离体人肺与数字孪生配对的阿替普酶评价
以实际离体人肺基线资料预测未处理轨迹，比较阿替普酶处理后的肺动脉压及短期水肿指标。
用途与模型
- 研究用途
- 离体器官药效比较及数字个体对照的方法验证。
- 模型与细胞来源
- 基于临床离体肺灌流（EVLP）资料的物理计算与机器学习模型，配合真实离体人肺。
- 方法版本
- 2026 年大学健康网络（University Health Network，UHN）离体肺灌流（ex vivo lung perfusion，EVLP）数字孪生版本
- 实验形式
- 逐指标使用门控循环单元（gated recurrent unit，GRU）或 XGBoost 预测；静态模型使用基线，动态模型随新测量更新，药物比较采用基线预测的未处理参照。
材料与平台
- 数据与实物模型
- 2008–2024 年来源记录筛查 1000 例，951 例符合资料条件；各数据类型样本不同。接受阿替普酶的 16 例不进入模型训练。
- 药物比较
- 第 1 小时采集基线后对离体肺应用 20 mg 阿替普酶，预测第 2/3 小时未处理轨迹。水肿量由灌流液未回流、留在肺内的体积损失估计。
测量指标与分析
- 肺动脉压
- 水肿估计量
- 逐次呼吸及每小时生理参数预测误差
- 生化与影像特征预测误差
以临床测量检验预测表现；药物实验将实测值与对应未处理数字参照配对，同时与随机抽取的传统未处理肺组比较。
研究设计与结果
实验条件比较
- 研究设计
- 同中心独立 45 例测试及真实阿替普酶处理肺的模型用途检验。
- 测试范围
- 独立测试 45 例；16 例药物处理中排除 2 例灌流不足 2 小时，分析 6 例适合移植和 8 例不适合移植的肺。
- 参照体系
- 同一处理肺的未处理预测；传统随机抽取 6 例未处理肺。
- 研究结果
- 6 例适合移植肺的传统比较未显著，数字配对在处理后 2 小时显示肺动脉压低于预测值（P = 0.031）；8 例不适合移植肺未出现同样药效。
适用条件与研究局限
- 模型预测未处理轨迹，配对效果依赖其预测准确性。
- 独立测试仍来自同中心；药物与模态分母分别保留。
- 主要限于前 3 小时及移植评估场景，水肿指标不能代表完整安全性。
来源与原文
- Digital twins of ex vivo human lungs enable accurate and personalized evaluation of therapeutic efficacy原始研究 · Nature Biotechnology · 2026-05-04