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为探究 COVID-19 病情进展及潜在健康状况对其影响,首尔国立大学研究人员利用 4549 例患者数据,运用 5 - 状态连续时间马尔可夫多状态模型分析。结果显示多数患者病情稳定,高血压和糖尿病会增加重症风险。该研究为疾病管理提供重要依据。
在 2020 年初,新冠疫情如一场突如其来的风暴,迅速席卷全球,给人类社会带来了前所未有的冲击。新冠病毒(SARS-CoV-2)引发的 COVID-19,不仅严重威胁着人们的生命健康,还对全球经济、社会生活和公共卫生体系造成了巨大的影响。随着疫情的蔓延,人们对 COVID-19 的认识逐渐加深,但仍有许多关键问题亟待解决。其中,COVID-19 病情的发展过程和康复机制一直是科学界关注的焦点。虽然现有的研究在预测 COVID-19 的康复或死亡等终点方面取得了一定进展,但对于病情严重程度状态之间的动态转变过程,以及共病在这一过程中所起的作用,了解还十分有限。而深入了解这些内容,对于在疾病的中期阶段进行及时有效的干预,改善患者的治疗效果至关重要。
为了填补这些知识空白,首尔国立大学(Seoul National University)的研究人员 Frank Aimee Rodrigue Ndagijimana 和 Taesung Park 开展了一项重要研究。他们的研究成果发表在《Genomics & Informatics》杂志上。
在这项研究中,研究人员运用了多种关键技术方法。首先,他们收集了 2020 年 2 月 5 日至 2021 年 10 月 30 日期间,首尔国立大学博拉梅医疗中心(Seoul National University Boramae Medical Center)收治的 4587 例 COVID-19 患者的数据。经过数据预处理,排除了 38 例临床记录不完整的患者,最终得到 4549 例患者的有效数据。接着,研究人员使用了 5 - 状态连续时间马尔可夫多状态模型(Markov multistate model)对数据进行分析。这种模型能够有效估计不同 COVID-19 严重程度状态之间的瞬时转换率,预测状态转换的概率,并确定与潜在共病相关的风险比。
研究结果主要包括以下几个方面:
- 数据特征:在入院时,541 例(11.89%)患者症状轻微,3390 例(74.52%)患者症状为中度,615 例(13.52%)患者症状严重,仅 3 例(0.07%)患者处于危重症状态。患者年龄范围为 18 - 101 岁,中位年龄为 53 岁,女性患者略多于男性。在共病方面,高血压最为常见,占患者总数的 27.59%,其次是糖尿病,占 14.9%。
- 状态转换频率:在住院的前两周,大多数患者保持在初始状态。从频率上看,处于状态 2(中度症状)的患者保持在该状态的情况最为常见,共有 21899 例。同时,向较低严重程度状态的转换多于向较高严重程度状态的转换,且直接转换到死亡(状态 5)的情况很少见。
- 估计转换强度:研究发现,处于状态 1(轻度症状)的患者转换到状态 2 的速率与保持在状态 1 的速率均为 0.168。处于状态 2 的患者改善到轻度状态的可能性比恶化到严重状态的可能性略高。处于状态 3(严重症状)的患者恢复到状态 2 的速率(0.195)远高于进展到状态 4(危重症)的速率(0.015),且转换到死亡状态的速率非常低。
- 估计转换概率和平均停留时间:计算结果显示,住院 1 周后,轻度症状患者更可能进展到中度状态;中度症状患者倾向于保持稳定。2 - 4 周时,轻度和中度症状患者呈现病情稳定并向中度状态转变的趋势。而严重或危重症患者随着时间推移,死亡概率显著增加。此外,中度症状患者的平均停留时间最长,约为 11.45 天,状态 4 和状态 1 的平均停留时间相对较短,分别为 4.225 天和 5.948 天。
- 共病对转换的影响:高血压和糖尿病对 COVID-19 的严重程度和进展有显著影响。患有高血压的患者,从中度症状进展到严重症状的风险比无高血压患者高 67.6%;患有糖尿病的患者,从中度进展到严重症状的风险高 79.9%,从严重进展到危重症的风险高 89.9%。
研究结论和讨论部分表明,该研究利用连续时间马尔可夫多状态模型,对住院 COVID-19 患者的病情进展动态进行了深入分析。研究发现多数患者在住院早期病情稳定,且整体呈现康复趋势,这可能得益于韩国政府在疫情早期的有效应对措施,包括广泛筛查、合理分类治疗以及及时的疫苗接种。然而,高血压和糖尿病会显著增加患者症状恶化的风险,这可能与血管紧张素转换酶 2(ACE2)的上调以及糖尿病对免疫反应的损害和促炎状态的促进有关。
这项研究具有重要意义。它为临床医生提供了关于 COVID-19 病情进展的详细信息,有助于他们更准确地预测患者的病情变化,及时调整治疗方案,尤其是对于患有高血压和糖尿病等共病的高风险患者。同时,研究结果也为公共卫生策略的制定和医疗资源的合理分配提供了科学依据,能够帮助社会更有效地应对 COVID-19 疫情,最终改善患者的治疗效果和预后。但该研究也存在一定的局限性,如缺乏患者的疫苗接种状态和病毒株信息,数据仅来自一家医院等。未来的研究需要纳入更广泛的数据集,以进一步深入了解 COVID-19 的进展和康复动态,为全球的治疗和管理策略提供更完善的支持。