基于Sysmex XN-1000擴展參數與機器學習模型的骨髓增生異常綜合征早期診斷及突變關聯研究

《Discover Medicine》:Research complete blood count parameters associated with myelodysplastic syndromes and underlying mutation abnormalities-experience from Pakistan

【字體: 時間:2025年05月21日 來源:Discover Medicine

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  本研究針對骨髓增生異常綜合征(MDS)診斷難題,通過Sysmex XN-1000分析儀檢測50例患者擴展血常規參數(NE-WX/Y/Z等),結合ANN-MLP機器學習模型,首次揭示CEBPA突變患者中性粒細胞參數顯著升高特征。研究證實擴展CBC參數可作為MDS伴細胞遺傳學/突變異常的輔助診斷工具,為資源有限地區提供新型篩查策略。論文發表于《Discover Medicine》。

  

在血液腫瘤領域,骨髓增生異常綜合征(MDS)猶如一個狡猾的"偽裝大師"——這種以血細胞減少、無效造血為特征的克隆性疾病,不僅容易與再生障礙性貧血(AA)、陣發性睡眠性血紅蛋白尿(PNH)等疾病混淆,更有10%-30%的病例會惡化為急性髓系白血病(AML)。更棘手的是,傳統診斷依賴骨髓活檢和細胞遺傳學分析,這些侵入性檢查在醫療資源匱乏地區難以普及。面對這一困境,巴基斯坦國家血液疾病和骨髓移植研究所的Areeba Hamid Cheepa團隊開展了一項創新研究,他們試圖破解現代血細胞分析儀中隱藏的"密碼",通過機器學習和擴展血常規參數來揭開MDS的分子面紗。

研究團隊采用Sysmex XN-1000分析儀檢測50例MDS患者的74項細胞參數,重點分析中性粒細胞分散度(NE-WX)、核酸含量(NE-WY)和細胞大小(NE-WZ)等新型指標。通過構建多層感知器(MLP)人工神經網絡模型,整合血小板、有核紅細胞絕對值(NRBC_ABS)等7個關鍵參數,并與國際預后評分系統(IPSS-R)和二代測序(NGS)突變數據進行關聯分析。所有數據均來自2022-2024年間該機構收治的經WHO 2016標準確診的MDS患者隊列。

研究結果部分,《基線特征》顯示50例患者中68%為男性,40%存在細胞遺傳學異常,其中7號染色體單體最為常見!禝PSS-R風險分層》發現高風險組(IPSS-R>3.5)患者的中性粒細胞絕對值(32.6 vs 52×109/L)和血小板計數(26 vs 43×109/L)顯著降低,而NE-WX(452 vs 335.5通道值)和NE-WZ(1007.5 vs 791.5)明顯升高!稒C器學習模型》顯示ANN對測試集的預測準確率達100%,曲線下面積(AUC)為0.7,其中NE-WZ對高風險MDS的識別貢獻最大!锻蛔冴P聯分析》揭示CEBPA突變患者呈現獨特的"三高"特征:NE-WX(539)、NE-WY(1223)和NE-WZ(1312)均顯著高于其他突變類型,而TP53突變組則表現為MO-X(114)等單核細胞參數降低。

討論部分指出,該研究首次系統論證了自動化血細胞分析儀參數與MDS分子特征的關聯規律。NE-WX/Y/Z的異常升高可能反映CEBPA突變導致的粒細胞成熟障礙,這種"數字形態學"特征為無創篩查提供了新思路。值得注意的是,研究中開發的ANN模型僅需常規血檢數據即可實現79.5%的訓練集準確率,這對缺乏分子檢測條件的基層醫院具有重要實踐價值。但研究也存在樣本量有限、NGS數據不完整等局限,特別是TP53突變組與預期相反的低IPSS-R評分現象,提示需要更大規模研究驗證。

這項發表于《Discover Medicine》的研究開辟了MDS診斷新路徑——通過常規血檢設備的"深度挖潛"結合人工智能算法,使得在普通實驗室實現MDS的早期預警和風險分層成為可能。未來若能整合更多遺傳學數據,或將建立完全基于機器學習的MDS分子分型體系,從根本上改變目前依賴骨髓穿刺的診斷范式。對于巴基斯坦等發展中國家而言,這種"低成本、高效率"的篩查策略尤為珍貴,為改善MDS患者的預后差距帶來曙光。

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