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Intensive Care Med:探索疾病轴作为传统聚类分析的替代方法,用于表征脓毒症的异质性

2024-04-03作者:李稳资讯
原创


成果名称:探索疾病轴作为传统聚类分析的替代方法,用于表征脓毒症的异质性

发表期刊:Intensive Care Medicine,IF(2022):38.9

通讯作者兼第一作者:章仲恒

主要作者单位:浙江大学医学院附属邵逸夫医院


推荐理由

本研究通过分析六个不同队列中的脓毒症患者,探讨了脓毒症亚型分类的可重复性。研究发现,脓毒症的亚型分类在不同研究中只能适度重复,而基于主成分分析的疾病轴更能反映脓毒症的连续性特征,而非互斥的亚型。这一发现有助于更准确地理解脓毒症的临床变异性,为个性化治疗提供指导。

研究解读

章仲恒教授领导的研究团队在《重症医学》(Intensive Care Medicine)上发表了一篇具有里程碑意义的研究论文,题为Exploring disease axes as an alternative to distinct clusters for characterizing sepsis heterogeneity。该期刊是重症医学领域的权威刊物,以其严格的同行评审和高质量的学术标准而闻名,最新影响因子为38.9,反映了其在国际医学界的重要地位和影响力。


脓毒症作为一种复杂的临床综合征,其高度的异质性给临床治疗和研究带来了巨大的挑战。传统的聚类分析方法尝试将脓毒症患者分为不同的亚型,以便为不同的患者群体提供定制化的治疗方案。然而,这些亚型分类的可重复性一直存在争议,限制了它们在临床实践中的应用。


在这项研究中,章仲恒教授及其团队对来自六个不同国家、具有不同临床背景的脓毒症患者数据进行了深入分析。他们采用了27种不同的聚类方案,并通过标准化互信息(NMI)来量化聚类解决方案的可重复性。结果表明,脓毒症聚类亚型在不同研究间的可重复性仅处于中等水平,这提示我们需要重新思考脓毒症的分类方法。


为了解决这一问题,研究团队转向主成分分析(PCA)来识别脓毒症的疾病轴。与传统的聚类方法不同,PCA通过降维技术将高维度的临床数据浓缩为几个主要的疾病轴,从而揭示疾病的内在特征。研究中发现的“休克轴”和“全身炎症反应综合征(SIRS)轴”在不同的患者群体中具有较好的一致性,为脓毒症的治疗提供了新的视角。


这项研究的重要性在于,它不仅挑战了传统的脓毒症亚型分类方法,而且为临床医生提供了一种更为精确的疾病理解和治疗指导。通过识别脓毒症的连续疾病轴,医生可以更好地评估患者的病情严重程度,并据此制定个性化的治疗方案。例如,对于休克轴上评分较高的患者,可能需要使用血管活性药物;而对于SIRS轴上评分较高的患者,则可能需要早期使用连续肾脏替代治疗(CRRT)来去除炎症因子。


此外,这项研究的方法论也为未来的临床研究提供了重要的参考。通过在不同队列中验证聚类结果的可重复性,研究强调了在不同患者群体中验证新发现的重要性。这种方法不仅适用于脓毒症,也同样适用于其他具有高度异质性的疾病。


尽管章仲恒教授的团队在脓毒症研究领域取得了重要的进展,但他们也清楚地认识到,他们的工作只是脓毒症研究的冰山一角。未来的研究还需要进一步探索疾病轴在临床治疗中的应用,验证这些发现在不同患者群体中的普适性,并考虑治疗策略对疾病分类的影响。随着医疗大数据和人工智能技术的发展,未来有望通过更先进的方法来解析脓毒症的复杂性,为患者提供更为精准的个性化治疗方案。


在脓毒症研究的道路上,章仲恒教授和他的团队将继续前行,他们的工作不仅为医学科学的进步做出了贡献,更为无数脓毒症患者带来了希望的光芒。随着对脓毒症异质性理解的不断深入,我们有理由相信,未来将有更多的患者能够从中受益,重获健康的生活。


