基于人工智能的新测试可预测糖尿病视网膜病变风险，有望改善以色列及其他地区的患者护理

Fighting ophthalmic disease that causes blindness

未受控制的1型糖尿病是一种自身免疫性疾病，通常在儿童期开始，也可能导致增生性糖尿病视网膜病变（PDR），这是晚期阶段，异常的新血管会在眼底视网膜表面生长。（图片来源：Lucy Nicholson）

耶路撒冷的一个研究团队似乎有些奇怪，他们基于人工智能（AI）技术，研究了1,124名居住在纽约布朗克斯区的拉丁美洲人和非裔美国人，准确预测了哪些人有发展成增生性糖尿病视网膜病变（PDR）的风险，这种疾病可能导致失明。毕竟，这些种族群体与以色列犹太人和阿拉伯人的遗传背景不同，研究结果对他们可能无关紧要。除了帮助美国患者外，为什么还要费心进行这项研究呢？

事实上，这种看似疯狂的做法背后是有道理的。他们的研究发现，一种基于相关因素的简单血液或尿液测试可以预测风险，这一技术可以适应其他种族群体，这得益于个性化医疗的发展。耶路撒冷哈达萨学术学院计算机科学系讲师艾莱特·戈德斯坦博士与该学院验光学系的乔纳森·列文博士合作，后者于2015年移民以色列前曾在纽约市布朗克斯保健系统工作。他与前同事保持联系，因此可以访问他们的数据。他们刚刚在国际期刊《眼科生理学与生理光学》上发表了这项研究，题目为“利用机器学习和常规血液及尿液检测预测拉丁美洲人和非裔美国人队列中的增生性糖尿病视网膜病变”。

在接受《耶路撒冷邮报》采访时，列文指出，尽管以色列2型糖尿病的发病率很高，但远低于布朗克斯，后者是美国最贫困的地方之一，居民患糖尿病和PDR的风险很高。由于以色列公共健康基金提供的高水平社区医疗服务，多年或数十年的2型糖尿病引起的视力并发症并不常见。不过，他说，大约有5,000名以色列人可能有患PDR的风险，通过新技术可以预防这种疾病，这意味着数百名以色列人的视力可以得到挽救。

“我们研究的目标不是替代眼科检查，而是帮助医生识别那些急需检查的患者。研究结果展示了人工智能在患者健康方面的革命性潜力，”列文补充道，他的父亲是一名以色列肾脏专家。“我们定制的血液和尿液测试包括标准测试，如HbA1C水平、肾功能、肌酐、白蛋白、低密度脂蛋白胆固醇等。人工智能找到了最具预测性的因素。许多患者已经被诊断出糖尿病，但他们通常不会每年去看眼科医生，等到发现问题时已经太晚。如果我们能识别出高风险患者，就可以更快地诊断他们。这使医疗资源的投入更加明智。”

现在，耶路撒冷的研究团队已经拥有一个相关的、定制的测试公式，他们非常渴望对以色列糖尿病患者进行研究。“这项研究证明了该技术的概念。现在它已经在一本受人尊敬的期刊上发表，我们可以申请资助，开展针对以色列人口及其种族和性别——犹太人和阿拉伯人、阿什肯纳兹人和塞法迪人、男性和女性——的相关研究。”列文在位于古什埃齐翁的克拉利特医疗保健服务和马卡比医疗保健服务工作，这两家机构是以色列最大的两家健康基金。“患者得到了很好的照顾。该地区有眼病的患者由家庭医生转介给我。我看到很多健康的眼睛——但如果我在三级医院的眼科部门工作，肯定会看到更多的病理情况。”

1型糖尿病

未受控制的1型糖尿病是一种自身免疫性疾病，通常在儿童期开始，也可能导致PDR，这是晚期阶段，异常的新血管会在眼底视网膜表面生长。这些血管可能会破裂并出血到玻璃体中——这是一种充满眼睛的透明凝胶状物质——从而导致严重的视力丧失。这个阶段的糖尿病视网膜病变总是需要紧急治疗。

