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基于机器学习算法建立非肝脏手术术后肝损伤风险预测模型

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陆军军医大学学报 2024年第7期46卷 760-767页

作者：孙义竹李雨捷梁浩刘祥黄家号舒欣宋艾璘杨智勇易斌陆军军医大学(第三军医大学)第一附属医院麻醉科重庆400038

目的基于术前及术中用药指标建立一个预测非肝脏手术患者术后肝损伤的机器学习预测模型。方法采用病例-对照研究设计方案,选择国内3家大型综合医院开发的数据库中2014年1月至2022年9月行非肝脏手术术后出现肝损伤患者315例,按阳性∶阴性... 详细信息

目的基于术前及术中用药指标建立一个预测非肝脏手术患者术后肝损伤的机器学习预测模型。方法采用病例-对照研究设计方案,选择国内3家大型综合医院开发的数据库中2014年1月至2022年9月行非肝脏手术术后出现肝损伤患者315例,按阳性∶阴性为1∶3的比例随机匹配同期非肝脏手术术后未发生肝损伤的928例病例作为阴性对照病例。将这1243例患者根据R语言设置的代码以7∶3的比例随机拆分为建模组(n=869)和验证组(n=374)。利用患者术前临床指标(基本信息、病史、相关评分表、手术相关信息和实验室检查)及术中用药情况基于k-近邻(k-nearest neighbor,KNN)、支持向量机(support vector machine linear,SVM)、逻辑回归(logistic regression,LR)、极端梯度提升(extreme gradient boosting,XGBoost)4种机器学习算法建立预测非肝脏手术术后肝损伤的模型,并在验证组通过受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic,ROC)、精准-召回曲线(percision-recall curve,P-R)、临床决策分析曲线(decision curve analysis,DCA)、Kappa值、灵敏度、特异度、Brier分数、F 1分数对模型效能进行评估。结果4种机器学习算法建立的预测非肝脏手术术后肝损伤的模型以XGBoost算法最优,验证组中受试者工作特征曲线下面积(area under the receiver operating characteristic curve,AUROC)为0.916(95%CI:0.883~0.949),精准-召回曲线下面积(area under the precision-recall curve,AUPRC)为0.841,Brier评分0.097,灵敏度和特异度分别为78.95%和87.10%。结论基于XGBoost算法建立的非肝脏手术术后肝损伤预测模型对术后肝损伤的发生有良好的预测能力。

关键词：机器学习预测模型术后肝损伤

甲硫氨酸摄入限制对LPS诱导急性肺损伤小鼠巨噬细胞的影响及作用机制

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陆军军医大学学报 2024年第7期46卷 688-694页

作者：廖先建文静段家翔向伦理杨贞何青盈甯交琳陆军军医大学(第三军医大学)第一附属医院麻醉科重庆400038 陆军军医大学(第三军医大学)第一附属医院肾病内科重庆400038

目的探究甲硫氨酸摄入限制(methionine restriction,MR)对脂多糖(lipopolysaccharide,LPS)诱导的急性肺损伤(acute lung injury,ALI)小鼠的巨噬细胞的影响及其作用机制。方法将36只体质量为(23±2)g的雄性C57BL/6J小鼠(6~8周龄)按随机数字表法分为3组(n=12):Sham组、LPS组和LPS+MR组。对各组小鼠的肺组织行HE染色和肺损伤病理评分。采用RT-qPCR和Western blot检测肺组织中脂多糖结合蛋白(lipopolysaccharide binding protein,LBP)和Toll样受体-4(Toll-like receptor-4,TLR4)mRNA和蛋白的表达水平;利用免疫组化技术对各组肺组织巨噬细胞的浸润情况及其相关趋化因子巨噬细胞集落刺激因子(macrophage-colony stimulating factor,M-CSF)、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(granulocyte-macrophage-colony stimulating factor,GM-CSF)和C-C基序趋化因子配体3(chemokine C-C motif ligand 3,CCL3)的表达水平进行分析。结果与Sham组小鼠比较,LPS组小鼠肺组织损伤的病理评分显著升高(P<0.01)。LBP和TLR4的mRNA和蛋白表达均显著增加;CD11b和F4/80阳性细胞的数量增加,肺间质和肺泡巨噬细胞浸润明显;M-CSF、GM-CSF和CCL3的阳性细胞数量显著升高(P均<0.01)。MR可以显著改善LPS诱导的ALI,降低LPS组小鼠肺损伤病理评分(P<0.01);MR可以减少ALI小鼠肺组织LBP和TLR4 mRNA和蛋白的表达(P<0.01);与LPS组小鼠相比较,LPS+MR组小鼠肺组织CD11b、F4/80M-CSF、GM-CSF和CCL3阳性细胞数量显著降低(P<0.01)。结论MR可通过抑制巨噬细胞趋化因子的表达、进而减少巨噬细胞浸润和活化、减轻LPS诱导的肺损伤。

