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机器学习模型在血吸虫病防控中的应用

中国血吸虫病防治杂志 2024年

作者：周雨童懿昕周艺彪复旦大学公共卫生学院流行病学教研室公共卫生安全教育部重点实验室热带病学研究中心

血吸虫病是全球范围内的重大公共卫生问题之一，精准防控是当前应对该疾病的关键。然而，由于血吸虫病传播途径复杂且多样，传统统计模型在实现精准防控方面存在明显局限性。机器学习作为人工智能的重要分支，在血吸虫病防控研究中具有... 详细信息

血吸虫病是全球范围内的重大公共卫生问题之一，精准防控是当前应对该疾病的关键。然而，由于血吸虫病传播途径复杂且多样，传统统计模型在实现精准防控方面存在明显局限性。机器学习作为人工智能的重要分支，在血吸虫病防控研究中具有显著优势，能更高效地进行疾病预测和风险评估，从而优化防控策略和资源分配，实现精准防控的目标。本文对机器学习模型的特点及其在血吸虫中间宿主螺和血吸虫病研究中的应用进行综述。

关键词：血吸虫病机器学习人工智能应用

广州管圆线虫感染小鼠导致脱髓鞘性视神经炎模型的研究

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中国热带医学 2024年

作者：杨亮牛珍马芷璇吴小杰孙希冯英华南理工大学医学院中山大学中山医学院寄生虫学教研室中山大学热带病防治研究教育部重点实验室

目的构建脱髓鞘性视神经炎（demyelinatingopticneuritis，DON）动物模型。方法首先通过灌胃广州管圆线虫（Angiostrongyluscantonensis）幼虫的方法感染Balb/c小鼠；接着用神经行为学和视觉评分来评估小鼠神经功能学变化，视觉动作电... 详细信息

目的构建脱髓鞘性视神经炎（demyelinatingopticneuritis，DON）动物模型。方法首先通过灌胃广州管圆线虫（Angiostrongyluscantonensis）幼虫的方法感染Balb/c小鼠；接着用神经行为学和视觉评分来评估小鼠神经功能学变化，视觉动作电位和视网膜电图检测小鼠视觉通路的变化，组织病理学染色和透射电镜观察小鼠视网膜和视神经髓鞘形态功能性变化，RT-qPCR和Western-Blot来检测视网膜节细胞标志物Brn-a和视神经髓鞘标志物MBP的变化。结果Balb/c小鼠在广州管圆线虫感染后第21天，其体重明显下降，神经行为学评分和视觉评分均显著降低；同时，视觉动作电位和视网膜电图检测结果表明视神经和视网膜的视路传导功能受损；另外，HE染色、LFB染色和透射电镜观察到视网膜节细胞和视神经髓鞘出现明显损伤；最后，RT-qPCR和WesternBlotting结果显示视网膜神经节细胞标志物Brn-3a和髓鞘少突胶质细胞标记物MBP的蛋白水平和mRNA水平均显著降低。结论广州管圆线虫感染Balb/c小鼠可损伤其视网膜和视神经，进而导致脱髓鞘性视神经炎发生，其可作为一种新的DON动物模型。

关键词：脱髓鞘性视神经炎广州管圆线虫 Balb/c小鼠动物模型

邻苯二甲酸二异壬酯对HepG2细胞脂质代谢的影响

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环境与职业医学 2024年第1期41卷 89-95页

作者：王新静秦逸华武美琼王莉山西医科大学公共卫生学院/煤炭环境致病与防治教育部重点实验室山西太原030001

[背景]邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)是一种与代谢性疾病有关的内分泌干扰物,广泛应用于塑料制品中。暴露于DINP与包括非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)在内的几种肝脏不良健康结局的发展有关。[目的]探讨DINP暴露对人肝癌细胞(HepG2细胞)脂质代... 详细信息

