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卷炸科研圈!中山大学汇总6种NHANES内脏脂肪指标+九种机器学习,来之不易的好文章

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发布于 2025-09-01 / 7 阅读
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肌肉减少症是一种随着年龄增长而逐渐恶化的疾病,主要表现为肌肉质量和功能的下降。内脏脂肪蓄积(VFA)与慢性炎症、胰岛素抵抗等病理机制相关,可能加速肌肉流失,但传统指标(如BMI)无法区分内脏脂肪和皮下脂肪。

2025年7月30日,中山大学学者用NHANES数据库,期刊《Experimental Gerontology》(医学三区,IF=4.3)发表了一篇题为:“Association between visceral fat accumulation and sarcopenia: A cross-sectional study”的研究论文,旨在评估六种新型内脏脂肪蓄积(VFA)指标与肌肉减少症的关联,并利用机器学习模型预测风险。

六种VFA指标为:相对脂肪质量(RFM)、脂质积累积(LAP)、体重调整腰围指数(WWI)、甘油三酯葡萄糖-腰高比(TyG-WHtR)、胰岛素抵抗代谢评分(METS-IR)和内脏脂肪代谢评分(METS-VF)

研究结果表明,所有内脏脂肪蓄积指标与肌肉减少症风险呈正相关,WWI是其中最重要的预测因素。ML模型获得了较高的预测准确性,突出了内脏脂肪积累在肌肉减少风险和健康衰老促进中的作用。

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研究团队基于美国国家健康与营养调查(NHANES)2011-2018年数据,经过纳排,最终入了5200名≥18岁且符合条件的成年人。
研究采用多变量Logistic回归分析六种VAF指标与肌肉减少症的关联,并通过平滑曲线拟合和阈值效应分析探索非线性关系。随后,构建九种机器学习模型(如Logistic回归、随机森林等)来预测肌肉减少症的风险,并应用Shapley加性解释(SHAP)来提高模型的可解释性。

图1 研究设计流程

主要研究结果

研究结果示,六种内脏脂肪指标均与肌肉减少症风险呈显著正相关,其中WWI的预测能力最强(OR=8.778)。

阈值效应分析显示,部分指标,如LAP,在76.747处存在饱和点(>76.747时关联消失),其余指标关联持续但斜率会发生变化。

图2 六种VAF指标与肌肉减少症的非线性关联

表1 采用两段logistic回归模型,探究六种VAF指标对肌肉减少症的阈值效应

此外,亚组分析结果进一步显示,性别和饮食习惯对上述关联有显著影响。

  • 男性中RFM、WWI、TyG-WHtR 和 METS-IR 与肌肉减少症的关联更强;

  • 高蛋白摄入(≥90g/d)放大了METS-VF与肌肉减少症的关联。

九种机器学习模型

研究团队将NHANES数据按7:3随机分为训练集(n=3,640)与测试集(n=1,560)。

基于LASSO回归与Boruta算法交集筛选的7个关键变量(性别、种族、教育水平、热量摄入、WWI、TyG-WHR、METS-VF),研究构建了九种机器学习模型.

其中,Logistic回归模型表现最优(测试集ROC-AUC=0.878,PR-AUC=0.377)。

图3 九种模型的性能比较

(A)训练集ROC曲线;(B)测试集ROC曲线;(C)测试集热图;(D)测试集热图

SHAP分析进一步确认WWI是最重要的预测因子。

图4 LR模型的解释性分析

(A) LR模型特征的SHAP树状图;(B) LR模型特征的重要性排序图;(C) 预测阴性案例的SHAP作用力图;(D) 预测阳性案例的SHAP作用力图

综上所述,内脏脂肪蓄积指标(尤其是WWI)是肌肉减少症的独立预测因子,机器学习模型能够高效识别高风险人群。研究为临床早期筛查和干预提供了实用工具,并强调了内脏脂肪管理在预防肌肉减少症中的重要性。


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