关键词：急性肺损伤巨噬细胞甲硫氨酸摄入限制趋化因子脂多糖

肝移植术后早期移植器官功能不全的预测模型构建

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陆军军医大学学报 2024年第7期46卷 746-752页

作者：黎鑫衣杏林陈妍邓鑫刘祥凤刘先哲蒋颖刘冠磊陈春梅邱芳顾健腾陆军军医大学(第三军医大学)第一附属医院麻醉科重庆400038 陆军军医大学(第三军医大学)第一附属医院呼吸科重庆400038

目的分析肝移植术后早期移植物功能不全(early allograft dysfunction,EAD)的相关因素并构建预测模型。方法收集2008年12月至2021年12月于我院麻醉科手术室实施肝移植手术的375例患者,其中术后发生EAD的患者90例,未发生EAD的患者266例,... 详细信息

目的分析肝移植术后早期移植物功能不全(early allograft dysfunction,EAD)的相关因素并构建预测模型。方法收集2008年12月至2021年12月于我院麻醉科手术室实施肝移植手术的375例患者,其中术后发生EAD的患者90例,未发生EAD的患者266例,比较2组患者30项基线资料。按照7∶3的比例进行分组后,在训练集中依次采用单因素和多因素Logistic回归分析评价EAD的相关因素并构建列线图,采用受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic,ROC)、临床决策曲线分析(decision curve analysis,DCA)、灵敏度、特异度、阳性预测值、阴性预测值、Kappa值等指标评估模型表现。结果肝移植术后EAD发生率为24%。多因素Logistic回归分析显示,术前肿瘤复发史(OR=3.15,95%CI:1.28~7.77,P=0.013)、手术时间(OR=1.22,95%CI:1.04~1.42,P=0.015)与术后发生EAD有关,根据约登指数鉴定的0.519为截点划分预测结局后,训练集和验证集中模型表现尚可,临床决策曲线提示模型有较好的临床适用性。结论术后EAD的危险因素为术前肿瘤复发史、手术时间,建立的模型能较好地预测患者的预后。

关键词：肝移植移植物功能不全预测模型危险因素

大鼠芬太尼单次给药在模拟高原环境中的药代动力学改变

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陆军军医大学学报 2024年第7期46卷 732-737页

作者：任玉坤王卓肖旭东龙宗泓李钰王秋月李洪廖加兴张蓉陆军军医大学(第三军医大学)第二附属医院药剂科重庆400037 陆军军医大学(第三军医大学)第二附属医院麻醉科重庆400037 联勤保障部队第九六〇医院麻醉科济南250031

目的探索模拟高原环境中大鼠芬太尼单次给药后药代动力学变化及其可能的影响因素。方法使用随机数字表法将36只体质量为(250±20)g的健康雌性SD大鼠(6~8周龄)分为模拟高原环境急性暴露组(A组)、慢性暴露组(S组)和对照组(C组),每组12只... 详细信息

