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研究背景
炎症性腸病（IBD），包括克羅恩病（CD）和潰瘍性結腸炎（UC），最早在19世紀被識別出來。20世紀初，IBD被認為是北美和大洋洲等早期工業化地區的罕見疾病。然而，第二次世界大戰後，這些地區的IBD發病率迅速增加。儘管增加的原因尚未完全理解，但證據表明，與西方化社會相關的環境因素，如吸菸增加、西方飲食和改善的衛生條件，可能透過改變遺傳易感個體的腸道微生物群的黏膜免疫反應，顯著促進了IBD的發生。
在20世紀下半葉，IBD在非洲、亞洲和拉丁美洲等新興工業化地區和低收入發展中地區很少被診斷出來。到21世紀初，許多早期工業化地區的發病率趨於穩定，但兒童中的發病率仍在上升，而IBD的患病率在所有年齡段繼續穩步上升。自2000年以來，新興工業化地區報告了UC和隨後CD發病率的急劇上升。IBD的全球化使得這種疾病不再被認為是“西方世界”特有的。研究提出IBD在時間和空間上經歷四個不同的流行病學階段：階段1（出現期）特徵為低發病率和患病率；階段2（發病率加速期）表現為每年發病率迅速上升，而患病率仍然較低；階段3（複合患病率期）則是發病率減緩、穩定或下降，但由於幾十年來發病率的上升超過了死亡率，患病率繼續累積；階段4（患病率平衡期）則是當死亡率接近發病率時，患病率趨於平穩。透過明確這些流行病學階段的具體指標，地區可以更好地準備其醫療系統，以管理IBD的階段性負擔。
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研究發現
這篇論文研究了炎症性腸病（IBD）的全球流行病學演變，提出了IBD在全球範圍內經歷的四個流行病學階段：階段1（出現期），特徵是發病率和患病率都很低；階段2（發病率加速期），發病率迅速上升但患病率仍然較低；階段3（患病率複合期），發病率減緩、穩定或下降，但由於長期的高發病率，患病率持續增加；階段4（患病率平衡期），由於IBD人群老齡化，死亡率接近發病率，患病率增長趨於平穩。研究利用全球82個地區的522項基於人群的研究資料，分析了1920年至2024年間的IBD流行病學趨勢，並透過機器學習模型對不同地區的流行病學階段進行了分類。
研究發現IBD的發病率和患病率在不同地區和時間段呈現出顯著的地理和時間模式。早期工業化地區（如北美、歐洲和大洋洲）在20世紀中期經歷了發病率的快速上升，而在21世紀初趨於穩定，但患病率仍在持續上升。新興工業化地區（如亞洲、拉丁美洲和非洲部分地區）在21世紀初開始經歷發病率的快速上升，尤其是潰瘍性結腸炎（UC）的病例增加顯著。研究還透過數學模型預測了加拿大、丹麥和蘇格蘭等地區的IBD患病率在未來幾十年的變化趨勢，指出這些地區可能在2040年代達到患病率平衡期。研究強調了理解IBD流行病學演變對於全球衛生系統應對IBD負擔的重要性，並提出了透過預防性醫學和政策干預來降低發病率的可能性。
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臨床意義
早期識別和診斷: 對於處於階段1和2的地區，增加IBD的診斷準確性和及時性是關鍵。 資源分配和規劃: 階段3地區需最佳化資源分配，以應對高患病率帶來的持續醫療需求。 預防策略: 在所有階段，尤其是即將進入階段4的地區，實施預防策略以減緩發病率的增長，並最終達到患病率的穩定。 總之，理解IBD的流行病學演變對全球衛生政策制定者和臨床醫生至關重要，它不僅幫助預測未來的疾病負擔，還指導資源的有效分配以改善患者的健康結果。
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實驗策略
