基于机器学习分析口腔黏膜病外周血生物标志物的横断面研究

【字体: 时间:2025年05月22日 来源:BMC Oral Health 2.6

编辑推荐:

  为探究口腔黏膜病变(如 RAU、OLP 等)与健康人群在体液免疫、维生素 B 及微量元素水平的差异,温州医科大学附属第一医院团队采用 Random Forest 模型分析 319 例样本。发现 VB2、VB3 等水平异常,模型分类准确率达 94.68%,为疾病诊断提供新方向。

  
口腔健康是全身健康的重要窗口,而口腔黏膜病变如复发性阿弗他溃疡(RAU)、口腔扁平苔藓(OLP)等,不仅带来疼痛、溃疡等不适,还严重影响患者生活质量。目前,这类疾病的发病机制尚不明确,尽管免疫失调、遗传、环境等因素被提及,但如何通过便捷的检测手段揭示其内在关联仍是临床难题。血液检测作为常规诊断工具,能否从中找到与口腔黏膜病变相关的生物标志物,成为提升诊断精度的关键。

为解决这一问题,温州医科大学附属第一医院的研究团队开展了一项横断面研究,旨在分析口腔黏膜病变患者与健康对照者的外周血生物标志物差异,并探索机器学习模型在疾病分类中的应用。该研究成果发表在《BMC Oral Health》,为口腔黏膜病变的精准诊断提供了新视角。

研究人员从 2021 年 11 月至 2023 年 3 月,招募了 237 例口腔黏膜病变患者(包括 100 例 RAU、35 例 OLP、67 例萎缩性舌炎 AG、35 例灼口综合征 BMS)和 82 例健康对照,采集其外周血样本,检测了免疫球蛋白(IgG、IgA、IgM)、补体(C3、C4)、维生素 B(VB1、VB2、VB3、VB5)、血清锌(Serum Zn)、血清铁(Serum Fe)、总铁结合力(TIBC)等指标,并利用 Random Forest 模型对数据进行分析。

研究结果


生物标志物差异分析


通过统计分析发现,口腔黏膜病变组与健康对照组在 VB2、VB3、VB5、Serum Zn、Serum Fe、TIBC 及铁饱和度(Iron Sat)水平上存在显著差异。具体而言,患者组 VB2、VB3 水平显著高于对照组(p<0.05),而 VB5、Serum Zn、Serum Fe、TIBC、Iron Sat 水平显著低于对照组(p<0.05),但体液免疫指标(C3、C4、IgG 等)无显著差异。

机器学习模型性能


优化后的 Random Forest 模型展现出高分类性能,整体准确率达 94.68%,Kappa 值为 0.9306。特征重要性分析显示,VB2、VB3、Serum Fe、TIBC 和 Serum Zn 是区分口腔黏膜病变的关键生物标志物。尽管部分疾病组间存在重叠,但模型在 RAU、AG 和健康组的分类中表现优异,为疾病鉴别提供了量化依据。

研究结论与意义


该研究证实了维生素 B(尤其是 VB2、VB3)和微量元素(锌、铁)与口腔黏膜病变的密切关联,提示调节这些营养素水平可能成为预防和治疗的新策略。Random Forest 模型的成功构建,彰显了机器学习在处理高维生物数据、提升诊断准确性方面的潜力,为临床引入非侵入性诊断工具奠定了基础。

尽管研究存在样本量限制、部分疾病分类敏感性不足等局限,但其首次通过多维度生物标志物结合机器学习的方法,系统解析了口腔黏膜病变的外周血特征,为后续大样本验证及其他算法的应用提供了重要参考。未来,随着跨学科技术的融合,精准医学在口腔领域的应用有望实现突破,为 millions of 口腔黏膜病变患者带来更高效的诊疗方案。

相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 急聘职位
  • 高薪职位

知名企业招聘

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号