目的探索模拟高原环境中大鼠芬太尼单次给药后药代动力学变化及其可能的影响因素。方法使用随机数字表法将36只体质量为(250±20)g的健康雌性SD大鼠(6~8周龄)分为模拟高原环境急性暴露组(A组)、慢性暴露组(S组)和对照组(C组),每组12只。急性暴露组和慢性暴露组在低压舱中模拟5000 m海拔高度分别饲养3 d和30 d,对照组在舱外(海拔300 m)饲养。每组随机选取6只大鼠,通过股静脉单次给予芬太尼,在给药前及给药后1、2、4、8、15、30、60、120、180 min经股动脉采集血液,采用液相色谱串联质谱法(liquid chromatography tandem mass spectrometry,LC-MS/MS)检测芬太尼血药浓度,使用WinNonlin 8.2软件计算药代动力学特征参数;剩余6只大鼠通过超声检测门静脉的内径、峰值流速及血流量,并取肝组织进行CYP3A1蛋白含量检测。结果急性暴露组和慢性暴露组大鼠在60、120、180 min 3个时间点的血药浓度显著低于对照组(P=0.002,P<0.001,P=0.001)。与对照组比较,急性暴露组清除率(clearance rate,CL)增加54.06%(P=0.021),平均驻留时间(MRT_(last))缩短24.21%(P=0.033);慢性暴露组CL增加50.10%(P=0.041),血药浓度-时间曲线下面积(AUC_(0-t)、AUC_(0-∞))、MRT_(last)分别降低18.92%(P=0.039)、27.54%(P=0.018)、33.61%(P=0.004)。慢性暴露组门静脉内径和血流量较对照组分别增加10.87%(P=0.006)、42.50%(P=0.006)。急性暴露组CYP3A1蛋白含量较对照组升高28.74%(P=0.048)。结论模拟高原环境中大鼠芬太尼单次给药后清除速率较平原环境显著加快,该现象可能与模拟高原环境中大鼠肝脏血流量增加以及肝脏CYP3A1蛋白表达增加有关。

关键词：芬太尼高海拔药代动力学肝血流 CYP3A1

右美托咪定对急性肾损伤继发肺损伤的修复功用

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陆军军医大学学报 2024年第1期46卷 66-72页

作者：黎洁钰秦志刚薛正威刘祥凤江玲李鹏顾健腾陆军军医大学(第三军医大学)第一附属医院麻醉科重庆400038 陆军军医大学(第三军医大学)药学与检验医学系生药学与中药学教研室重庆400038

目的探讨右美托咪定(Dexmedetomidine,Dex)对急性肾损伤(acute kidney injury,AKI)继发肺损伤的修复功用。方法将75只6~8周龄健康SPF级雄性C57BL/6J小鼠(体质量20~22 g)随机分为:假手术(Sham)组,常规行开腹关腹手术;肾缺血再灌注(RIR)组... 详细信息

目的探讨右美托咪定(Dexmedetomidine,Dex)对急性肾损伤(acute kidney injury,AKI)继发肺损伤的修复功用。方法将75只6~8周龄健康SPF级雄性C57BL/6J小鼠(体质量20~22 g)随机分为:假手术(Sham)组,常规行开腹关腹手术;肾缺血再灌注(RIR)组,双侧肾蒂夹闭50 min后再灌注;Dex预处理(Dex+RIR)组,双侧肾蒂夹闭前15 min经腹腔注射Dex(25μg/kg)。各组于造模后24、48、72、96、120 h(n=5),收集肺组织、肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid,BALF)、颈动脉血。观察并比较各组不同时间点肺组织损伤程度及修复情况、动脉血氧分压(PaO_(2))、肺泡灌洗液转化生长因子β1(transforming growth factorβ1,TGF-β1)和结缔组织生长因子(connective tissue growth factor,CTGF)含量。反转录实时定量聚合酶链式反应(quantitative real-time RT-PCR,RT-qPCR)检测肺组织白细胞介素-6(IL-6)、肺表面活性蛋白C(surfactant protein C,SP-C)转录水平。结果与Sham组比较,AKI后48 h内,RIR组和Dex+RIR组肺损伤评分升高、PaO_(2)降低,但Dex+RIR组肺损伤评分及PaO_(2)水平均优于RIR组;AKI后96 h内RIR组肺损伤评分维持高水平,PaO_(2)维持低水平,而Dex+RIR组肺损伤评分和PaO_(2)于48 h后出现持续好转。AKI后RIR组肺泡灌洗液TGF-β1和CTGF以及肺组织IL-6转录水平呈现出由高水平向低水平变化的趋势,但均显著高于Sham组(P<0.05),Dex干预使24~120 h时间点TGF-β1显著降低(P<0.01),24~72 h IL-6转录水平显著降低(P<0.05),而CTGF呈上升趋势并于48~96 h维持较高水平;AKI后RIR组SP-C转录水平在24 h显著上调(与Sham组比较,P<0.001),48~120 h大幅下降至低水平(与RIR组24 h比较,P<0.05),而Dex可改善此种AKI所致的SP-C转录抑制现象。结论Dex可改善急性肾损伤继发肺损伤后肺换气功能,并将肺损伤修复时间窗从96~120 h提前至48~72 h。

