participantes incluem usuários de produtos de tabaco, incluindo cigarros eletrônicos e tabaco sem fumaça. Neste estudo, tentamos avaliar os efeitos desses produtos em toda a população, usando técnicas de aprendizado de máquina e dados do estudo PATH.

Biomarcadores de exposição (BoE) e dano potencial (BoPH) em fumantes e ex-fumantes na onda 1 do PATH foram usados ​​para criar modelos de aprendizado de máquina de classificação binária que classificaram os participantes como atuais (BoE: N = 102, BoPH: N = 428) ou ex-fumantes (BoE: N = 102, BoPH: N = 428). Dados sobre BoE e BoPH de usuários de cigarros eletrônicos (BoE: N = 210, BoPH: N = 258) e tabaco sem fumaça (BoE: N = 206, BoPH: N = 242) foram inseridos nos modelos para investigar se esses produtos os usuários foram classificados como fumantes atuais ou ex-fumantes. O estado da doença de indivíduos classificados como fumantes atuais ou ex-fumantes foi investigado.

Os modelos de classificação para BoE e BoPH apresentaram alta precisão de modelo. Mais de 60% dos participantes que usaram cigarros eletrônicos ou tabaco sem fumaça foram classificados como ex-fumantes no modelo de classificação do BoE. Menos de 15% dos fumantes atuais e usuários duplos foram classificados como ex-fumantes. Tendência semelhante foi encontrada no modelo de classificação para BoPH. Em comparação com aqueles classificados como ex-fumantes, uma porcentagem maior daqueles classificados como fumantes atuais apresentavam doenças cardiovasculares (9,9–10,9% vs. 6,3–6,4%) e doenças respiratórias (19,4–22,2% vs. 14,2–16,7%).

Os utilizadores de cigarros eletrónicos ou de tabaco sem combustão são provavelmente semelhantes aos ex-fumadores nos seus biomarcadores de exposição e danos potenciais. Isto sugere que a utilização destes produtos ajuda a reduzir a exposição aos constituintes nocivos dos cigarros e são potencialmente menos nocivos do que os cigarros convencionais.

Relatórios de revisão por pares

Foi relatado que o tabagismo aumenta o risco de várias doenças, incluindo doença pulmonar obstrutiva crônica (DPOC) e doenças cardiovasculares (DCV) [1]. Foi sugerido que essas doenças sejam causadas pelos constituintes nocivos da fumaça do cigarro [2, 3]. As empresas de tabaco têm desenvolvido produtos que podem reduzir os riscos de doenças porque emitem menos constituintes nocivos e potencialmente prejudiciais [4]. Os fumantes de cigarro que mudaram para esses produtos apresentaram reduções em seus biomarcadores de exposição (BoE), que são derivados de constituintes da fumaça do tabaco [5,6,7,8,9,10,11,12,13]. Também foi relatado que biomarcadores de dano potencial (BoPH) (por exemplo, estresse oxidativo, inflamação, metabolismo lipídico e ativação/coagulação plaquetária) estão mais próximos daqueles de não fumantes ou ex-fumantes naqueles que mudam de cigarros convencionais para aquecimento de tabaco sistemas [14, 15] e produtos de vapor não convencionais [16]. No entanto, são necessários mais estudos para verificar a redução do risco alcançada com a mudança para estes produtos, inclusive com uma amostra suficientemente grande e boas informações básicas.

O estudo de Avaliação da População do Tabaco e da Saúde (PATH) é um projeto conjunto da Food and Drug Administration (FDA) e dos Institutos Nacionais de Saúde (NIH), e é um dos maiores estudos que rastreiam o uso de produtos do tabaco e os efeitos na saúde ao longo do tempo. tempo [17]. No estudo PATH, os dados do questionário sobre tabagismo e estado de saúde, biomarcadores de exposição e danos potenciais e outras informações básicas foram obtidos dos participantes e registrados no Consórcio Interuniversitário de Pesquisa Política e Social (ICPSR). O estudo PATH inclui utilizadores duplos e exclusivos de produtos potencialmente de menor risco (por exemplo, cigarros eletrónicos e tabaco sem combustão), bem como fumadores e não fumadores atuais e antigos. Os dados do estudo permitirão, portanto, uma análise mais extensa da exposição ao fumo do tabaco e dos efeitos biológicos da utilização de produtos potencialmente de menor risco. Vários relatórios compararam biomarcadores entre fumantes e usuários de cigarros eletrônicos e produtos de tabaco sem fumaça usando os dados do estudo PATH [18,19,20], fazendo comparações estatísticas de grupos para cada biomarcador. Estes métodos estatísticos podem produzir comparações e resultados diferentes para alguns biomarcadores no mesmo relatório: por exemplo, as concentrações de metabolitos de nicotina e de nitrosaminas específicas do tabaco foram mais elevadas em utilizadores de produtos sem combustão do que em fumadores actuais, enquanto as de hidrocarbonetos aromáticos policíclicos e compostos orgânicos voláteis foram menores [18].