专家点评

洪玉才教授:章仲恒教授领衔的研究团队在Intensive Care Med上发表的论文Exploring disease axes as an alternative to distinct clusters for characterizing sepsis heterogeneity为脓毒症的分类和治疗提供了新的视角。脓毒症作为一种临床综合征,其异质性一直是重症医学领域的难题。传统的聚类分析方法试图将脓毒症患者分为不同的亚型,以期找到更为精准的治疗策略。然而,这些亚型分类的可重复性一直存在争议,影响了临床决策的制定和临床试验的设计。


在这项研究中,章仲恒教授及其团队对来自六个不同队列的63547名脓毒症患者进行了系统的分析。他们采用了27种聚类方案,并使用标准化互信息(NMI)来量化聚类解决方案的可重复性。此外,研究还利用主成分分析(PCA)来获取疾病轴,并通过特征载荷和相关性的模式来评估跨队列的一致性。研究结果显示,脓毒症聚类亚型在不同研究间的可重复性仅处于中等水平,而基于PCA的疾病轴则显示出较高的稳定性。


这一发现具有重要的临床意义。首先,它提示我们在处理脓毒症时,应更多地考虑疾病的连续性特征,而非将其简单划分为几个互斥的亚型。这种连续性的视角有助于医生识别出患者之间细微的差别,并据此制定个性化的治疗方案。其次,研究中提出的“休克轴”和“全身炎症反应综合征(SIRS)轴”为脓毒症的治疗提供了新的思路。例如,对于休克轴上评分较高的患者,可能需要使用血管活性药物;而对于SIRS轴上评分较高的患者,则可能需要早期使用连续肾脏替代治疗(CRRT)来去除炎症因子。


此外,该研究的方法论也为未来的临床研究提供了重要的参考。通过在不同队列中验证聚类结果的可重复性,研究强调了在不同患者群体中验证新发现的重要性。这种方法不仅适用于脓毒症,也同样适用于其他具有高度异质性的疾病。然而,研究也存在一些局限性,例如,研究中仅纳入了有限数量的变量,且未考虑治疗策略对亚型稳定性的可能影响。未来的研究需要进一步探索这些因素对脓毒症亚型分类的影响。


总体而言,章仲恒教授的这项研究为我们理解脓毒症的复杂性提供了新的工具和方法。通过揭示脓毒症的连续性特征,该研究不仅挑战了传统的疾病分类方法,也为实现脓毒症的精准治疗奠定了基础。随着未来研究的深入,我们有望看到更多基于疾病轴的治疗策略被开发出来,从而为脓毒症患者带来更好的临床预后。


故事与启发

在重症医学的广阔领域中,脓毒症的治疗一直是医生和研究者们面临的一项艰巨挑战。这种疾病的复杂性和高度异质性常常使得临床治疗陷入困境。正是在这样的背景下,章仲恒教授带领他的研究团队开始了对脓毒症异质性的深入探索。


章仲恒教授意识到,要想在脓毒症的治疗上取得突破,就必须对这种疾病的内在复杂性有更深刻的理解。传统的聚类分析方法虽然在一定程度上揭示了脓毒症的多样性,但这些方法在不同患者群体中的可重复性并不理想,这限制了它们在临床实践中的应用。


为了解决这一问题,章仲恒教授及其团队采取了一种全新的研究策略。他们收集了来自六个不同国家、具有不同临床背景的脓毒症患者数据,希望通过大量的数据分析,找到一种更为稳定和可重复的脓毒症分类方法。研究团队采用了27种不同的聚类方案,试图在不同的患者群体中找到一致的脓毒症亚型。但结果显示,这些聚类亚型的可重复性仅处于中等水平,这使得团队不得不重新思考他们的研究方向。

在对数据进行深入分析后,章仲恒教授团队提出了一种创新的方法——使用主成分分析(PCA)来识别脓毒症的疾病轴。这种方法能够有效地从高维度的临床数据中提取出关键的信息,从而揭示疾病的内在特征。通过这种方法,研究团队发现了两个主要的疾病轴——“休克轴”和“全身炎症反应综合征(SIRS)轴”。这两个疾病轴不仅在不同的患者群体中具有较好的一致性,而且能够为临床治疗提供更为精确的指导。


这项研究的成功并非一蹴而就。章仲恒教授和他的团队投入了大量的时间和精力,对海量的数据进行了细致的分析和解读。他们的工作不仅基于对脓毒症病理机制的深刻理解,还体现了对患者个体差异的尊重和关注。在研究过程中,团队成员之间进行了密切的合作和交流,共同克服了一个又一个科研难题。


