Învățarea automată ajută la prezicerea mortalității timpurii la pacienții cu boala inflamatorie intestinală

Într-un studiu retrospectiv de cohortă, publicat recent în Canadian Medical Association Journal și realizat pe baza datelor administrative de sănătate din Ontario, Canada, cercetătorii au urmărit să înțeleagă legătura dintre prezența unor boli cronice asociate și riscul de deces prematur la persoanele diagnosticate cu boală inflamatorie intestinală. Lucrarea a fost publicată cu scopul de a identifica și analiza acei factori care pot influența speranța de viață la pacienții cu boală inflamatorie intestinală.
Boala inflamatorie intestinală reunește două entități majore - boala Crohn și colita ulcerativă -, caracterizate prin inflamație cronică la nivelul tractului gastrointestinal. Canada este recunoscută pentru rata ridicată de incidență și prevalență a acestor boli, estimându-se că până în anul 2035 aproximativ 1 din 91 de canadieni va avea boală inflamatorie intestinală. La nivel populațional, datele sugerează că persoanele cu boală inflamatorie intestinală prezintă un risc mai mare de mortalitate și o speranță de viață mai scăzută comparativ cu populația generală. În special, decesul prematur (definit la o vârstă sub 75 de ani) este considerat un indicator robust al stării de sănătate la nivel de populație și al performanței sistemelor de sănătate, putând fi de multe ori prevenit prin intervenții medicale și de sănătate publică adecvate.

Pe lângă inflamația cronică a tubului digestiv, persoanele cu boală inflamatorie intestinală pot dezvolta numeroase alte comorbidități, care cresc complexitatea îngrijirii. Acest concept de multimorbiditate (prezența a două sau mai multe boli cronice) este recunoscut ca un factor major în evoluția și prognosticul bolii inflamatorii intestinale, fiind asociat cu scăderea calității vieții, creșterea costurilor de îngrijire și, așa cum sugerează noul studiu, un risc crescut de deces prematur.

Despre studiu

Pentru a explora rolul pe care aceste comorbidități îl pot avea în decesul prematur, studiul a fost desfășurat pe 9.278 de adulți cu boală inflamatorie intestinală, toți provenind din Ontario și toți decedați în intervalul 2010-2020. Analiza a inclus doar persoane cu diagnostic confirmat de boală Crohn sau colită ulcerativă, folosind algoritmi validați ce au integrat date din registrele de internări spitalicești, intervenții chirurgicale, consultații și, pentru cei peste 65 de ani, informații privind medicația.

Cercetătorii au segmentat variabilele sociodemografice (vârsta, sexul, zona de domiciliu - urban sau rural, indicele de resurse materiale) și au urmărit totodată prezența unui set de boli cronice la momentul decesului sau la vârsta de 60 de ani (pentru a evalua apariția precoce a unor afecțiuni). Printre acestea se numără astmul bronșic, insuficiența cardiacă congestivă, boala pulmonară obstructivă cronică, diabetul zaharat, artrita reumatoidă, hipertensiunea arterială, demența, diverse tipuri de cancer și alte boli cardiovasculare și reumatice.

Metodologia a constat în utilizarea mai multor modele de învățare automată - printre care regresia logistică, random forest și Extreme Gradient Boosting (XGBoost) - aplicate în trei scenarii diferite:

• Predicția decesului prematur pornind de la toate comorbiditățile prezente la momentul decesului.
• Predicția decesului prematur pe baza bolilor cronice dezvoltate până la vârsta de 60 de ani.
• Predicția decesului prematur pe baza vârstei de diagnostic pentru bolile cronice survenite înainte de 60 de ani

Performanța modelelor a fost evaluată prin măsurători precum acuratețea, valoarea predictivă pozitivă, sensibilitatea, scor F1 și aria de sub curba ROC (AUC). De asemenea, autorii au analizat importanța caracteristicilor cu ajutorul metodei Shapley Additive Explanations, pentru a înțelege mai clar relația dintre fiecare boală cronică și decesul prematur.

Rezultate

Conform datelor analizate:

• Aproape 47,2% dintre participanți (49,3% femei) au murit prematur (sub 75 de ani).
• Modelele de învățare automată au prezentat o performanță foarte bună (AUC de la 0,81 până la 0,95) în predicția decesului prematur atunci când s-au bazat pe comorbidități.
• Pentru predicția decesului prematur, au fost importante în special comorbiditățile diagnosticate relativ precoce (până la 60 de ani).
• În cadrul modelului cel mai performant (XGBoost), s-au evidențiat ca predictori cheie:

• Apariția devreme a tulburărilor mintale și a tulburărilor de dispoziție (incluzând depresia sau alte boli psihiatrice).
• Diagnosticul de hipertensiune arterială înainte de vârsta de 60 de ani.
• Prezența de artrită (osteoartrită sau alte forme nonreumatoide) cu debut timpuriu.
• Sexul masculin (bărbații prezentau o probabilitate mai mare de deces prematur).

• S-a constatat că absența bolilor care apar mai frecvent la vârste înaintate (precum demența, insuficiența cardiacă congestivă, sindroamele coronariene cronice) poate semnala, în mod paradoxal, un risc mai mare de deces prematur, deoarece subiecții cu astfel de boli lipsă erau totuși cei care mureau la vârste mai mici.
• Rezultatele și-au menținut semnificația în analizele de sensibilitate, sugerând că debutul precoce al acestor boli cronice (înainte de 60, respectiv 75 de ani) rămâne un factor esențial pentru înțelegerea decesului prematur.

Din punct de vedere al implicațiilor clinice, autorii sugerează că îngrijirea multidisciplinară și supravegherea pacienților cu boală inflamatorie intestinală trebuie să aibă în vedere nu doar managementul inflamației intestinale, ci și depistarea și controlul precoce al bolilor cronice asociate. Dintre acestea, accentul s-a pus pe bolile cu impact mental și emoțional, bolile cardiovasculare (inclusiv hipertensiunea arterială) și afecțiunile musculoscheletice.

Acest studiu oferă o bază solidă pentru cercetări cauzale ulterioare, deoarece modelele de predicție din învățarea automată nu stabilesc relații de cauzalitate directă, ci identifică tipare relevante pentru practica clinică. Cu toate acestea, datele obținute indică importanța creării unor programe de prevenție și tratament individualizat, în special pentru pacienții care manifestă comorbidități la vârste mai mici.

În concluzie, lucrarea scoate în evidență necesitatea de a acorda o atenție specială factorilor care pot duce la deces prematur la persoanele cu boală inflamatorie intestinală, oferind repere importante pentru optimizarea managementului și dezvoltarea unor echipe multidisciplinare capabile să intervină la nivel global asupra sănătății pacienților.