通过可解释机器学习使用血清 perfluoroalkyl 和 polyfluoroalkyl 物质水平预测抑郁症
Hui Jin1, Yang Wen1, Shuai Luo2
1Mental Health Center, West China Hospital, Sichuan University, Chengdu, Sichuan 610041, China; Department of Social Psychiatry, West China Hospital, Sichuan University, Chengdu, Sichuan 610041, China.
Journal of affective disorders
|August 3, 2025
概括
机器学习模型预测了暴露于per-和多基基物质 (PFAS) 的抑郁风险. 一种特定的PFAS,PFOS的较高水平显示出与抑郁症风险增加相关的值效应.
科学领域:
- 环境健康 环境健康
- 毒理学 毒理学 毒理学
- 计算生物学 计算生物学
背景情况:
- 和多基基物质 (PFAS) 是持久性合成化学物质,人类广泛接触.
- 之前没有任何研究使用机器学习 (ML) 来根据PFAS暴露预测抑郁风险.
- 这项研究引入了一个可解释的ML模型,用于评估与血清PFAS水平相关的抑郁风险.
研究的目的:
- 开发和验证可解释的机器学习模型,用于预测抑郁风险.
- 为了确定与抑郁症相关的关键PFAS.
- 根据PFAS暴露,提供一个评估个人抑郁风险的工具.
主要方法:
- 利用国家健康和营养检查调查 (NHANES) 数据 (2005-2018) 来自9074名参与者.
- 开发和评估了9个ML模型,选择CatBoost以优异的预测性能 (73%准确率,0.75AUC).
- 使用部分依赖分析 (PDA) 和夏普利添加式解释 (SHAP) 进行模型解释性和特征分析. 开发了一个网络计算器,用于实时风险评估.
主要成果:
- CatBoost模型实现了73%的准确性和0.75.5的AUC.
- perfluorooctanesulfonic 酸 (PFOS) 被确定为最有影响力的 PFAS.
- 观察到PFOS的值效应为11.66 ng/ml,与抑郁症风险升高相关.
结论:
- 一个可解释的ML模型成功地将PFAS暴露与抑郁风险联系起来.
- 这些发现支持公共卫生干预和个性化护理策略.
- 有一个交互式网络计算器可用于将研究结果转化为临床实践.


