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Nature | IBD百年“全球迁徙”,揭示肠道疾病演变四大阶段

生物探索  · 公众号  · 生物  · 2025-05-03 16:00

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IBD从一个地区性罕见病转变为全球性健康问题,这一转变的核心在于其流行病学模式随着时间推移而发生的变化。研究团队认为,IBD的流行病学演变并非杂乱无章,而是遵循着一套可被量化的、跨越不同阶段的规律。

解码IBD的“进化论”:四大流行病学阶段
为了更好地理解IBD在全球的演变,研究团队提出了IBD流行病学的“四阶段”理论,并首次尝试使用实际数据为这些阶段设定定量基准。这四个阶段分别是:
阶段1:出现期(Emergence): 这个阶段的特点是IBD发病率和患病率(Prevalence,指每10万人中患病总人数)都很低。IBD可能零星出现,但尚未被广泛识别和诊断。研究中机器学习模型分类的阶段1数据显示,CD的CR-I(发病率合并范围)为0.1-1.2,CR-P(患病率合并范围)为1.2-10.5。UC的CR-I为0.1-1.2,CR-P为1.2-10.5。这个阶段代表了IBD在一个地区开始被认识、但总体负担很轻的状态。
阶段2:加速期(Acceleration): 进入这个阶段,IBD的发病率开始快速上升,呈逐年加速增长的趋势,但由于发病时间不长,患病率仍然相对较低。这个阶段通常与社会经济发展、工业化进程加速有关。该研究中机器学习模型分类的阶段2数据显示,CD的CR-I飙升至3.3-10.6,UC的CR-I也达到3.3-10.6。而患病率虽然有所增长,但相比发病率仍处于较低水平,CD的CR-P为31.2-100.5,UC的CR-P为31.2-100.5。巴西就是拉丁美洲进入加速期的一个典型例子,其在2000年代的发病率快速增加,2010年代CD的CR-I达到1.21-3.22,UC的CR-I达到2.42-5.66。
阶段3:复合增长期(Compounding Prevalence): 在这个阶段,IBD的发病率增长速度开始减缓,可能趋于稳定甚至略有下降,但由于之前几十年的发病积累,且IBD通常不致命,患病率持续并快速攀升,患病人数不断增加,给医疗系统带来沉重负担。机器学习模型分类的阶段3数据显示,CD的CR-I为18.1-34.1,UC的CR-I为18.1-34.1,发病率范围相比阶段2有所提升但增长速度放缓。而患病率则急剧攀升,CD的CR-P达到362.9–660.1,UC的CR-P也达到362.9–660.1。许多早期工业化地区,如北欧国家、美国、加拿大、澳大利亚等,目前正处于这个阶段。例如丹麦,2010年代UC发病率CR高达22.21-30.64,是全球发病率最高的地区之一;其患病率也在持续高位增长。
阶段4:患病率平衡期(Prevalence Equilibrium): 这是一个理论上存在的阶段,在这个阶段,IBD的发病率与死亡率大致平衡,使得患病率的增长速度放缓并最终达到稳定甚至平台期。这个阶段的实现可能与人口老龄化、IBD患者死亡率随年龄增长而增加等因素有关。到目前为止,研究数据尚未明确证实有地区已经进入这个阶段,但数学模型可以帮助我们预测其发生的可能性。
研究团队利用包含来自全球82个地区、跨越1920年至2024年一个多世纪的522项基于人群的研究数据,构建了一个机器学习分类器,以准确识别每个地区在不同时间点所处的流行病学阶段。这个模型不仅能够自动化分类,还能为各阶段的发病率和患病率设定具体的“门槛”值(即上述的CR范围),这对于理解IBD在全球的演变至关重要。机器学习模型在未见过的数据集上表现出了高达95.15%的分类准确率,证明了该阶段划分方法的有效性。

地图上的变迁:IBD的全球迁徙足迹
研究团队通过全球地图可视化,生动地展示了IBD流行病学阶段在全球范围内的时空演变。
回溯到20世纪中期(1950-1959年),地图显示IBD主要集中在北美、欧洲和澳大利亚等少数早期工业化地区,这些地区正从阶段1向阶段2过渡或已经进入阶段2。大部分亚洲、非洲和拉丁美洲地区则处于数据匮乏的阶段,推测应处于阶段1。
到了20世纪后期(例如1980-1989年),早期工业化地区的颜色加深,表明它们普遍进入了发病率快速上升的阶段2,部分地区可能开始迈入阶段3。同时,日本等一些较早进入工业化的亚洲国家也开始显现出阶段2的特征。
进入21世纪(例如2010-2019年),全球IBD的流行病学图景发生了显著变化。北美、欧洲和澳大利亚的大部分地区都已处于阶段3,这意味着这些地区IBD的患病人数在持续快速增加。而包括中国、韩国、巴西在内的许多新兴工业化地区则步入了阶段2,发病率正在迅速攀升。非洲和南亚等欠发达地区的数据依然相对稀疏,但部分地区可能处于阶段1或开始显现向阶段2过渡的早期迹象。
这张不断变化的全球地图,描绘了IBD如何从少数地区的“风暴”眼,逐渐蔓延扩散,影响到全球越来越多的人群。它告诉我们,IBD的全球化进程是一个活生生的例子,印证了慢性非传染性疾病(Non-communicable Diseases, NCDs)在全球范围内的兴起趋势。

阶段背后的推手:社会经济发展的“影子”
IBD流行病学阶段的变迁并非无源之水,而是与社会经济发展、生活方式变迁以及环境因素密切相关。研究团队深入探究了不同流行病学阶段背后的驱动因素,发现了一系列与阶段转变显著相关的社会指标。
该研究分析了五项关键的社会指标在不同流行病学阶段的表现:增强人类发展指数(Augmented Human Development Index, AHDI)、肥胖率(Obesity Rate)、城镇化率(Percentage Urbanization)、全民健康覆盖服务指数(Universal Health Coverage Service Index, UHC)和西方饮食指数(Western Diet Index, WDI)。结果显示,这些指标在三个流行病学阶段之间存在显著差异(P < 0.001)。
例如,以0-1评分的AHDI(衡量教育、预期寿命和经济发展水平的综合指标)为例,阶段1地区的AHDI中位数为0.39,阶段2地区的中位数为0.53,而阶段3地区的中位数为0.70。这表明IBD流行病学阶段的演进与一个地区整体的人类发展水平密切相关,从欠发达走向更发达。
同样,肥胖率也呈现出随阶段递增的趋势,阶段1的中位数为7.70%,阶段2为15.30%,阶段3为18.30%。城镇化率也从阶段1的中位数39%增加到阶段3的70%。UHC指数和西方饮食指数也显示出类似的正向关联,阶段1的中位数分别为63.10和0.39,阶段3的中位数分别为80.94和0.55。






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