基于机器学习评估血清血小板生成素(TPO)水平在ITP、AA和MDS鉴别诊断中的价值:一项回顾性队列研究

【字体: 时间:2025年06月11日 来源:Annals of Hematology 3

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  这篇研究通过回顾性队列分析,创新性地结合血清血小板生成素(TPO)水平与机器学习模型(Logistic回归/XGBoost/LightGBM),揭示了TPO在免疫性血小板减少症(ITP)、再生障碍性贫血(AA)和骨髓增生异常综合征(MDS)鉴别诊断中的关键价值。研究发现AA患者TPO水平(1369.19±751.26 pg/mL)显著高于ITP(263.57±355.91 pg/mL)和MDS(434.55±551.56 pg/mL)(P<0.0001),并确定302.43 pg/mL为ITP与AA鉴别的最佳截断值(AUC=0.925)。机器学习模型进一步将诊断准确率提升至86.3%,为临床无创诊断提供了新策略。

  

引言
免疫性血小板减少症(ITP)、再生障碍性贫血(AA)和骨髓增生异常综合征(MDS)均以血小板减少为特征,但病理机制和治疗方案迥异。当前诊断依赖侵入性骨髓检查,亟需开发非侵入性生物标志物。血清血小板生成素(TPO)作为调控血小板生成的关键因子,其水平在不同疾病中呈现显著差异:ITP因血小板破坏加速表现为正常或轻度升高,AA因骨髓衰竭显著升高,而MDS则因骨髓功能紊乱呈现波动性变化。

材料与方法
研究纳入中国医学科学院血液病医院2019-2024年751例患者(ITP 174例,AA 492例,MDS 85例)和140例健康对照。采用Quantikine Human TPO免疫分析法检测血清TPO水平,并构建包含Logistic回归、XGBoost等7种机器学习模型,整合WBC、PLT、PT等28项临床指标。通过SMOTE算法处理数据不平衡问题,采用五折交叉验证优化模型参数。

结果

  1. TPO水平差异:AA组TPO(1369.19±751.26 pg/mL)显著高于ITP组(P<0.001)和MDS组(P<0.001),健康对照组为71.64±30.32 pg/mL。
  2. 诊断阈值:TPO区分ITP与AA的截断值为302.43 pg/mL(AUC=0.925,灵敏度80.75%,特异度94.06%);区分AA与健康对照的截断值150.34 pg/mL(AUC=0.990)。
  3. 机器学习表现:Logistic回归模型综合性能最优(准确率86.3%,AUC=0.910),其中对AA的预测召回率达97%,但MDS预测性能较低(F1=0.62)。

讨论
研究首次系统评估了TPO联合机器学习在三种血液病鉴别中的价值。AA患者TPO的极端升高与骨髓造血衰竭的病理机制一致,而机器学习通过整合多参数(如年龄、CRP)进一步提升了诊断精度。值得注意的是,传统指标MPV和IPF在本研究中未显示鉴别价值(P>0.05),突显TPO的特异性优势。

展望
未来需通过多中心研究验证模型泛化能力,并探索TPO受体激动剂(TPO-RA)治疗反应预测价值。结合基因组学数据可能进一步提升MDS的诊断准确性,推动精准医疗在血液病领域的应用。

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