Urinary pesticide profiles and liver disease risk in Thailand: a machine-learning risk-prediction model.
medRxiv · 2025 · PMID 41480024 · 등급3 환자대조 환자-대조군 · 노출과 잔류 > 섭취량 추정
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초록 전문 번역 · gemma4:e4b
배경: 소변 중 글리포세이트와 만성 간 질환(CLD) 및 간세포암종(HCC)과의 연관성을 뒷받침하는 증거를 바탕으로, 고노출 인구의 위험도를 계층화하기 위해 기계 학습 위험 예측(MLRP)과 통합된 소변 농약 프로파일링을 개발하였다. 방법: 태국 유전체 및 발현 연구 이니셔티브(TIGER-LC; 2011-2016; n=593) 내에서 사례 대조군 연구를 수행하였으며, CLD 환자 228명, HCC 환자 116명, 대조군 249명으로 구성하였다. LC-MS/MS를 이용하여 여덟 가지 소변 농약(펜디메탈린, 옥사디아존, 메트설푸론-메틸, 부타클로르, 2,4-다이클로로페녹시아세트산[2,4-D], 사이퍼메트린, 플루코마펜, 브로마디오론)을 정량하였다. 글리포세이트 유무에 따른 복합 농약 부하 점수(PLS)를 산출하여 부담 정도를 추정하였다. 연령, 성별, 알코올 사용력, 직업 및 PLS를 통합한 로지스틱 회귀 기반의 농약 정보 간 위험 점수(PILCRS)와 극값 경사 부스팅(XGBoost) 분류기라는 두 가지 예측 모델을 개발하였다. 내부 타당도 검증에는 낙관성 보정 교정 과정을 거친 1,000개의 부트스트랩 재표본 추출이 사용되었다. 결과: PLS가 가장 낮은 사분위수에서 예측된 CLD 확률은 30%였으나, 가장 높은 사분위수에서는 70%를 초과하였고(p<0·0001), HCC의 경우 10%에서 40%로 증가하였다. 상대적 추정치는 일관성을 보였으며, 최고 사분위수 대 최저 사분위수의 비교에서 CLD는 오즈비 2.84 (95% CI 1.66-4.91), HCC는 4.76 (2.30-10.29)을 나타냈다. 사이퍼메트린은 독립적으로 연관성을 유지하였다. 낙관성 보정 후, 두 모델 모두 강력한 변별력과 교정 능력을 입증하였다. 해석: 본 프레임워크는 간 질환 예측을 위한 확장 가능하고 노출 정보를 반영하는 도구를 확립한다. 연구 결과는 농약 부하가 조절 가능한 위험 인자임을 강조하며, 저소득 및 중소득 국가(LMICs)에서 지속가능발전목표 3·9 및 WHO-FAO의 우선순위와 일치한다. 외부 검증이 필수적이다. 자금 지원: 미국 국립보건원; 태국 과학연구혁신재단.ORIGINAL ABSTRACT
BACKGROUND: Building on evidence linking urinary glyphosate to chronic liver disease (CLD) and hepatocellular carcinoma (HCC), we developed urinary pesticide profiling integrated with machine learning risk prediction (MLRP) to stratify risk in high-exposure populations. METHODS: We conducted a case-control study within the Thailand Initiative in Genomics and Expression Research for Liver Cancer (TIGER-LC; 2011-2016; n=593): 228 CLD, 116 HCC, and 249 controls. Eight urinary pesticides were quantified by LC-MS/MS (pendimethalin, oxadiazon, metsulfuron-methyl, butachlor, 2,4-dichlorophenoxyacetic acid [2,4-D], cypermethrin, flocoumafen, bromadiolone). A composite Pesticide Load Score (PLS), with and without glyphosate, estimated burden. Two predictive models were developed: a logistic-regression Pesticide-Informed Liver Cancer Risk Score (PILCRS) and an Extreme Gradient Boosting (XGBoost) classifier that incorporated age, sex, alcohol use, occupation, and PLS. Internal validity used 1,000 bootstrap resamples with optimism-corrected calibration. FINDINGS: Predicted CLD probability increased from 30% in the lowest PLS quartile to over 70% in the highest, and HCC from 10% to 40% (p<0·0001). Relative estimates were consistent; the highest versus lowest quartile yielded odds ratios of 2·84 (95% CI 1·66-4·91) for CLD and 4·76 (2·30-10·29) for HCC. Cypermethrin remained independently associated. After optimism correction, both models demonstrated strong discrimination and calibration. INTERPRETATION: This framework establishes a scalable, exposure-informed tool for liver disease prediction. Findings underscore pesticide burden as a modifiable risk factor and align with Sustainable Development Goal 3·9 and WHO-FAO priorities in low- and middle-income countries (LMICs). External validation is essential. FUNDING: National Institutes of Health (USA); Thailand Science Research and Innovation.| 저자 | Patel, D. P.; Loffredo, C. A.; Haznadar, M.; Khan, M.; Parker, A. L.; Pupacdi, B.; Rabibhadana, S.; Navasumrit, P.; Lertprasertsuke, N.; Chotirosniramit, A.; Pairojkul, C.; Luvira, V.; Pugkhem, A.; Sukeepaisarnjaroen, W.; Ungtrakul, T.; Sricharunrat, T.; Phornphutkul, K.; Gonzalez, F. J.; Budhu, A.; Mahidol, C.; Wang, X. W.; Ruchirawat, M.; Harris, C. C. |
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| 저널 | medRxiv : the preprint server for health sciences |
| 권·호·쪽 | |
| PMID | 41480024 |
| DOI | 10.1101/2025.09.19.25336162 |