机器学习模型揭示偏头痛风险分层新见解:可调节风险因素的深度剖析

【字体: 时间:2025年05月07日 来源:The Journal of Headache and Pain 7.3

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  偏头痛作为全球第二大神经功能障碍疾病,影响约 11 亿人。研究人员运用因果推断、预测建模和负担预测框架,发现多种可调节因素与偏头痛风险相关。该研究为偏头痛预防提供了重要依据,助力制定更有效的公共卫生策略。

  偏头痛,这个让人痛不欲生的 “小恶魔”,常常毫无预兆地来袭,搅乱人们的生活。在全球范围内,它可是神经功能障碍疾病里的 “二号反派”,约 11 亿人深受其扰。从临床角度看,它有着复杂的分类,不同类型背后的神经血管机制各不相同,治疗反应也大相径庭。而且,它还带来了巨大的经济损失,仅在高收入国家,每年因偏头痛导致的生产力损失就超 110 亿美元。尽管科学家们已经发现了不少和偏头痛有关的致病因素,可对于那些能调整的风险因素,它们在偏头痛发病过程中到底起什么作用,目前还没有完全搞清楚,已有的研究也很少把遗传和机器学习方法结合起来。在这样的背景下,安徽医科大学第一附属医院和浙江大学医学院附属邵逸夫医院的研究人员决心攻克这一难题,他们的研究成果发表在了《The Journal of Headache and Pain》上。
为了深入探究偏头痛的奥秘,研究人员采用了多种关键技术方法。在因果关系研究方面,运用两样本孟德尔随机化(MR)分析,从遗传角度评估可调节风险因素与偏头痛风险的因果关联。预测建模时,借助国家健康和营养检查调查(NHANES)1999 - 2004 年的数据,使用 8 种机器学习(ML)算法构建模型,并通过 10 折交叉验证优化模型性能。在疾病负担评估上,利用全球健康数据交换(GHDx)的数据,结合贝叶斯年龄 - 时期 - 队列(BAPC)模型预测 2022 - 2050 年全球偏头痛负担。

研究结果主要分为以下几个部分:

  1. 因果关系探究:通过 MR 分析,研究人员发现多个可调节因素与偏头痛风险存在显著因果关联。像 2 型糖尿病(T2DM)、肥胖 2 级、超重、身体质量指数(BMI)、心肌梗死这些因素,居然和偏头痛风险降低有关;而感觉痛苦则与偏头痛风险增加相关。这一发现和以往一些观察性研究的结果不太一样,比如 BMI 和偏头痛风险的关系,过去认为肥胖可能增加偏头痛风险,但该研究表明,较高的 BMI 和髋围(HC)或许因为能促进脂联素分泌,抑制神经炎症通路,从而降低偏头痛风险。
  2. 预测模型构建:研究人员利用多种机器学习算法构建模型,最终随机森林(RF)模型脱颖而出,它的预测性能最佳,受试者工作特征曲线下面积(AUROC)达到 0.927。通过分析还确定了性别、年龄、HC、腰围(WC)、BMI 和收缩压(SBP)是重要的预测因子。其中,性别是最主要的风险因素,这可能和女性体内雌激素波动有关,雌激素会影响三叉神经血管反应性,进而放大心理炎症轴的作用。而且,WC 和 SBP 之间存在显著的相互作用,提示联合减肥和血压监测干预可能更有助于降低偏头痛风险。
  3. 全球负担预测:研究预测到 2050 年,全球偏头痛发病率会大幅下降,但疾病负担和伤残调整生命年(DALYs)却依然处于较高水平,而且女性受到的影响更大。从国家层面看,伊朗在 2050 年偏头痛相关风险指标预计最高。这表明,即使发病率有所降低,偏头痛仍然是一个严峻的公共卫生问题,需要持续关注和干预。

综合研究结论和讨论部分,这项研究意义重大。它从遗传、个体和群体多个层面,全面揭示了可调节风险因素与偏头痛的关系,为偏头痛的预防和控制提供了有力的理论支持。确定的关键生物标志物和建立的高性能风险预测模型,有助于实现早期精准识别偏头痛风险人群。而且,研究结果还能帮助制定更有针对性的公共卫生政策,比如根据不同性别、地区的特点,制定个性化的干预措施。不过,研究也存在一些局限性,比如依赖自我报告的偏头痛诊断可能存在偏差,缺乏长期随访数据等。未来的研究可以朝着更精准的临床表型分析、建立长期队列和多中心外部验证模型等方向开展,进一步完善对偏头痛的认识和防治策略。

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