一项新研究发现，有机磷农药的尿液代谢物与老年黄斑变性（AMD）风险增加之间存在关联。
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根据一项新的中国研究，接触有机磷农药（OPPs）中的尿液二烷基磷酸酯（DAP）代谢物会增加患年龄相关性黄斑变性（AMD）的风险。该研究的第一作者姜宇欣（Yu-Xin Jiang）博士及其团队来自上海交通大学医学院附属上海第一人民医院眼科、国家眼部疾病临床研究中心、上海市眼底疾病重点实验室以及视觉科学与光医学工程中心，均位于中国上海。
研究人员指出，AMD是一种由衰老、遗传易感性、生活方式和环境暴露等多因素共同引起的疾病，其发病机制高度复杂且难以预测和解释。鉴于患者对当前玻璃体内注射治疗的反应各异，并且治疗可能伴随并发症，预防AMD因多种风险因素暴露而发生是最有效且可行的措施。
“在所有因素中，环境化学物质暴露对AMD的不良影响已在基于人群的流行病学研究中引发热议。例如，一些研究人员强调重金属、空气污染物和辐射暴露对AMD发展的影响。有机磷农药（OPPs）是一类有机磷酸酯或硫代磷酸酯化合物，广泛应用于农业、住宅和商业领域，具有成本效益高和控制害虫及预防虫媒病的高效性。然而，其持久不可降解的特性以及在土壤和水体中的残留积累倾向，加之人类接触OPPs的多种途径（如摄入、吸入和皮肤接触），已引起公众对其对人体健康和生态系统毒性影响的关注。”
有机磷农药可被迅速吸收、代谢并通过尿液以DAP代谢物的形式排出体外，这些代谢物常被用作队列研究中的生物标志物。
此前的研究表明，有机磷农药与多种疾病相关，包括癌症、中枢神经系统疾病（如帕金森病和抑郁症）、睡眠问题、糖尿病、高血压、性激素功能障碍和过敏性疾病。
研究人员从2005年至2008年的美国国家健康与营养检查调查（NHANES）中筛选出受试者，并使用尿液DAP代谢物构建了一种机器学习（ML）模型以预测AMD风险。
他们采用可解释性管道方法，如置换特征重要性（PFI）、部分依赖图（PDP）和SHapley加法解释（SHAP），分析了暴露特征对预测结果的影响。
暴露效应
作者报告称，在1,845名受试者中，有137人被诊断患有AMD。通过接收者操作特征曲线（ROC）分析，随机森林（Random Forests）被评估为最佳机器学习模型，在11种模型中表现出最优的预测性能。PFI和SHAP分析表明，DAP代谢物在AMD风险预测中具有显著的重要性权重，高于大多数社会人口统计学变量。Shapley值和随机选择AMD个体的瀑布图进一步证明了机器学习在每个案例中预测的高准确性和敏感性。通过图形绘制和统计支持的关系和交互作用显示了六种DAP代谢物对AMD风险预测不可或缺的影响。
作者认为，这项研究为环境因素与健康结果之间的联系提供了新颖的见解。
研究总结道：“尿液中有机磷农药暴露的DAP代谢物与AMD风险相关，机器学习算法在AMD风险预测过程中表现出卓越的泛化能力和区分能力。”
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