关键词：右美托咪定肾缺血再灌注急性肺损伤修复

谷氨酰胺对结直肠癌HT-29细胞放射敏感性的影响及机制探讨

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陆军军医大学学报 2024年第9期46卷 1007-1014页

作者：卢亨倪向敏于生财梁馨予朱文艺李忠俊王建陆军军医大学(第三军医大学)第二附属医院营养科重庆1400037 陆军军医大学(第三军医大学)第二附属医院输血科重庆1400037

目的观察不同浓度谷氨酰胺(glutamine,Gln)对结直肠癌HT-29细胞放射敏感性的影响,并探讨其可能机制。方法体外培养HT-29细胞,将对数生长期的HT-29细胞按照Gln不同浓度设置对照组(2 mmol/L,培养基基础浓度)、实验组Ⅰ(4 mmol/L)、实验组... 详细信息

目的观察不同浓度谷氨酰胺(glutamine,Gln)对结直肠癌HT-29细胞放射敏感性的影响,并探讨其可能机制。方法体外培养HT-29细胞,将对数生长期的HT-29细胞按照Gln不同浓度设置对照组(2 mmol/L,培养基基础浓度)、实验组Ⅰ(4 mmol/L)、实验组Ⅱ(6 mmol/L)、实验组Ⅲ(8 mmol/L),预处理2 h后给予Co 60源放射。通过CCK-8法检测未放射与放射后不同浓度Gln对细胞活力的影响;克隆形成实验检测放射后不同浓度Gln对细胞放射敏感性的影响;活性氧(ROS)试剂盒检测放射后24 h细胞ROS水平;流式细胞仪检测放射后48 h细胞凋亡率;蛋白印迹法测定放射后各组细胞Nrf2、HO-1、cleaved-Caspase3蛋白的表达水平。结果未放射的HT-29细胞在Gln干预24 h后实验组Ⅱ、实验组Ⅲ细胞活力明显高于对照组、实验组Ⅰ(P<0.05)。HT-29细胞放射24 h后,各实验组细胞活力明显高于对照组(P<0.05);放射后14 d,各实验组细胞克隆形成数均高于对照组(P<0.05);放射后24 h,各实验组ROS水平均低于对照组(P<0.05);放射后48 h,各实验组细胞凋亡率均低于对照组(P<0.05)。实验组ⅠNrf2表达高于对照组(P<0.05);实验组Ⅱ、ⅢNrf2、HO-1表达均高于对照组和实验组Ⅰ(P<0.05),cleaved-Caspase3表达均低于对照组和实验组Ⅰ(P<0.05);实验组Ⅲcleaved-Caspase3表达低于实验组Ⅱ(P<0.05)。结论谷氨酰胺能显著降低HT-29细胞的放射敏感性,其机制与减轻氧化应激损伤和减少细胞凋亡有关,这可能不利于结直肠癌患者放疗。