[背景]邻苯二甲酸二异壬酯(DINP)是一种与代谢性疾病有关的内分泌干扰物,广泛应用于塑料制品中。暴露于DINP与包括非酒精性脂肪性肝病(NAFLD)在内的几种肝脏不良健康结局的发展有关。[目的]探讨DINP暴露对人肝癌细胞(HepG2细胞)脂质代谢的影响及其可能的分子机制。[方法]首先,对HepG2细胞进行不同时间(24、48和72 h)、不同剂量(0、0.003、0.01、0.03、0.1、0.3、1、3、10、30和100 mmol·L^(-1))的DINP处理,采用细胞计数试剂盒8(CCK8)检测细胞活力;通过油红O染色及脂质含量测定细胞内的脂质沉积情况,并进一步检测甘油三酯(TG)和胆固醇(TC)含量;最后通过荧光定量PCR检测脂肪酸合成相关基因乙酰辅酶A羧化酶α(Accα)、脂肪酸合成酶(Fasn)、丙二酰辅酶A脱羧酶(Mlycd)、固醇调节元件结合蛋白1(Srebp1),以及β-氧化相关基因过氧化物酶体增殖活化受体α(Pparα)、腺苷酸活化蛋白激酶(Ampk)、肉毒碱棕榈酰基转移酶1A(Cpt-1a)、线粒体转录因子A(Tfam)、核呼吸因子1(Nrf1)、过氧化物酶体增殖活化受体γ共激活因子1α(Pgc1-α)的mRNA表达水平。[结果]与对照组(0 mmol·L^(-1))相比,DINP暴露24、48和72 h后,HepG2细胞活力的未观察到有害作用水平(NOAEL)分别为0.3、0.1和0.1 mmol·L^(-1),观察到有害作用最低水平(LOAEL)分别为1、0.3和0.3 mmol·L^(-1)(P<0.05)。30 mmol·L^(-1)和100 mmol·L^(-1)DINP染毒24 h后,与对照组相比,细胞内脂质含量增加且出现明显的脂质沉积,TG和TC水平也明显上升(P<0.01)。与对照组相比,100 mmol·L^(-1)DINP染毒24 h可使细胞内脂肪酸合成相关基因Mlycd、Srebp1、Fasn、Accα的mRNA表达水平下降,而30 mmol·L^(-1)剂量组Mlycd mRNA表达上调;β-氧化相关基因Ampk、Pparα、Tfam在100 mmol·L^(-1)DINP暴露后mRNA表达水平均出现上调,而Cpt-1a mRNA表达下降(P<0.05)。[结论]30 mmol·L^(-1)和100 mmol·L^(-1)DINP暴露24 h后可干扰HepG2细胞脂质代谢过程中的脂肪酸合成和β-氧化过程,导致脂质沉积。

关键词：邻苯二甲酸二异壬酯 HepG2细胞脂质代谢脂质合成 β-氧化

倾向性评分逆概率加权中极端权重处理方法的模拟比较及应用研究

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中华疾病控制杂志 2024年第1期28卷 69-74页

作者：许毛毛高绒绒高倩王菊平王佳乐王彤山西医科大学公共卫生学院卫生统计学教研室煤炭环境致病与防治教育部重点实验室太原030001

目的通过模拟研究比较倾向性评分逆概率加权法(inverse probability weighting,IPW)及其5种替代方法在有限重叠和倾向评分模型错误指定下的性能,并应用这些方法探讨血清总25-羟基维生素D[25⁃hydroxyvitamin D,25(OH)D]缺乏与成年人睡眠... 详细信息

目的通过模拟研究比较倾向性评分逆概率加权法(inverse probability weighting,IPW)及其5种替代方法在有限重叠和倾向评分模型错误指定下的性能,并应用这些方法探讨血清总25-羟基维生素D[25⁃hydroxyvitamin D,25(OH)D]缺乏与成年人睡眠时间的关系。方法通过蒙特卡洛模拟,设置不同样本量、倾向性评分重叠度、模型指定情况的模拟场景,比较6种方法的统计性能。结果模拟结果显示,IPW对重叠度差和模型错误指定比较敏感,其替代方法可表现出更强的稳定性和更高的效率,其中重叠权重(overlap weights,OW)法可提供最好的效应估计。血清总25(OH)D缺乏者睡眠时间比血清总25(OH)D充足者少(P<0.001)。结论OW可作为存在极端权重时IPW方法的最优替代,血清总25(OH)D缺乏会减少成年人的睡眠时间。

关键词：倾向性评分逆概率加权极端权重 25-羟基维生素D 睡眠时间

原花青素在帕金森病模型中的神经保护作用实验研究系统评价

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营养学报 2024年第4期 407-413+416页

作者：张秀文张小强黄文迪丁岚东南大学公共卫生学院东南大学环境医学工程教育部重点实验室

原花青素，也叫缩合单宁，是天然来源的多酚化合物的代表物质，广泛存在于多种水果和蔬菜中。越来越多的证据表明，原花青素可以通过多种机制来预防帕金森病，已被用于帕金森病的实验性治疗中。但不同学者对于原花青素治疗帕金森病的作... 详细信息

