据今日（周三）发表在《ERJ Open Research》上的一项研究，研究人员利用人工智能（AI）分析患者尿液样本，预测慢性阻塞性肺病（COPD）症状何时会急性加重。参与研究的患者每天进行一次简单的尿液试纸测试，并通过手机将结果发送给研究人员。
通过AI分析这些结果，研究人员能够在一周前“预测”症状的恶化。这使得有可能采取措施，如调整治疗方案，以最小化甚至预防急性加重。COPD包括肺气肿和慢性支气管炎，是一种严重的长期肺部疾病。据世界卫生组织统计，COPD是全球第三大死因。症状急性加重，如呼吸困难和咳嗽，被称为急性加重。
该研究由英国莱斯特大学的克里斯·布赖特林教授领导，莱斯特大学隶属于国家健康和社会护理生物医学研究中心。他表示：“COPD急性加重是指COPD患者病情严重到需要在家或医院接受额外治疗的情况。目前的治疗方法是对严重病情作出反应。如果能在发作前预测到，然后个性化治疗，以防止发作或减少其影响，将会更好。我们希望开发一种预测测试，就像个人天气预报一样，预示即将发生的急性加重。”
研究人员首先分析了一组55名COPD患者的尿液样本，寻找症状恶化前尿液成分的变化。这帮助他们确定了一组“生物标志物”，即当COPD恶化时会发生变化的分子。随后，在英国贝德福德的Global Access Diagnostics公司的领导下，开发了一种测量五种生物标志物水平的尿液测试。这种测试类似于COVID侧流测试。研究人员要求来自莱斯特市格伦菲尔德医院和英国兰内利王子菲利普医院的105名COPD患者，在六个月内每天测试一次尿液，并通过手机将结果发送回研究人员。
研究人员使用一种称为人工神经网络的AI来寻找这些生物标志物水平的变化，并预测患者何时会出现COPD症状的急性加重。他们发现，这种AI分析可以在任何症状出现前约七天准确预测急性加重。
“我们的研究首先探索了COPD患者在急性加重期间和稳定期尿液样本中的许多物质。我们发现，少数这些物质可以识别急性加重。随后，我们跟踪了一组COPD患者，并每天测试五种物质。这使我们能够开发出风险预测或预报的AI工具。我们发现，AI工具可以在诊断前七天可靠地预测症状的急性加重。尿液采样的优点是患者可以在家中每天快速而轻松地进行。”布赖特林教授补充道。
“我们需要更多的工作来用更大群体的数据完善AI算法。我们希望这将使我们能够为COPD患者创建AI测试，学习每个人‘正常’的状态，并预测症状的急性加重。患者的护理可以相应调整，例如可能需要进一步的检查或治疗，或者他们可以限制暴露于污染或花粉等触发因素。”
瑞典卡罗琳斯卡研究所和卡罗琳斯卡大学医院的阿波斯托罗斯·博西奥斯教授是欧洲呼吸学会呼吸道疾病分会的负责人，他未参与这项研究。他表示：“COPD是一种常见且严重的疾病。由于COPD无法治愈，因此监测和治疗对于帮助患者维持正常日常生活至关重要。COPD症状的急性加重可能导致永久性恶化，因此我们要尽一切努力预防或减少急性加重。这项研究很有前景，因为它表明我们可以利用AI分析尿液样本来预测急性加重的发生。如果长期证明成功，这种测试可以确保患者尽快获得所需的治疗和护理，以减少症状的急性加重。”
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