据《ERJ Open Research》上发表的一项研究，研究人员利用人工智能（AI）分析患者尿液样本，成功预测慢性阻塞性肺疾病（COPD）患者的症状何时会恶化。参与该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“预测”患者症状将在一周内恶化。这使得医生可以在症状出现前采取措施，如调整治疗方案，以最小化或甚至防止病情恶化。
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。根据世界卫生组织的数据，COPD是全球第三大死因。症状恶化，如呼吸困难和咳嗽，称为急性加重。
该研究由英国莱斯特大学的克里斯·布莱特林教授领导，该大学是英国国民健康和社会护理莱斯特生物医学研究中心的一部分。他说：“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疾病的反应性治疗。如果我们能在症状出现前预测到即将发生的攻击，并个性化治疗以预防或减少其影响，那将更好。我们希望开发一种预测测试，就像个人天气预报一样，预测即将发生的症状恶化。”
研究人员首先分析了一组55名COPD患者的尿液样本，寻找在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”，即在COPD恶化时会发生变化的分子。
接下来，由英国贝德福德的Global Access Diagnostics公司领导开发了一种尿液测试，可以测量五种生物标志物的水平。这种测试类似于COVID侧向流动测试。研究人员随后要求来自莱斯特格伦菲尔德医院和兰内利菲利普亲王医院的105名COPD患者在六个月内每天测试他们的尿液，并通过手机将结果发送给研究人员。
研究人员使用一种称为人工神经网络的AI技术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症状恶化。他们发现，这种AI分析能够在任何症状出现前约七天准确预测病情恶化。
布莱特林教授说：“我们的研究首先探索了许多COPD患者在症状恶化期间和稳定时尿液样本中的物质。我们发现少数这些物质可以识别症状恶化。然后，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工具能够在诊断前七天可靠地预测症状恶化。尿液采样的优点是患者可以在家中每天快速轻松地完成。”
“我们需要做更多的工作，用更大群体的数据来完善AI算法。我们希望这将使我们能够为COPD患者创建AI测试，学习每个人什么是‘正常’，并预测症状恶化。患者的护理可以相应调整。例如，他们可能需要进一步的检查或治疗，或者他们可以限制接触污染或花粉等触发因素。”
瑞典卡罗林斯卡研究所和卡罗林斯卡大学医院的阿波斯托洛斯·博西奥斯教授是欧洲呼吸学会呼吸道疾病分会的负责人，他未参与此项研究。他说：“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保持足够的日常活动能力至关重要。”
“当COPD症状恶化时，可能导致永久性恶化，因此我们要尽一切努力预防或减少症状恶化。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，在症状开始前预测病情恶化。如果在长期研究中证明成功，这种测试可以确保患者尽快获得所需的治疗和护理，以减少症状恶化。”
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