原花青素，也叫缩合单宁，是天然来源的多酚化合物的代表物质，广泛存在于多种水果和蔬菜中。越来越多的证据表明，原花青素可以通过多种机制来预防帕金森病，已被用于帕金森病的实验性治疗中。但不同学者对于原花青素治疗帕金森病的作用效果的研究存在一定差异,因此在这项研究中，我们采用系统回顾的方法来全面评估原花青素在实验性帕金森病中的疗效。旨在探讨原花青素对机体的神经保护作用,为帕金森病的防治提供参考,为原花青素资源的开发利用提供科学依据。[营养学报，2024,46(4):407-413, 416]

关键词： PAC 帕金森病系统评价

神经元-星形胶质细胞代谢偶联在糖尿病认知障碍中的作用研究进展

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中华糖尿病杂志 2024年第7期16卷 819-822页

作者：谢皓然赵海峰山西医科大学公共卫生学院营养与食品卫生学教研室、煤炭环境致病与防治教育部重点实验室太原030001

糖尿病作为最常见的代谢性疾病之一,可损害包括大脑在内的多个器官,已成为全球范围内重要的公共卫生问题。约60%~70%的糖尿病患者存在认知障碍,且糖尿病引起认知障碍与脑组织中物质代谢紊乱密切相关。星形胶质细胞作为大脑中最丰富的胶... 详细信息

糖尿病作为最常见的代谢性疾病之一,可损害包括大脑在内的多个器官,已成为全球范围内重要的公共卫生问题。约60%~70%的糖尿病患者存在认知障碍,且糖尿病引起认知障碍与脑组织中物质代谢紊乱密切相关。星形胶质细胞作为大脑中最丰富的胶质细胞,在糖代谢、脂质代谢、氨基酸代谢及神经营养因子代谢等多方面支持神经元的正常功能,该文对糖尿病认知障碍中的神经元-星形胶质细胞代谢偶联异常进行综述,为精准防治糖尿病认知障碍提供新靶点。

关键词：糖尿病神经元-星形胶质细胞代谢偶联胰岛素抵抗葡萄糖代谢脂质代谢氨基酸代谢

校正弱工具变量偏倚的孟德尔随机化方法比较及其应用

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中华疾病控制杂志 2024年第4期28卷 490-496页

作者：杨博然彭刘庆高雪王菊平王彤山西医科大学公共卫生学院卫生统计学教研室太原030001 煤炭环境致病与防治教育部重点实验室太原030001

目的探究无工具变量可用或需评估弱工具变量偏倚对结果的影响时,为选择合适的两样本孟德尔随机化(two-sample Mendelian randomization,TwoSampleMR)方法提供建议。方法分别在无多效性、均衡多效性、正向多效性模拟情形下,变换工具变量... 详细信息

目的探究无工具变量可用或需评估弱工具变量偏倚对结果的影响时,为选择合适的两样本孟德尔随机化(two-sample Mendelian randomization,TwoSampleMR)方法提供建议。方法分别在无多效性、均衡多效性、正向多效性模拟情形下,变换工具变量强度考察弱工具变量对修正权重的逆方差加权模型(inverse variance weighting with modified weights,MW-IVW)、稳健校正轮廓评分(robust adjusted profile score,RAPS)孟德尔随机化方法和基于混合正态分布的孟德尔随机化模型(MR mixture model,MR-Mix)3种方法的影响。正向多效性和弱工具变量同时存在时,模拟不同个数工具变量对MR-Mix的影响。MR-Mix为主分析方法,其余2方法作为敏感性分析,探究BMI、高密度脂蛋白(high-density lipoprotein,HDL)、低密度脂蛋白(low-density lipoprotein,LDL)、三酰甘油(triglyceride,TG)以及总胆固醇(total cholesterol,TC)与血清尿酸之间的因果关联。结果无多效性和均衡多效性情形下,MW-IVW表现最佳,MR-Mix表现最差。正向多效性情况下,MR-Mix表现最好,MW-IVW表现最差。BMI(β=0.280,P=0.003)和TG(β=0.370,P<0.001)是血清尿酸升高的危险因素,HDL(β=-0.250,P=0.002)是血清尿酸的保护因素。结论在无多效性和均衡多效性情形下,MW-IVW有更好的统计学性能;但当正向多效性存在时,MR-Mix有更好的稳健性。BMI和TG为血清尿酸升高的危险因素。