1. 資料收集與分析： 研究團隊收集了從1920年至2024年間，涵蓋82個全球地區的522項基於人群的研究資料，分析IBD的發病率和患病率。 透過系統評價，重新評估了之前已發表的系統綜述，並更新至2024年，重點分析了CD（克羅恩病）和UC（潰瘍性結腸炎）的發病率和患病率。 採用機器學習模型（如k近鄰和隨機森林分類器）對不同地區的流行病學階段進行分類。
2. 流行病學階段定義： 定義了IBD的四個流行病學階段：階段1（出現階段）、階段2（發病率加速階段）、階段3（累積患病階段）、階段4（患病率平衡階段）。 使用機器學習模型自動化分類方法，結合歷史資料，透過定義階段1到3的指標範圍（CR-I和CR-P），為全球各地區的階段轉換提供基準。
3. 階段過渡建模： 使用偏微分方程（PDE）模型預測階段3地區向階段4的過渡，分析未來IBD的患病率變化。 模擬不同的發病率變化場景（如每年增加或減少1%至2%），評估其對未來幾十年IBD患病率的影響，並預測達到階段4的可能性。
4. 社會指標分析： 研究了與流行病學階段相關的五個社會指標：增強人類發展指數（AHDI）、肥胖率、城市化率、普遍健康覆蓋服務指數（UHC）和西式飲食指數（WDI），探討這些指標與IBD階段的關係。
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資料解讀
圖1：按年代和地區劃分的炎症性腸病（IBD）的發病率（每10萬人年）和患病率（每10萬人）
Figure 1 展示了不同年代和地區中炎症性腸病的發病率和患病率的變化趨勢，以便了解IBD在全球範圍內的流行情況。 A. 為了分析不同年代中IBD的發病率變化，研究人員收集了每10萬人年中的IBD新發病例資料。結果顯示，隨著時間的推移，IBD的發病率在某些地區顯著增加，尤其是在工業化國家。 B. 為了評估IBD在不同地區的患病率，研究人員統計了每10萬人中的IBD患者總數。結果表明，IBD的患病率在北美和歐洲等地區較高，並且在過去幾十年中呈現上升趨勢。 結論：圖1的結果表明，IBD的發病率和患病率在全球範圍記憶體在顯著的地區差異，並且在過去幾十年中，尤其是在工業化國家，IBD的流行程度有所增加。
圖2：克羅恩病（CD）和潰瘍性結腸炎（UC）在流行病學階段1、2和3的粗發病率（CRs）
Figure 2 旨在展示克羅恩病和潰瘍性結腸炎在不同流行病學階段的粗發病率變化情況，以便理解這些疾病在不同階段的流行趨勢。 A. 透過對流行病學階段1的克羅恩病和潰瘍性結腸炎粗發病率進行分析，結果顯示在該階段克羅恩病的發病率較低，而潰瘍性結腸炎的發病率相對較高。 B. 在流行病學階段2中，克羅恩病的粗發病率有所上升，而潰瘍性結腸炎的發病率則保持穩定。 C. 流行病學階段3中，克羅恩病的粗發病率繼續上升，並接近潰瘍性結腸炎的發病率，顯示出克羅恩病在該階段的顯著流行趨勢。 結論：透過對不同流行病學階段的分析，發現克羅恩病的粗發病率在階段1至階段3逐漸上升，而潰瘍性結腸炎的發病率則相對穩定。這表明克羅恩病在後期流行病學階段的流行趨勢更為明顯。
圖3：全球地圖展示1950年至2024年IBD演變的流行病學階段
