多发性硬化症疲劳轨迹的数据驱动分析及其预测因素

Data-Driven Fatigue Trajectories in Multiple Sclerosis and Their Predictors

作者信息Alessandro Cruciani, Emanuele Olivieri, Ronja Christensen, Sarmad Al-Araji, Samih Fourali, Weaam Hamed, Anna He, Baris Kanber, Davide Maccarrone, Suraya Mohamud, Riccardo Nistri, Anestis Passalis, Valeria Pozzilli, Ferran Prados, Charmaine Yam, Marios C Yiannakas, Alan J Thompson, Frederik Barkhof, Ahmed T Toosy, Olga Ciccarelli
PMID42607283
发布时间2026-09
DOI10.1212/NXI.0000000000200643

实验完整度

中

研究为前瞻性队列研究,包含临床量表(MFIS、EDSS、BICAMS)和MRI测量(脑体积、C-CSA),运用增长混合模型和随机森林进行分析,但缺乏干预性功能验证或机制验证。

主要模型

复发缓解型多发性硬化症(RRMS)患者队列 健康对照MRI数据集(用于标准化体积)

重点核对

纳入225名RRMS患者,纳入标准包括RRMS诊断、基线脑和颈髓MRI可用性、至少3次MFIS评估 随访时间点为基线、6个月、18个月,平均随访1.6年 主要结局为MFIS认知和身体亚量表评分的纵向变化 预测因素包括C-CSA、区域脑体积、DMT治疗病程比例等基线临床和MRI指标 统计方法包括增长混合模型(GMM)和条件随机森林(500棵树)

摘要

背景与目的:疲劳是多发性硬化症(MS)最致残的症状之一,然而其纵向轨迹和决定因素仍未被充分描述。我们旨在识别复发缓解型MS(RRMS)中认知和身体疲劳的轨迹,并确定预测疲劳恶化的基线临床和MRI预测因素。方法:我们在伦敦皇后广场MS中心开展的“预测MS个体化治疗反应(POINT-MS)”项目中,进行了一项前瞻性、单中心队列研究。纳入基线后3个月内开始新疾病修饰治疗(DMT)的成年RRMS患者,并在基线、6个月和18个月进行临床和MRI评估。关键纳入标准为RRMS诊断、可获得基线脑和颈髓MRI,以及至少完成3次改良疲劳影响量表(MFIS)评估。主要结局是MFIS认知和身体亚量表评分的纵向变化。使用增长混合模型识别疲劳轨迹。基线预测因素包括人口统计学因素、残疾程度、认知表现、抑郁诊断、DMT治疗占病程比例,以及MRI衍生的颈髓横截面积(C-CSA)和区域脑体积(标准化至健康对照常模)的测量值。使用条件随机森林评估预测因素的重要性,随后进行多变量建模。结果:我们纳入225名参与者。认知和身体MFIS亚量表均出现三种不同的疲劳轨迹,包括改善、稳定/轻度恶化和恶化类别。恶化轨迹的年化增幅为认知+3.32分/年,身体+3.37分/年。较小的基线C-CSA是恶化轨迹的最强MRI预测因素。在临床上,DMT治疗占病程的比例是最具影响力的预测因素。讨论:RRMS中的疲劳在短期随访中呈现异质性轨迹。较小的颈髓横截面积是疲劳恶化的最强MRI预测因素。颈髓内上行体感轴突的损伤可能减少丘脑的传入输入,并减弱丘脑皮层驱动,从而促进疲劳的运动和认知唤醒维度。这些发现支持将颈髓MRI纳入预后模型和未来的疲劳研究。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
复发缓解型多发性硬化症(RRMS)患者中认知和身体疲劳的纵向轨迹如何,以及哪些基线临床和MRI因素能预测疲劳恶化?
核心机制
颈髓内上行体感轴突损伤可能减少丘脑的传入输入,减弱丘脑皮层驱动,从而促进疲劳的运动和认知唤醒维度。
主要证据
基于225名RRMS患者的前瞻性队列,使用增长混合模型识别出认知和身体疲劳的三种轨迹,较小的基线C-CSA与恶化轨迹相关(认知和身体),且优于全脑白质和灰质体积指标。
研究意义
研究支持将颈髓MRI测量纳入未来的纵向研究和预后模型,拓展了疲劳研究超越脑中心指标的范畴。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

队列建立与基线评估

收集符合纳入标准的RRMS患者的基线和临床及MRI数据,以评估疲劳轨迹的预测因素。

从POINT-MS队列中招募225名RRMS患者,在基线、6个月和18个月进行临床和MRI评估,包括EDSS、BICAMS、抑郁诊断、C-CSA和区域脑体积测量。

2

疲劳轨迹识别

使用数据驱动方法识别认知和身体疲劳的潜在轨迹类别。

对MFIS认知和身体亚量表评分应用增长混合模型(GMM),通过BIC、AIC和熵等指标选择最佳类别数,并验证3类解决方案的稳定性。

3

预测因素重要性评估

评估基线临床和MRI因素对疲劳轨迹类别的预测能力,并确定最关键预测因素。

对MRI和临床预测因素分别训练随机森林分类器(500棵树),计算OOB准确率和变量重要性(基于精度下降和条件排列重要性),并通过多变量线性回归比较C-CSA与其他MRI指标的区分能力。

4

C-CSA增量价值评估

评估添加C-CSA至临床模型是否改善疲劳轨迹类别的分类性能。

比较临床模型和临床+C-CSA模型的条件随机森林分类器,通过OOB准确率和宏平均AUC评估性能差异,使用2000次bootstrap重采样计算置信区间。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
nicMS病灶分割软件文中未明确说明--
脊髓工具箱(DeepSeg)文中未明确说明--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
队列建立与纳入标准
RRMS诊断标准(2017 McDonald标准)、基线脑和颈髓MRI可用性、至少3次MFIS评估、18个月及以上随访
阅读提示:Methods - Study Participants
临床评估
EDSS评分、BICAMS认知评估(z分数转换)、抑郁诊断(自报)
阅读提示:Methods - Clinical Predictors at Baseline
MRI数据采集与分析
3D T1加权脑MRI、C-CSA测量方法(DeepSeg分割)、脑体积标准化方法(健康对照z分数)
阅读提示:Methods - MRI Predictors at Baseline
疲劳轨迹识别
MFIS评估时间点(基线、6个月、18个月)、GMM模型参数(类别数1-4、熵≥0.7、后验概率>0.7)、敏感性分析(LCGA)
阅读提示:Methods - Statistical Analysis, Identifying Latent Subgroups
预测模型
随机森林模型设置(500棵树、OOB准确率)、变量重要性方法(平均精度减少、条件排列重要性)、临床模型和MRI模型的协变量调整
阅读提示:Methods - Random Forest Modelling