一项今天（周三）发表在《ERJ Open Research》上的研究显示，研究人员利用人工智能（AI）分析患者尿液样本，可以预测慢性阻塞性肺疾病（COPD）的症状何时会恶化。参与这项研究的患者每天使用简单的试纸测试尿液，并通过手机将结果发送给研究人员。通过AI分析这些结果，研究人员能够在症状出现前一周预测病情的恶化。这使得采取措施（如调整治疗方案）以最小化甚至预防病情恶化成为可能。
COPD包括肺气肿和慢性支气管炎，是一种严重且长期的肺部疾病。根据世界卫生组织的数据，COPD是全球第三大死因。症状的恶化，如呼吸困难和咳嗽，被称为急性加重。该研究由英国莱斯特大学的克里斯·布赖特林教授领导，该大学隶属于国民健康和社会保健莱斯特生物医学研究中心。他说：“COPD急性加重是指COPD患者病情严重到需要在家或医院接受额外治疗的情况。目前的治疗方法是对严重疾病作出反应。如果能在病情发生前预测并个性化治疗，以防止或减少病情的影响，那将更好。我们希望开发一种预测测试，就像个人天气预报一样，预测即将发生的病情加重。”
研究人员首先分析了一组55名COPD患者的尿液样本，寻找症状恶化前尿液成分的变化。这帮助他们识别出一组生物标志物——当COPD恶化时，这些分子会发生变化。接下来，由英国贝德福德的Global Access Diagnostics公司牵头，开发了一种尿液测试，测量五种生物标志物的水平。这种测试类似于COVID侧流测试。然后，研究人员要求来自莱斯特格伦菲尔医院和兰内利菲利普亲王医院的105名COPD患者，在六个月内每天测试尿液，并通过手机将结果发送回研究人员。研究人员使用一种称为人工神经网络的AI技术，寻找这些生物标志物水平的变化，并预测患者何时会出现COPD症状的加重。他们发现，这种AI分析可以在任何症状出现前约七天准确预测病情的加重。
布赖特林教授说：“我们的研究首先探索了COPD患者在病情加重和稳定期尿液样本中的许多物质。我们发现少量这些物质可以识别病情加重。然后，我们跟踪了一组COPD患者，每天测试五种物质。这使我们能够开发出风险预测或预报的AI工具。我们发现，这种AI工具可以在诊断前七天可靠地预测症状的加重。”他补充道：“采集尿液的优势在于，患者可以在家中每天快速且轻松地进行。我们需要更多的工作来完善AI算法，使用更大群体的数据。我们希望这将使我们能够为COPD患者创建AI测试，学习每个人的‘正常’状态，并预测症状的加重。患者的护理可以相应调整，例如他们可能需要进一步的测试或治疗，或者他们可以限制暴露于污染或花粉等触发因素。”
瑞典卡罗林斯卡研究所和卡罗林斯卡大学医院的阿波斯托罗斯·博西奥斯教授是欧洲呼吸学会呼吸道疾病分会的负责人，他并未参与这项研究。他说：“COPD是一种常见且严重的疾病。由于无法治愈COPD，因此监测和治疗对于帮助患者维持正常日常活动至关重要。当COPD症状加重时，可能导致永久性的恶化，所以我们尽一切努力预防或减少病情加重。这项研究很有前景，因为它表明我们可以利用AI分析尿液样本来预测病情加重。如果长期证明成功，这种测试可以确保患者尽快获得所需的治疗和护理，以减少症状的加重。”
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