关键词：孟德尔随机化多效性弱工具变量体质指数脂质血清尿酸

PM2.5暴露与慢性肾脏病——两样本孟德尔随机化研究

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现代预防医学 2024年第15期51卷 2737-2741+2758页

作者：杨粤斌雷立健山西医科大学公共卫生学院煤炭环境致病与防治教育部重点实验室

目的本研究旨在通过两样本孟德尔随机化（MR）方法，探讨PM2.5与慢性肾脏病（CKD）和相关功能指标（eGFR和尿白蛋白）之间是否存在因果关联。方法使用大规模公开的全基因组关联研究（GWAS）汇总数据进行MR分析。以逆方差加权（IVW）... 详细信息

目的本研究旨在通过两样本孟德尔随机化（MR）方法，探讨PM2.5与慢性肾脏病（CKD）和相关功能指标（eGFR和尿白蛋白）之间是否存在因果关联。方法使用大规模公开的全基因组关联研究（GWAS）汇总数据进行MR分析。以逆方差加权（IVW）方法作为主要手段，并辅以MR-Egger、加权中位数、简单模型和加权模型等方法进行综合评估。执行包括MR-PRESSO法、Cochran Q检验、MR-Egger回归和“留一法”以保证MR结果的稳健性。结果 IVW法以及其余四种方法均未发现PM2.5与CKD （OR=0.915, 95%CI:0.370～2.268, P=0.849）、eGFR （OR=0.997, 95%CI:0.988～1.006, P=0.542）和尿白蛋白（OR=0.972, 95%CI:0.164～5.760, P=0.975）存在因果关联。此外敏感性分析过程中未发现显著的离群值、异质性或水平多效性存在，也未观察到单个单核苷酸多态性（SNPs）对总体效应估计值产生显著影响。结论本研究的证据不支持PM2.5与CKD和相关功能指标（eGFR和尿白蛋白）之间存在因果关联的假设。

关键词： PM2.5 慢性肾脏病孟德尔随机化

基于Joinpoint回归及年龄-时期-队列模型分析中国肾功能损伤所致心血管病死亡率变化趋势

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中华疾病控制杂志 2024年第7期28卷 764-769,783页

作者：张越张英英丁玲伍劲屹雷立健山西医科大学公共卫生学院流行病学教研室太原030001 煤炭环境致病与防治教育部重点实验室太原030001 武汉市第四医院公共卫生科武汉430030

目的分析1990-2019年我国肾功能损伤所致心血管病(cardiovascular disease attributed to kidney dysfunction,KI-CVD)死亡率变化趋势,并评估年龄、时期及队列对KI-CVD死亡率的影响。方法利用2019全球疾病负担研究(global burden of disease study 2019,GBD 2019)中1990-2019年中国KI-CVD死亡资料,通过Joinpoint回归模型分析粗死亡率(crude death rate,CDR)及年龄标化死亡率(age-standardized death rate,ASDR)的年度变化百分比(annual percent change,APC)和平均年度变化百分比(average annual percent change,AAPC);建立年龄-时期-队列模型分析年龄、时期及队列对KI-CVD的影响。结果归因于KI-CVD的CDR总体呈上升趋势,从1990年的12.65/10万上升至2019年的26.49/10万,年均上升3.35%(AAPC=3.35%,95%CI:3.06%~3.64%),ASDR总体呈上升趋势(AAPC=0.70%,95%CI:0.39%~1.00%)。APC模型显示:1990-2019年归因于KI-CVD的死亡率随年龄增长呈上升趋势,随时间推移呈先下降后上升至平稳再下降的趋势,以2000-2004年为参考,1990-1994年死亡风险相对较高,2015-2019年死亡相对风险较低。队列效应显示呈倒“U”型,1911-1939年队列死亡率呈上升趋势,1931-1939年死亡风险达到高峰(RR=1.100,95%CI:1.046~1.158)后呈下降趋势。结论1990-2019年我国归因于KI-CVD的CDR总体呈上升趋势,死亡风险受年龄、时期及队列效应的影响。

关键词：肾功能损伤心血管病死亡率 Joinpoint回归模型年龄-时期-队列模型