该病有两个阶段——非增生性视网膜病变是疾病的早期阶段，血管肿胀和渗漏。在某些情况下，这可能导致黄斑水肿（视网膜肿胀），这可能会导致轻微的视力下降，但可以通过治疗。在早期阶段，您可能没有任何症状，您的视力可能不会改变，直到疾病恶化。还可能有早期视网膜神经细胞的变化，部分原因是缺乏足够的血液供应，列文解释说。虽然糖尿病视网膜病变往往无法完全预防，但可以减少其发生或进展的风险。控制血糖可以减缓视网膜病变的开始并防止其恶化。它还可以减少激光手术或其他治疗严重视网膜病变的需求。

任何因糖尿病而长期高血糖的人都有患PDR的风险。糖尿病的时间越长，患病的可能性就越大。如果您患有糖尿病并且吸烟、高血压或怀孕，风险会更高。

当疾病进展时，您可能会出现视力模糊或重影、视野中有空白点或环形区域、暗点或漂浮物、一只或两只眼睛疼痛或有压力感、闪光灯等症状。

PDR可能导致一种称为黄斑水肿的状况。当黄斑——视网膜的中央部分——因渗漏液体而肿胀时，会导致视力模糊。当新血管在视网膜表面生长时，它们可能会出血到眼睛中，从而降低视力。

通常，糖尿病患者不会定期看眼科医生，因此不知道自己有PDR的风险，列文继续说道。“您的眼科医生可能会进行以下测试，以及完整的健康史和眼科检查，以诊断这种情况。肾脏通过去除血液中的废物和多余水分来过滤血液，以制造尿液。肾小球滤过率（GFR）显示肾脏过滤的效果如何。据估计，约有3700万美国成年人患有慢性肾病（CKD），但近90%的人不知道自己的病情。如果及早发现，人们可以采取重要措施保护肾脏。”

获得准确的GFR水平具有挑战性，因为测量的GFR（mGFR）是一个复杂且耗时的过程，对临床医生和患者都不实用。因此，医疗专业人员使用公式来估算GFR。通常，CKD在疾病的后期才会有症状。这就是为什么可靠的GFR估计对于尽早识别CKD如此重要的原因。

估算GFR的标准方法是通过简单的血液测试测量您的肌酐水平。肌酐是一种来自饮食蛋白质消化和肌肉组织正常分解的废物。除了CKD，肌酐水平还可能受到其他因素的影响，包括饮食、肌肉重量、营养不良和其他慢性疾病。

戈德斯坦解释说：“我们发现各种指数的临界值及其影响程度在不同性别和种族之间有所不同。例如，在eGFR指数中，我们发现不同种族群体的临界值存在显著差异——非裔美国女性eGFR值低于51.1时，患病风险较高，而拉美裔女性的临界值为70.7。”

戈德斯坦在希伯来大学获得了理学士和工商管理硕士学位，并在贝尔谢巴的本古里安大学获得了博士学位，她特别感兴趣的是时间推理、自然语言生成、摘要和基于知识的系统。她在计算机科学系教授本科和研究生课程。

她指出，他们的模型以85%的准确性确定了谁患有PDR或有风险。通过这项新技术，布朗克斯的患者可以接受定制的尿液和血液测试，并被优先考虑。

PDR的治疗将取决于患者的症状、总体健康状况、年龄以及病情的严重程度。即使是患有晚期视网膜病变的患者，如果在视网膜严重受损之前接受治疗，也有很大的机会保持视力。治疗可能包括以下一种或多种：激光手术以缩小异常血管或封闭渗漏的血管。玻璃体切割术涉及移除填充眼球中心的果冻状玻璃体，并用平衡的盐水溶液替代。某些药物可以注射到眼睛中，以减缓视网膜异常血管的生长并治疗黄斑水肿。

糖尿病患者应每年进行一次眼科检查。患有糖尿病的女性应在怀孕前或孕早期进行眼科检查，并根据视网膜病变的严重程度在每个孕期和产后一年内继续监测。

在25至74岁的患者中，PDR是全球视力丧失的主要原因之一。预计到2030年，全球将有1.91亿人患有糖尿病视网膜病变，超过5600万人将患上威胁视力的PDR。

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