关键词：谷氨酰胺 HT-29细胞氧化应激损伤细胞凋亡放射敏感性

食品添加剂羧甲基纤维素钠通过破坏肠内环境加剧辐射对小鼠肠道的损伤

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陆军军医大学学报 2024年第6期46卷 522-534页

作者：刘绍庭李忠俊陈立向阳相丽欣张薇薇冉茜王建陆军军医大学(第三军医大学)第二附属医院营养科重庆400037 陆军军医大学(第三军医大学)第二附属医院输血科重庆400037

目的探究食品添加剂羧甲基纤维素钠(CMC-Na)的长期摄入对小鼠辐射耐受性的影响及其机制研究。方法通过饲饮水中添加不同浓度CMC-Na(对照组,0.25%低剂量组,1%高剂量组)对小鼠进行饮食干预,而后建立辐射损伤模型(7 Gy, Co60γ射线)。在... 详细信息

目的探究食品添加剂羧甲基纤维素钠(CMC-Na)的长期摄入对小鼠辐射耐受性的影响及其机制研究。方法通过饲饮水中添加不同浓度CMC-Na(对照组,0.25%低剂量组,1%高剂量组)对小鼠进行饮食干预,而后建立辐射损伤模型(7 Gy, Co60γ射线)。在辐射干预前后,每周称量小鼠体质量变化,记录各组小鼠的死亡情况;干预8周后,检测血生化指标;ELISA、RT-qPCR和Western blot技术检测肠道相关细胞因子和蛋白变化情况;HE、免疫荧光及免疫组化染色切片观察肠道组织细胞形态的改变并进行病理评分;流式细胞术检测肠道干细胞比例。结果通过流式细胞术检测发现,与对照组比较,两组饮食干预组的肠道干细胞比例均出现下降(P<0.05),下降程度与饮水中添加剂浓度呈正相关,且干细胞下降趋势在受到辐射损伤后持续存在。其中高剂量组死亡率显著升高(P<0.05),体质量大幅下降(P<0.000 1)。进一步实验发现肠道屏障功能受损,抑炎因子白介素-10(IL-10)含量下降。同时,高剂量组小鼠肠道中出现了TLR4、NF-κB、TNF-α以及IL-1β等炎症因子的高表达(P<0.05),并且在辐射损伤后进一步加剧;低剂量组小鼠部分炎症因子(NF-κB、TNF-α以及IL-1β)相较于对照组表达增高(P<0.05),但低于高剂量组。结论长期摄入含有CMC-Na添加剂的饮食,会降低肠道内干细胞群的比例,加剧了辐射对肠道的损伤,降低了小鼠对辐射耐受性。

关键词：羧甲基纤维素钠辐射肠道屏障肠道干细胞炎症

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外用鱼油促进2型糖尿病大鼠伤口创面的愈合

陆军军医大学学报 2024年第6期46卷 535-543页

作者：黄荣江辛文彬倪向敏李正宙张贵明王建陆军军医大学(第三军医大学)第二附属医院营养科重庆400037

目的观察局部外用鱼油对2型糖尿病(diabetes mellitus type 2, T2DM)大鼠伤口创面愈合的影响,并探讨其作用机制。方法 57只SD大鼠通过高脂高糖饮食联合STZ腹腔注射建立T2DM大鼠模型,建模成功49只。T2DM大鼠模型建立成功后通过外科方法... 详细信息

