在过去，炎症性肠病（IBD）曾被认为是欧美等早期工业化地区特有的疾病。但随着时间推移，它逐渐在全球范围内出现，成为一个日益严重的健康问题。在二十世纪，IBD 在早期工业化地区的发病率迅速上升，随后在新兴工业化地区也开始增多。然而，关于 IBD 在全球的流行规律，以及不同地区所处的流行阶段，一直缺乏明确的认识。而且，以往对于 IBD 流行阶段的划分仅停留在理论层面，没有具体的数值指标来界定。这使得医疗系统难以准确预估 IBD 带来的负担，无法提前做好应对准备。因此，开展对 IBD 全球流行病学演变的研究迫在眉睫。
为了解决这些问题，来自全球多地的研究人员组成的 Global IBD Visualization of Epidemiology Studies in the 21st Century（GIVES-21）研究小组开展了深入研究。他们通过分析大量数据，对 IBD 的流行病学演变进行了系统研究，并将研究成果发表在《Nature》上。
研究人员采用了多种技术方法。首先，进行了系统回顾，重新评估了之前团队的两项系统回顾中的相关研究，并检索了多个数据库，筛选出 522 项基于人群的研究。然后，运用机器学习分类，通过构建 k - 最近邻（k-NN）算法和随机森林分类器，对地区的 IBD 流行阶段进行分类。最后，利用偏微分方程（PDEs）建模，根据历史患病率、发病率数据和人口预测，对加拿大、丹麦和苏格兰的 IBD 患病率进行建模分析。
趋势研究
研究人员通过分析 1920 - 2024 年涵盖 82 个地区的 522 项基于人群的研究数据，发现 IBD 的发病率和患病率呈现出不同的地理和时间模式。在早期工业化地区，如美国、欧洲部分国家，IBD 发病率在二十世纪迅速上升，之后在部分地区趋于稳定，患病率则持续攀升。而在新兴工业化地区，如日本、韩国、巴西等，IBD 发病率从二十世纪末开始快速增加，患病率也随之上升，但不同地区存在差异，发病率增长早的地区患病率相对较高。
阶段划分
为了更深入地研究 IBD 的流行病学特征，研究人员开发了一种机器学习分类器来确定全球地区的 IBD 流行阶段。通过迭代标记过程和模型训练，确定了三个流行阶段的基准范围。阶段 1（出现期）的特点是低发病率和低患病率；阶段 2（发病率加速期）表现为发病率迅速上升，患病率仍然较低；阶段 3（患病率累积期）则是发病率增长放缓、稳定或下降，而患病率因多年发病率上升超过死亡率而持续增加。研究发现，许多早期工业化地区目前处于阶段 3，新兴工业化地区多处于阶段 2，部分非洲等新兴地区处于阶段 1，但数据相对有限。
阶段 4 预测
研究人员利用偏微分方程对三个阶段 3 地区（加拿大、丹麦和苏格兰）的 IBD 患病率进行建模，预测到 2043 年的患病率变化。模型显示，在假设发病率稳定的情况下，这些地区的患病率将继续上升，但增长速度逐渐放缓，这表明 IBD 正朝着阶段 4（患病率平衡期）发展。当患病率斜率变化平均降至 0%（±0.01%）时，可认为达到阶段 4。如果通过预防医学和政策干预使发病率每年降低 2%，模型预测这些地区可能在 2040 年代达到患病率平衡。
在研究结论和讨论部分，该研究首次全面分析了 IBD 发病率和患病率的人群数据，明确了全球 IBD 的流行病学趋势和不同阶段的特征，为医疗系统应对 IBD 负担提供了重要依据。通过划分流行阶段和建立模型预测患病率变化，有助于各地区根据自身所处阶段制定相应的医疗资源规划和防控策略。对于处于阶段 1 的地区，可加强疾病监测和研究；阶段 2 地区需提高疾病认知和诊断能力；阶段 3 地区则要应对老龄化带来的疾病管理挑战。此外，研究还表明预防 IBD 具有一定的可行性，为未来研究指明了方向。然而，研究也存在一些局限性，如数据质量参差不齐、模型未考虑一些因素等，但这也为后续研究提供了改进的空间。总体而言，这项研究对全球 IBD 的防控和医疗资源配置具有重要的指导意义。
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