尽管章仲恒教授的团队在脓毒症研究领域取得了重要的进展,但他们也清楚地认识到,这只是漫长研究道路上的一小步。未来的研究还需要进一步验证这些发现的普适性,探索疾病轴在临床治疗中的具体应用,并考虑治疗策略对疾病分类的影响。随着医疗大数据和人工智能技术的发展,未来有望通过更先进的方法来解析脓毒症的复杂性,为患者提供更为精准的个性化治疗方案。


章仲恒教授和他的团队将继续在脓毒症研究的道路上不懈努力,他们的工作不仅为医学科学的进步做出了贡献,更为无数脓毒症患者带来了希望的光芒。随着对脓毒症异质性理解的不断深入,我们有理由相信,未来将有更多的患者能够从中受益,重获健康的生活。


作者介绍


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通讯作者

章仲恒

医学博士,主任医师,副教授,博士生导师;入选2021年浙江大学临床拔尖人才培养计划,浙江省医坛新秀,长期从事脓毒症精准化诊疗方面的研究,主持了多项国家级科研项目。前期以第一/通讯作者在《Intensive Care Med》(IF = 41.8NPJ Digit Med》(IF = 15.3Crit Care(IF = 19.3)、柳叶刀子刊EBioMedicineTop期刊发表学术研究论文50余篇。WOS核心被引8000多次,H-指数442021年《全国重症医学领域专家学术影响力》排行榜中排名全国第2,并于20212022连续两年入选爱思唯尔中国高被引学者,并获得了省医学科技奖一等奖,相关研究成果应邀在第48届美国危重症年会(Annual Critical Care Congress)上做大会专题报告。

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点评专家

洪玉才

主任医师、博导、国家重点研发计划首席科学家,1991年毕业于浙江大学医学院,后相继在浙江大学获得外科学硕士和博士学位。2013年、2017年分别赴美国上州医科大学、罗玛琳达大学进修学习。长期从事各种危重病的生命支持及严重创伤的综合救治工作。2004年开始开展急重症超声的临床应用及研究,2006年开创PENLIGHT微创技术治疗顽固性吸入性肺炎,2015年开始探索基于每日核查表及目标导向的急危重病规范化诊疗,2017年发起成立亚洲急危重症协会(Asia Society of Emergency and Critical Care Medicine),同年创办《Journal of Emergency and Critical Care Medicine》杂志,并创建急危重症模拟教学课程《SEED》,逐步在省内外推广。


团队介绍


浙江邵逸夫急诊团队.png

邵逸夫医院急诊科有庆春院区和下沙院区两个急诊中心,并同时在双菱院区设有急诊病房。床位设置包括庆春院区抢救室31张,留观室12张,急诊病房12张,急诊监护室30张;下沙院区抢救室9张,留观室7张,急诊病房8张,急诊监护室9张,急诊专科医护人员共约240余人,年急诊病人总数逾25万人次。


现有主任医师4人,副主任医师6人,每年招收急诊规培医生10人左右、进修医生10人左右。承担浙江大学医学院急诊医学专业教学,承担浙江省急诊医学住院医师培训,为浙江省急诊医学住院医师规范化培训基地。建有国家高级卒中中心及国家高级胸痛中心两大国家级救治中心。国内首创BE-FAST-V在急性脑卒中患者筛查中的应用,有效降低急性脑卒中患者漏检率,缩短患者入门到静脉溶栓的时间。


邵逸夫医院急诊科已经建立了完善的急诊诊疗区域及流程,包括急诊诊间、抢救室、留观区、急诊病房、急诊ICU,在医疗技术、急诊教育、学术水平和影响力等方面均居省内领先地位。同时,邵逸夫医院急诊科每年需要承担各种大型医疗保障任务、新冠疫苗接种保障任务,对此有着丰富的经验。G20期间,邵逸夫医院急诊科更是承担了主要医疗保障工作,圆满完成了任务。科室主要研究方向为基于人工智能的急危重症的精准化治疗,科室连续三年在中国医学科学院医院科技量值(STEM)排名全国前5。

每一项临床研究都倾注着研究团队的心血结晶。学习过后,您是否有所收获?或有疑问想与主创团队分享?请在评论区留言,期待与您交流!

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