Figure 3 展示了炎症性腸病（IBD）在全球範圍內從1950年至2024年的流行病學演變階段，旨在揭示IBD在不同地區的傳播和發展趨勢。 A. 為了展示IBD在全球不同地區的流行病學階段，作者繪製了一張全球地圖，標記了1950年時各地區IBD的流行情況。結果顯示，1950年時IBD主要集中在北美和歐洲部分地區。 B. 為了進一步展示IBD在全球範圍內的演變，作者繪製了1970年的全球地圖。結果表明，到1970年，IBD的流行區域有所擴大，覆蓋了更多的歐洲地區和部分亞洲國家。 C. 透過繪製1990年的全球地圖，作者分析了IBD的進一步傳播情況。結果顯示，IBD的流行範圍繼續擴大，影響到了南美洲和更多的亞洲地區。 D. 2000年的全球地圖展示了IBD在新千年初的流行情況。結果表明，IBD在全球範圍內的影響力繼續增強，覆蓋了大部分歐洲、北美、南美和亞洲地區。 E. 為了預測未來IBD的流行趨勢，作者繪製了2024年的全球地圖。結果預測，到2024年，IBD將成為全球性的問題，幾乎影響到所有大陸。 結論：透過一系列全球地圖，研究揭示了從1950年到2024年IBD在全球範圍內的流行病學演變過程，顯示出IBD的流行範圍不斷擴大，成為全球性健康問題。
圖4：PDE模型的時間相關患病率
Figure 4 展示了使用偏微分方程（PDE）模型對時間相關患病率的模擬結果。 A. 為了研究時間對患病率的影響，作者使用PDE模型對不同時間點的患病率進行了模擬分析。結果顯示，隨著時間的推移，患病率呈現出動態變化的趨勢。 B. 透過PDE模型的進一步分析，作者探討了不同引數設定下時間對患病率的影響。結果表明，不同引數設定會導致患病率在時間上的變化模式有所不同。 結論：PDE模型有效地模擬了時間對患病率的影響，揭示了患病率隨時間變化的動態特徵，並顯示了不同引數設定對患病率時間變化模式的影響。
圖5：在發病率變化情境下IBD患病率隨時間的變化計算
Figure 5 旨在展示在不同發病率變化情境下，炎症性腸病（IBD）患病率隨時間的變化情況。 A. 透過模擬不同的發病率變化情境，作者計算了IBD患病率隨時間的變化。結果顯示，在發病率保持不變的情況下，IBD患病率呈現穩定趨勢。 B. 在發病率逐年增加的情境下，IBD患病率隨時間顯著上升，表明發病率的增加直接導致患病率的上升。 C. 在發病率逐年減少的情境下，IBD患病率隨時間逐漸下降，說明發病率的減少會導致患病率的降低。 結論：透過對不同發病率變化情境下IBD患病率的計算，研究表明發病率的變化對IBD患病率的長期趨勢有顯著影響。
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主要結論
這篇發表於《Nature》的論文探討了炎症性腸病（IBD）在全球範圍內的流行病學演變。研究表明，IBD的流行可分為四個流行病學階段：階段1（出現）、階段2（發病率加速增長）、階段3（患病率複合增長）和階段4（患病率平衡）。透過分析來自82個地區的522項基於人群的研究資料，作者們展示了IBD在不同地區和時間上的流行病學階段轉換。
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討論總結
研究強調IBD的流行病學模式在全球範圍記憶體在顯著的地理和時間差異。研究指出，IBD的演變不僅與地區的工業化水平相關，還受到環境因素如城市化和西化飲食的影響。儘管目前很多早期工業化地區（如北美、歐洲和大洋洲）已進入階段3，許多新興工業化地區（如亞洲和拉丁美洲）則正處於階段2。 研究還強調，瞭解IBD的流行病學階段有助於各地區的衛生系統更好地準備應對IBD的未來負擔。研究建議不同地區根據其流行病學階段來制定針對性的公共衛生策略，以有效管理和預防IBD。論文還提出需要進一步研究IBD在不同階段的轉變驅動因素，並強調透過預防性衛生政策和干預措施來降低IBD的發病率是可能的和必要的。 總結，透過這一研究，為大眾提供了一種框架，以理解全球IBD的流行病學演變，這對未來的公共衛生規劃和政策制定具有重要意義。
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