目的观察局部外用鱼油对2型糖尿病(diabetes mellitus type 2, T2DM)大鼠伤口创面愈合的影响,并探讨其作用机制。方法 57只SD大鼠通过高脂高糖饮食联合STZ腹腔注射建立T2DM大鼠模型,建模成功49只。T2DM大鼠模型建立成功后通过外科方法创建伤口创面模型,采用随机数字表法分为鱼油组(n=17)、玉米油组(n=16)、模型对照组(n=16),各组于创面模型创建后次日开始给药,干预期间观察各组大鼠伤口创面愈合情况,分别于术后7、14 d取皮肤创面组织比较大鼠创面愈合情况,检测氧化应激指标(MDA、SOD、CAT)及炎症因子(TNF-α、IL-1β、IL-6、IL-10)水平,HE、Masson染色行病理学分析及观察皮肤真皮层胶原纤维沉积情况,Western blot检测SIRT1、Nrf2、NQO1蛋白表达。结果与玉米油组和模型对照组相比,术后第7、14天鱼油组大鼠伤口创面愈合率明显提升(P<0.05),胶原纤维沉积增多;创面组织MDA、TNF-α、IL-1β、IL-6水平明显下降(P<0.05),而SOD、CAT、IL-10水平显著升高(P<0.05);Western blot结果显示,鱼油组大鼠创面组织SIRT1、Nrf2、NQO1蛋白表达水平较玉米油组和模型对照组显著提升(P<0.05);干预期间玉米油组与模型对照组间愈合效果无显著差异。结论局部外用鱼油可有效促进T2DM大鼠伤口创面愈合,其机制可能与鱼油降低创面组织氧化应激及炎症反应有关。

关键词：鱼油糖尿病伤口氧化应激炎症反应沉默信息调节因子1(SIRT1)

RSR13对高原大鼠肺冲击伤的保护作用及机制研究

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陆军军医大学学报 2024年第20期46卷 2352-2359页

作者：何青盈李悦文静向伦理段家翔廖先建易斌甯交琳陆军军医大学(第三军医大学)第一附属医院麻醉科重庆400038 陆军军医大学(第三军医大学)第一附属医院肾内科重庆400038

目的探究血红蛋白变构剂乙丙昔罗[efaproxiral(RSR13)]对高原地区爆炸冲击波致大鼠肺损伤的影响及其作用机制。方法8周龄SD健康雄性大鼠,共82只,按照随机数字表法分为冲击伤组和RSR13+冲击伤组,RSR13+冲击伤组大鼠在接受冲击前2 h腹腔注... 详细信息

目的探究血红蛋白变构剂乙丙昔罗[efaproxiral(RSR13)]对高原地区爆炸冲击波致大鼠肺损伤的影响及其作用机制。方法8周龄SD健康雄性大鼠,共82只,按照随机数字表法分为冲击伤组和RSR13+冲击伤组,RSR13+冲击伤组大鼠在接受冲击前2 h腹腔注射RSR13(150 mg/kg):其中60只大鼠放置在距爆源同侧5 m处,为5 m冲击伤组(n=30)、5 m RSR13+冲击伤组(n=30);16只大鼠放置在距爆源同侧6 m处,6 m冲击伤组(n=8)、6 m RSR13+冲击伤组(n=8),余下6只大鼠为对照组(n=6)。观察距爆源5 m处各组大鼠24 h内生存情况。对距爆源6 m处存活24 h大鼠,采用HE染色与肺损伤病理评分比较各组大鼠肺组织损伤情况,测定大鼠动脉血气;采用比色法检测肺组织谷胱甘肽(glutathione,GSH)、丙二醛(malondialdehyde,MDA)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)水平;通过蛋白免疫印迹法检测肺组织中剪切胱天蛋白酶-3(cleaved caspase-3)、闭合蛋白(occludin)的表达水平。结果RSR13预处理可增加高原环境下距爆源5 m处爆炸后即刻存活率[46.7%(冲击伤组)vs 93.3%(RSR13+冲击伤组),P0.05),RSR13可增加高原距爆源6 m处大鼠肺组织GSH含量[(22.62±10.88)(冲击伤组)vs(40.27±12.47)(RSR13+冲击伤组)μg/g,P0.05),降低肺组织cleaved caspase-3表达量(P<0.01)、增加occludin表达量(P<0.05)。结论RSR13对高原爆炸冲击波所致大鼠肺损伤具有显著的保护作用,这可能与其增加组织抗氧化能力,减少细胞凋亡和降低肺通气屏障通透性有关。

关键词： RSR13 高原地区爆炸伤冲击波肺损伤