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为解决个性化给药及提高肾移植患者他克莫司(Tac)浓度达标率问题,来自突尼斯的研究人员开展对比 XGBoost、LSTM 与贝叶斯模型预测 Tac 浓度的研究。结果显示 LSTM 表现最佳,该研究有助于提升患者预后、预防肾排斥。
基于贝叶斯方法和机器学习(ML)算法的模型引导精准给药(MIPD),是实现个性化给药建议、提高每位患者药物浓度达标率的适宜方法。本研究旨在比较两种 ML 方法,即极端梯度提升(XGBoost)和长短期记忆网络(LSTM),与此前开发的他克莫司(Tac)贝叶斯模型,在预测突尼斯肾移植患者术后早期(0 - 3 个月)Tac 浓度方面的性能。
这是一项在突尼斯莫纳斯提尔法图玛?布尔吉巴医院药理学部门开展的横断面研究。研究纳入了在莫纳斯提尔医院肾病科接受肾移植手术,并采用 Tac 免疫抑制方案的患者,这些患者在术后早期(0 - 3 个月)于本部门进行了常规的治疗药物监测(TDM)。
本研究共纳入 56 名成年肾移植患者的 187 个 Tac 给药前浓度(C0)数据。全体患者被分为建模组(n = 39 名患者,119 个C0数据)和验证组(n = 17 名患者,68 个C0数据)。在验证数据集中,贝叶斯方法、XGBoost 和 LSTM 的均方根误差(RMSE)分别为 0.76、0.19 和 0.01,平均绝对误差(MAE)分别为 0.55、0.36 和 0.06 。
研究表明,在预测突尼斯肾移植患者 Tac 浓度方面,LSTM 方法优于 XGBoost 和贝叶斯估计。在临床实践中,术后前 3 个月应用基于 TDM 的 LSTM 模型,可显著改善患者预后,预防该人群的急性肾排斥反应。