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哮喘和慢性阻塞性肺疾病(COPD)属于异质性疾病[1,2]。在诊断哮喘或慢性阻塞性肺病患者时,个体因此与其他疾病表型和治疗反应可能有很大差异的患者归为一类。这样做简化了治疗指南,促进了循证医学的应用,但有一个风险,即可能对某些疾病亚群有益的干预措施被忽视了。目前,尚不清楚气道疾病组的分裂在多大程度上可以改善健康状况,这个问题仍然是密集研究的焦点。近年来的方法是重新检查气道疾病的分类,以确定可能对不同治疗方式有反应的疾病亚群。
有几个例子说明了这种可能性。研究表明,在哮喘和慢性阻塞性肺病中,对皮质类固醇的反应可以通过痰嗜酸性粒细胞增多来预测[3.,4肺减容手术对主要是上肺气肿的患者更有利[5]。
最近,人们一直在试图探索与方法,这些方法上的依赖表型先天的关于最好的办法假设疾病类别分成临床意义的群体。聚类分析是一种工具,它可以识别的患者谁具有类似特征的气道疾病的子集。我们在以前使用聚类分析来识别基于9个重点疾病变量的成年人随机从新西兰社会选择的样品中气道疾病五个表型[6]。这些团体的鉴定介绍协会的数据内,但并不表明组相关临床。要做到这一点,潜在的表型需要与临床干预试验[前瞻性验证7]。
聚类分析的另一个限制是,人们不能预期地确定个体属于哪个簇。因此,希望产生一个分配规则,允许个人的表型研究开始时的点,并在诊所鉴定[8]。分类和回归树(CART)是可以基于描述个人未经有关统计分布任何特定假设变量产生简单的分配规则组探索技术。在目前的研究中,我们应用CART我们鉴定表型集群的效用这一技术的概念证明。
威灵顿呼吸调查的方法已在其他地方详细报道[6]。简而言之,参与者从新西兰社区中随机挑选出来,参加呼吸生理实验室的评估,包括详细的呼吸调查问卷、全肺功能测试、支气管扩张剂可变性测试、呼出一氧化氮分析和血液测试。有呼吸道疾病证据和完整数据(n=175)的参与者被纳入一项聚类分析,使用以下变量进行:支气管扩张器前1 s内用力呼气量(FEV)1),支气管扩张剂后FEV变化1, pre-bronchodilator FEV1/基线强制肺活量比、功能残余容量、一氧化碳肺扩散容量、血清免疫球蛋白E浓度、呼出的一氧化氮分数(FeNO的)、长期产生痰液和终生吸烟。五个聚类使用聚类层次聚类方法和四个聚类使用分裂方法。
这些集群可以松散地描述如下。组1,n=15:吸烟者中特应性哮喘、慢性支气管炎和肺气肿的严重重叠组。第2组,n=14:吸烟者中的单纯肺气肿。第3组,30例:特应性哮喘伴嗜酸性气道炎症。第4组,n=78:轻度气流阻塞,无嗜酸性气道炎症。第5组,n=38:非吸烟者的单纯慢性支气管炎。
分配规则是使用R统计软件(维也纳大学,奥地利维也纳)的回归树开发的,使用带有默认设置的“tree”包和之前确定的集群分配。潜在的预测变量是从最初的9个临床相关性关键变量中选择的。使用的变量为烟草烟雾暴露的包年FEV1,支气管扩张剂后FEV变化1、可逆性和FeNO的为连续变量和痰生产为一个二分变量。交叉验证表明,我们在四个变量的凝聚集群5个分裂的选择产生减少偏差和错误率之间进行合理的妥协。
下面的分配规则预测的群集成员。第1组:痰生产者烟草烟雾暴露≥16.9包 - 年。第2组:非痰生产者FeNO的ppb和FEV均小于471<51.8%预测或FEV1≥51.8%的预测和≥25.6包年烟草烟雾暴露。群集3:非痰产者与FeNO的≥47.0磅。群集4:非痰产者与FeNO的<十亿分之47.0,FEV1≥51.8%的预测和<25.6包装年烟草烟雾暴露。群集5:痰液生产者与<16.9包装年烟草烟雾接触。
使用这些分配规则的预测集群成员数与原始集群分析的实际集群成员数之间的比较,导致175个集群中的误分类率为19(10.9%)。分配规则可以图形化地表示为一个决策树,这是直观和容易应用于临床设置(图1)。
使用分裂性聚类算法对同一受试者的四个群集进行单独的CART分析[6导致只根据FEV的分配规则1而痰产率和误分率仅为4.6%。
这种使用CART分析说明了这种技术的帮助翻译通过聚类分析定义为实际可识别的表型组群的潜力。这是关键的一步,如果见解疾病的异质性从技术衍生而来,例如聚类分析都需要翻译成有意义的健康益处。理想的分配规则是管理简单,只使用,可以在日常临床护理被收集,但变量准确地预测特定病人的表型8]。
使用CART分析来推导分配规则有一些固有的限制,本报告也说明了这一点。CART分析往往会过度拟合所使用的特定数据集,而无法对分割变量的值进行统计检验[9因此,前瞻性验证是必要的。根据这些分配规则确定的假定组永远不会与最初研究确定的组完全一致,但89.1%的受试者被正确分配。这与在美国一个严重哮喘队列中描述的分配规则相比是有利的[10,其中使用基于三个变量的不同CART分析包对80%的受试者进行了正确分配:支气管扩张器前的FEV1, post-bronchodilator FEV1以及哮喘的发病年龄
上我们的分配规则是基于使用多个变量往往不是常规的临床实践的一部分聚类分析。将所得的分配规则搁置在测量FeNO的,这是不是在临床上得到广泛应用。然而,FeNO的不需要将主题分配到可供选择的四类聚类分类中。生成这些规则的过程没有考虑到这些实际的考虑,理想的分配规则将只使用常规可用的临床信息,但是一个简单的规则有丢失重要的生理信息和增加错误分配的风险。
这里提出的分配规则仅代表一种概念证明。该集团提出的图1尚未前瞻性评估的临床意义,不应以任何方式被应用到临床实践中。
CART分析可用于推导分配规则,使通过聚类分析确定的疾病组能够在现实世界中预先确定。这将使试验能够在假定的表型中测试干预措施,这是实现气道疾病个体化药物的必要步骤。
脚注
感兴趣的语句
没有宣布。
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