揭示食金属与前列腺健康之间的关联:在美国成年人中使用基于SHAP的可解释机器学习模型识别良性前列腺增生症
Yan Wang1, Jiaming Chen2, Wangqiang Chen1
1Department of Reproductive Medicine, Hangzhou Red Cross Hospital, Hangzhou, 310000, China.
Maturitas
|November 18, 2025
概括
,铁和的饮食摄入量可能会降低良性前列腺增生症 (BPH) 的风险. 适度摄入这些微量金属显示出保护作用,而高铜摄入量可能会增加BPH风险.
科学领域:
- 营养流行病学 营养流行病学
- 机器学习在健康研究中的应用
- 泌尿器科 泌尿器科 泌尿器科 泌尿器科
背景情况:
- 良性前列腺增生症 (BPH) 影响着相当一部分老年男性.
- 虽然重金属与前列腺问题有关,但饮食中微量金属对BPH的影响还未得到充分研究.
- 了解饮食中的金属摄入量对BPH的作用对于公共健康至关重要.
研究的目的:
- 开发一种可解释的机器学习框架,以识别与BPH风险相关的饮食微量金属.
- 分析美国国家健康和营养检查调查 (NHANES) 关于饮食中的金属摄入量和BPH相关性的数据.
- 为针对BPH的营养干预建立一个数据驱动的基础.
主要方法:
- 从NHANES 2005-2008数据对成年男性参与者的分析.
- 六个机器学习算法的比较,以建模BPH风险和食金属摄入量.
- 利用夏普利添加剂解释 (SHAP) 进行模型解释和关键营养素的识别.
- 通过子组分析,探索了营养摄入量和BPH风险之间的非线性关系.
主要成果:
- 在预测BPH风险方面,LightGBM算法表现最好 (AUC=0.668).
- ,铁和被确定为对BPH的关键保护性食金属.
- 适度摄入和,以及持续摄入铁,显示显著降低风险.
- 高铜摄入量与增加BPH风险有关,与较低摄入量不同.
结论:
- 特定的饮食微量营养素摄入量,特别是,铁和,可能有助于降低BPH易感性.
- 这些发现支持有针对性的营养策略的潜力,以管理和预防BPH.
- 这项研究为有关饮食和前列腺健康的公共卫生建议提供了强有力的数据驱动方法.
