DHerbKB知识库:慢性肾脏病饮食管理与中药肾毒性防控的临床决策支持系统

《Journal of Translational Medicine》:DHerbKB for CKD: knowledge base of diet and toxic herbal medicines for clinical support of chronic kidney disease

【字体: 时间:2025年11月01日 来源:Journal of Translational Medicine 7.5

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  语 为破解慢性肾脏病(CKD)患者饮食管理复杂性与中药肾毒性认知不足的难题,Wang等整合临床指南、营养数据库及中药毒性数据,构建了双语知识库DHerbKB。该系统涵盖8,725种食物的蛋白质、磷、钾等营养素数据,以及109种具肾毒性或富钾中药的规范化信息,并通过推荐系统实现个性化饮食评估与用药风险预警。经128次非专业用户测试,系统易用性良好,错误率仅1.6%。该研究为CKD精细化管理和中药安全使用提供了可靠工具,并为相关人工智能研究提供开放资源。

  
慢性肾脏病(CKD)是全球性的健康挑战,影响着约9.1%的人口。其并发症如蛋白能量消耗、水钠潴留、高钾血症和矿物质骨病等,贯穿疾病全程。饮食管理是CKD治疗的基石,但实践却面临巨大挑战:仅约10%的患者能获得注册营养师(RDN)的专业指导,多数患者因健康素养不足或资源匮乏而难以执行个体化饮食方案。与此同时,中药作为补充医学的重要组成部分,因其“天然”属性备受患者青睐,然而不当使用具肾毒性中药(如含马兜铃酸药材)或过量服用富钾草药,可能加速肾功能恶化。临床指南虽强调需限制此类药物,但医患双方均缺乏便捷、权威的查询工具,形成信息鸿沟。
为应对上述问题,北京中医药大学Wang等联合多家机构在《Journal of Translational Medicine》发表研究,开发了名为DHerbKB的知识库与推荐系统。该系统通过整合多源数据与临床原则,旨在为CKD患者提供精准的饮食决策支持和中药安全使用指导。
研究团队采用多维度技术构建DHerbKB。首先,从KDIGO(2024)、KDOQI(2020)和中国《成人慢性肾脏病膳食指导(2024版)》等权威指南中手动提取并结构化CKD饮食管理原则,涵盖蛋白质、能量、钠、钾、磷的摄入标准。其次,从美国农业部(USDA)数据库和中国《食物成分表(第6版)》全面获取8,725种食物的营养素数据,并对高磷(≥210 mg/100 g)、高钾(≥250 mg/100 g)食物进行标记。此外,从哈佛草酸盐食物清单(2023版)等来源收录590种食物的草酸盐含量。在中药模块,团队基于《中国药典》(2020版)、中药系统毒理学数据库(TCMSTD)及临床文献,梳理出21种含马兜铃酸药材、39种毒性药材、25种过量使用致毒药材,以及13种富钾(>0.5 mmol/g)草药和34种富钾中成药,所有数据均经肾病学家和中药师审核。
系统构建与功能实现
DHerbKB通过语义相似度算法支持中英文输入的食物或药材检索。饮食评估模块要求用户输入疾病状态(如CKD分期、电解质水平等)及饮食记录,系统自动计算关键营养素摄入量,并与指南原则比对,生成“适宜”或“需调整”结论(如“钠过量”)。中药查询模块则反馈药材的毒性成分、推荐剂量及警示信息。
系统验证与性能评估
为检验系统可靠性,研究设计了16个涵盖不同CKD分期及并发症的虚拟病例,并选取8份全日饮食方案(含136种食物/菜品),包括中式、地中海式等不同膳食模式。由两名医学专家独立评估方案适宜性作为金标准。非专业用户进行128次操作后,系统仅出现2次错误结论(错误率1.6%),均因用户选择了同一食物的不同加工方式导致营养素计算偏差。结果表明DHerbKB易于操作且可靠性高。
资源整合规模
DHerbKB收录了7,000种欧美常见食物及1,725种中式食材的营养数据,覆盖蛋白质、能量、钠、钾、磷等核心指标。中药模块详细标注了药材的拉丁学名、毒性等级(如马钱子为高危)、毒性成分(如马兜铃酸、乌头碱)及致毒剂量(如大黄长期过量致肾损伤)。富钾药材如泽泻(Alisma orientale)等也被明确标识,提醒透析患者慎用。
结论与意义
DHerbKB首次将CKD饮食管理与中药毒性防控知识系统化、可视化,解决了临床实践与指南脱节的问题。其推荐系统不仅能辅助非专业人士规避饮食风险,还可为医护人员提供即时决策支持。此外,该知识库为CKD护理、中药安全性研究及人工智能模型训练提供了高质量开放数据。未来可通过扩展全球食物数据库、优化算法进一步提升适用性。
本研究凸显了多学科协作在慢性病管理中的价值,通过融合临床医学、营养学与信息学,为CKD的精细化防控开辟了新路径。
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