综述:评估机器学习在预测带状疱疹后神经痛中的效能:系统综述与荟萃分析

【字体: 时间:2025年09月16日 来源:Frontiers in Neurology 2.8

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  (编辑推荐)本综述系统评价了机器学习(ML)在带状疱疹后神经痛(PHN)预测中的应用价值,涵盖14项研究的41个模型。结果显示ML预测PHN具有优异效能(敏感度0.81,特异度0.84,AUC 0.90),但存在外部验证不足、过拟合等问题。建议未来模型开发需遵循TRIPOD规范,引入集成学习和疼痛轨迹分析。

  

引言

带状疱疹(HZ)由水痘-带状疱疹病毒(VZV)再激活引发,全球终身患病率达25-50%。带状疱疹后神经痛(PHN)作为HZ最常见并发症,定义为皮疹愈合后持续超过90天的疼痛,发病率随年龄增长升至5-20%,严重影响患者生活质量与经济负担。尽管带状疱疹疫苗安全有效,但接种率不足50%,使得PHN精准预测成为临床刚需。

近年来,机器学习(ML)在医学领域广泛应用。PHN预测模型多采用首次就诊数据构建二分类模型,其直接支持临床决策的优势超越传统统计方法。例如,对高风险患者提前实施脊髓电刺激等干预措施,可实现精准治疗。然而,现有模型普遍存在数据敏感性高、泛化能力受限等问题,亟需系统性评估。

方法

本研究遵循PRISMA指南,检索PubMed、Web of Science等数据库至2025年5月的文献。纳入标准包括:英文发表、明确定义HZ/PHN、至少使用一种ML方法、提供可计算真阳性(TP)/假阳性(FP)等指标的数据。采用PROBAST工具评估偏倚风险,通过随机效应模型合并41个模型的性能指标,并开展亚组分析与Meta回归。

结果

模型性能

ML预测PHN的综合敏感度为0.81(95%CI:0.74–0.86),特异度0.84(95%CI:0.79–0.88),曲线下面积(AUC)达0.90。Fagan列线图显示,模型阳性预测概率达80%,阴性预测概率仅20%。

关键发现

  • 预测因子:年龄(使用频次34)、肿瘤史(21次)、疼痛评分(NRS/VAS,19次)为核心预测因子。

  • 算法对比:逻辑回归(LR)敏感度更优(0.84 vs 0.78),而其他ML(如随机森林)特异度更高(0.90 vs 0.73)。

  • 数据局限:训练集模型AUC(0.92)显著高于验证集(0.87),提示过拟合风险;仅1项研究完成外部验证。

创新建议

  • 疼痛轨迹:潜在类别轨迹模型可识别HZ患者疼痛演变模式,提升预测精度。

  • 截断值优化:建议同时报告平衡截断值、阳性截断值(敏感度>90%)和阴性截断值(特异度>90%),满足不同临床场景需求。

讨论

临床转化挑战

现有模型虽表现良好,但血清标志物或组学数据未显著提升性能(AUC 0.89 vs 0.90)。前瞻性队列模型性能(AUC 0.88)低于回顾性研究(AUC 0.90),反映后者可能存在偏倚。

规范缺失

仅11%研究评估过拟合风险,71%未报告样本量计算方法。Meta回归显示数据集来源、模型选择和预测因子定义是异质性的主要来源(I2>98%)。

结论

ML为PHN预测提供高效工具,但需严格遵循TRIPOD规范,强化外部验证。未来应探索集成学习整合不同算法优势,并将疼痛轨迹分析纳入预测框架,最终实现从"预测准确"到"临床可用"的跨越。

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