Classification binaire des utilisateurs de cigarettes électroniques et de tabac sans fumée grâce à des biomarqueurs pour évaluer la similarité avec les fumeurs actuels et anciens : apprentissage automatique appliqué à l'évaluation de la population du tabac et étude de santé

BMC Public Health volume 23, Numéro d'article : 589 (2023) Citer cet article

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L'exposition aux composants nocifs et potentiellement nocifs de la fumée de cigarette est un facteur de risque de maladies cardiovasculaires et respiratoires. Des produits du tabac susceptibles de réduire l'exposition à ces constituants ont été développés. Cependant, les effets à long terme de leur utilisation sur la santé restent flous. L'étude Population Assessment of Tobacco and Health (PATH) est une étude basée sur la population examinant les effets sur la santé du tabagisme et des habitudes de tabagisme dans la population américaine. Les participants comprennent des utilisateurs de produits du tabac, notamment des cigarettes électroniques et du tabac sans fumée. Dans cette étude, nous avons tenté d’évaluer les effets de ces produits sur l’ensemble de la population, en utilisant des techniques d’apprentissage automatique et les données de l’étude PATH.

Des biomarqueurs d'exposition (BoE) et de dommages potentiels (BoPH) chez les fumeurs de cigarettes et les anciens fumeurs de la vague 1 de PATH ont été utilisés pour créer des modèles d'apprentissage automatique de classification binaire qui classaient les participants comme étant actuels (BoE : N = 102, BoPH : N = 428) ou anciens fumeurs (BoE : N = 102, BoPH : N = 428). Les données sur la BoE et la BoPH des utilisateurs de cigarettes électroniques (BoE : N = 210, BoPH : N = 258) et de tabac sans fumée (BoE : N = 206, BoPH : N = 242) ont été saisies dans les modèles pour déterminer si ces produits les utilisateurs ont été classés comme fumeurs actuels ou anciens. L'état pathologique des individus classés comme fumeurs actuels ou anciens fumeurs a été étudié.

Les modèles de classification pour BoE et BoPH présentaient tous deux une précision élevée. Plus de 60 % des participants ayant utilisé soit des cigarettes électroniques, soit du tabac sans fumée ont été classés comme anciens fumeurs dans le modèle de classification de BoE. Moins de 15 % des fumeurs actuels et des doubles utilisateurs étaient classés comme anciens fumeurs. Une tendance similaire a été constatée dans le modèle de classification pour BoPH. Par rapport à ceux classés comme anciens fumeurs, un pourcentage plus élevé de ceux classés comme fumeurs actuels souffraient de maladies cardiovasculaires (9,9 à 10,9 % contre 6,3 à 6,4 %) et de maladies respiratoires (19,4 à 22,2 % contre 14,2 à 16,7 %).

Les utilisateurs de cigarettes électroniques ou de tabac sans fumée sont susceptibles d’être similaires aux anciens fumeurs en termes de biomarqueurs d’exposition et de dommages potentiels. Cela suggère que l’utilisation de ces produits contribue à réduire l’exposition aux constituants nocifs des cigarettes et qu’ils sont potentiellement moins nocifs que les cigarettes conventionnelles.

Rapports d'examen par les pairs

Il a été rapporté que le tabagisme augmente le risque de plusieurs maladies, notamment la maladie pulmonaire obstructive chronique (MPOC) et les maladies cardiovasculaires (MCV) [1]. Il a été suggéré que ces maladies seraient causées par les constituants nocifs de la fumée de cigarette [2, 3]. Les compagnies de tabac ont développé des produits susceptibles de réduire les risques de maladie car ils émettent moins de constituants nocifs et potentiellement nocifs [4]. Les fumeurs de cigarettes passant à ces produits ont montré une réduction de leurs biomarqueurs d'exposition (BoE), dérivés des constituants de la fumée de tabac [5,6,7,8,9,10,11,12,13]. Il a également été rapporté que les biomarqueurs nocifs potentiels (BoPH) (par exemple, le stress oxydatif, l'inflammation, le métabolisme lipidique et l'activation/coagulation plaquettaire) sont plus proches de ceux des non-fumeurs ou des anciens fumeurs chez ceux qui passent des cigarettes conventionnelles au chauffage du tabac. systèmes [14, 15] et produits de vapeur non conventionnels [16]. Toutefois, des études supplémentaires sont nécessaires pour vérifier la réduction des risques obtenue en passant à ces produits, notamment avec un échantillon suffisamment large et de bonnes informations de base.

L'étude PATH (Population Assessment of Tobacco and Health) est un projet conjoint de la Food and Drug Administration (FDA) et des National Institutes of Health (NIH). temps [17]. Dans l'étude PATH, des données de questionnaire sur le statut tabagique et l'état de santé, les biomarqueurs d'exposition et les dommages potentiels, ainsi que d'autres informations générales, ont été obtenues auprès des participants et enregistrées auprès du Consortium interuniversitaire pour la recherche politique et sociale (ICPSR). L'étude PATH inclut des utilisateurs doubles et exclusifs de produits potentiellement à moindre risque (par exemple, les cigarettes électroniques et le tabac sans fumée) ainsi que des fumeurs et non-fumeurs actuels et anciens. Les données de l'étude permettront donc une analyse plus approfondie de l'exposition à la fumée de tabac et des effets biologiques de l'utilisation de produits potentiellement à moindre risque. Plusieurs rapports ont comparé les biomarqueurs parmi les fumeurs et les utilisateurs de cigarettes électroniques et de produits du tabac sans fumée en utilisant les données de l'étude PATH [18,19,20], effectuant des comparaisons statistiques de groupes pour chaque biomarqueur. Ces méthodes statistiques peuvent donner lieu à des comparaisons différentes et à des résultats différents pour certains biomarqueurs au sein d'un même rapport : par exemple, les concentrations de métabolites de la nicotine et de nitrosamines spécifiques du tabac étaient plus élevées chez les utilisateurs de produits sans fumée que chez les fumeurs actuels, tandis que celles d'hydrocarbures aromatiques polycycliques et les composés organiques volatils étaient inférieurs [18].