The Innovation | 人工智能助力主动脉夹层的个体化抗炎治疗

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急性主动脉A型夹层（ATAAD）是一种危重且凶险的心血管疾病，如不及时手术治疗，死亡率高达90%。然而，手术过程中的全身炎症反应可能导致多器官功能障碍，影响治疗效果。本研究基于大血管疾病数据库和人工智能技术，精准预测了术后多器官功能障碍的风险，并发现抗炎药物在不同炎症风险人群中具有差异效果。该研究结果对降低患者死亡率和并发症具有重要意义，为优化ATAAD的治疗策略提供了指导。

图1 基于人工智能模型预测急性主动脉A型夹层术后多器官功能障碍综合征的风险示意图

ATAAD是一种极为危重且凶险的心血管疾病，其进展迅猛、死亡率高，如果得不到及时的手术治疗，其1周内死亡率高达90%。急诊外科手术是ATAAD的标准治疗方式。但是，由于ATAAD发生多伴有急性全身炎症反应，同时术中低温停循环、大量出血和输血、长时间体外循环以及麻醉和手术时间较长等因素均可进一步加重全身炎症反应，从而造成全身炎性反应综合征（SIRS），甚至发展成为多器官功能障碍综合征（MODS），严重影响治疗效果。因此，抗炎治疗是降低ATAAD患者术后死亡率和并发症的重要环节。

但在临床实践中，抗炎药物治疗对心血管疾病患者的收益存在较大差异。因此，我们提出假设：患者炎症风险的差异可能是导致抗炎药物治疗收益差异的决定性因素。因此，本研究在国家十三五专项及科技部重点疾病防治课题支持下建立的大血管疾病数据库的基础上，以国家心血管疾病临床医学研究中心和北京市大血管疾病诊疗研究中心-首都医科大学附属北京安贞医院为依托，构建了全国多中心的大血管数据网络（中国5A研究，Additive Anti-inflammatory Action for Aortopathy & Arteriopathy），利用人工智能（Xgboost算法）预测ATAAD术后MODS的风险，探讨抗炎药物（尿胰蛋白酶抑制剂）在不同炎症风险人群中的受益情况，以期明确抗炎药物治疗的最佳目标群体。

本研究基于中国2016-2022年间的5126例ATAAD患者，随机抽取60%作为训练样本，其余40%作为验证样本，建立用于预测MODS的炎症风险模型。该模型由肾小球滤过率、白细胞计数、血小板计数、De Ritis比、血红蛋白和白蛋白等6个特征组成。该模型在训练集和验证集均展示出优越的预测能力（鉴别能力、校准能力以及临床应用能力），通过个体风险概率和治疗效果预测分析，发现抗炎药物在不同危险人群中存在治疗差异：在预测风险为23.5%-41.6%的人群中，抗炎治疗后MODS发生风险下降了19.8%，体现出较为显著的抗炎效果；而在预测风险> 41.6%及< 23.5%的人群中，并未观察到显著的抗炎效果。

因此，本研究揭示了炎症风险概率的个体差异可能对抗炎药物在ATAAD手术人群中的治疗有重要影响，即抗炎药物在不同危险人群中可能存在治疗差异。本研究明确了精准识别抗炎治疗受益人群的重要性，进一步强调了以炎症危险分层指导ATAAD个体化抗炎治疗的必要性。

总结与展望

本研究开发了一个基于人工智能的炎症风险预测模型，发现围术期抗炎药物对不同炎症风险的ATAAD人群的治疗效果可能具有异质性。未来的研究应该强调基于个体化决策支持工具的路径，而不是传统的路径，以指导ATAAD患者进行适当的抗炎治疗。

责任编辑

李   中  香港中文大学

郭剑平  中山大学附属第一医院

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原文链接：https://www.cell.com/the-innovation/fulltext/S2666-6758(23)00076-0

本文内容来自Cell Press合作期刊The Innovation第四卷第四期以Report发表的“Inflammatory risk stratification individualizes anti-inflammatory pharmacotherapy for acute type A aortic dissection” (投稿: 2022-12-11；接收: 2023-05-22；在线刊出: 2023-05-24)。

DOI: https://doi.org/10.1016/j.xinn.2023.100448

引用格式：Liu H., Li H., Han L., et al. (2023). Inflammatory risk stratification individualizes anti-inflammatory pharmacotherapy for acute type A aortic dissection. The Innovation. 4(4),100448.

作者简介

张宏家，主任医师，教授，博士研究生导师。现任首都医科大学附属北京安贞医院院长、首都医科大学心脏外科学系副主任、心血管疾病医学工程教育部重点实验室主任、心血管疾病精准医学北京实验室主任。享受国务院政府特殊津贴，入选北京学者、国家卫生健康突出贡献中青年专家、教育部新世纪优秀人才、全国优秀科技工作者。我国最早开展主动脉疾病外科手术工作的专家之一，长期致力于心脏外科的临床医疗及基础研究。极大程度上提高了我国主动脉疾病的诊治水平，促进了我国主动脉疾病相关领域的发展。主持国家科技重大专项等课题10余项，以第一或通讯作者发表学术论文百余篇。开发了手术多中心协同机器人系统和多款主动脉疾病预警软件，获得专利和软件著作权多项。建立了规范化管理的心血管疾病临床及生物样本库，获得国家专业机构多项认证。主持编写了我国首部《急性主动脉综合征诊断和治疗规范中国专家共识》，主编心脏外科专科医师培训教材《心血管外科学》。以主要完成人获得国家科技进步二等奖2项。

Web: https://www.ccmu.edu.cn/pub/ccmu/rczy_6468/jcrc_13876/bjsrcxm_7904/bjxz_7918/zhj1/index.htm

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