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KI-gestützte präzise Diagnose von Krankheitserregern bei schwerer Lungenentzündung (AI-PneumoDx)

10. März 2026 aktualisiert von: Zhenhui Zhang, Guangzhou Medical University

Studie zur genauen Diagnose von Krankheitserregern bei schwerer Lungenentzündung auf Basis von KI-gesteuerter Technologie

Schwere Pneumonie (SP) ist eine kritische Erkrankung, die durch komplexe Ätiologie, schnelle Progression und hohe Mortalität gekennzeichnet ist. Ihre Präzisionsdiagnose und -behandlung stehen vor zwei Kernherausforderungen. Erstens leiden traditionelle ätiologische Diagnosemethoden (wie Kultur, Serologie, PCR) unter niedrigen Nachweisraten, langen Durchlaufzeiten und begrenzter Erregerspektrumabdeckung, was es schwierig macht, den klinischen Bedarf an früher, schneller und präziser Diagnose zu erfüllen. Selbst mit der Anwendung von Next-Generation-Sequenzierung bleiben Herausforderungen bei der Ergebnisinterpretation und der Unterscheidung zwischen Besiedlung, Kontamination und echter Infektion bestehen. Zweitens sind die Wirtsimmunantworten hochgradig heterogen, und es fehlt derzeit an einem Subtypisierungssystem, das ihre dynamische Evolution systematisch aufdecken und eine präzise immunmodulatorische Therapie leiten kann. Forschung zu viraler schwerer Pneumonie (VSP) zeigt, dass Patienten ein komplexes Immunungleichgewicht aufweisen, das durch koexistierende Hyperaktivierung angeborener Immunzellen und Erschöpfung/Unterdrückung adaptiver Immunzellen gekennzeichnet ist. Darüber hinaus könnte diese Immunheterogenität den traditionellen binären Rahmen überschreiten, wobei mindestens drei potenzielle Immunsubtypen signifikante Unterschiede in den Mortalitätsraten aufweisen. Daher schlagen wir vor: Durch den Aufbau einer Kohorte für schwere Pneumonie und die Entwicklung eines künstlichen Intelligenzmodells, das multimodale klinische Daten (klinische, bildgebende, mikrobiologische), mehrdimensionale Wirtsätiologiedaten (z.B. metagenomische Sequenzierung) und Immunomikdaten (T/B-Zell-Immunrepertoire, Transkriptomik usw.) integriert, kann es einerseits im Vergleich zu traditionellen Methoden eine genauere und schnellere ätiologische Diagnose der schweren Pneumonie erreichen; andererseits kann es Immunendotypen mit unterschiedlichen Immunmerkmalen, verschiedenen klinischen Ergebnissen und unterschiedlichen Reaktionen auf immunmodulatorische Therapien (z.B. auf hyperinflammatorische oder immunsupprimierte Subtypen abzielend) identifizieren. Letztlich wird erwartet, dass dieses integrierte Modellsystem ein wissenschaftliches Werkzeug für die individualisierte Behandlung und klinische Entscheidungsfindung bei schwerer Pneumonie bereitstellt und präzise Immuninterventionen zur Verbesserung der Patientenprognose leitet.

Studienübersicht

Status

Aktiv, nicht rekrutierend

Bedingungen

Studientyp

Beobachtungs

Einschreibung (Geschätzt)

1000

Kontakte und Standorte

Dieser Abschnitt enthält die Kontaktdaten derjenigen, die die Studie durchführen, und Informationen darüber, wo diese Studie durchgeführt wird.

Studienorte

    • Guangdong
      • Guangzhou, Guangdong, China, 510000
        • Guangzhou First People's Hospital
      • Guangzhou, Guangdong, China, 510000
        • The second Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University
      • Guangzhou, Guangdong, China, 510000
        • The Third Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University
      • Guangzhou, Guangdong, China, 510000
        • The Affiliated Panyu Central Hospital of Guangzhou Medical University
      • Guangzhou, Guangdong, China, 510000
        • The Fourth Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University
      • Guangzhou, Guangdong, China, 510000
        • the Guangzhou Red Cross Hospital

Teilnahmekriterien

Forscher suchen nach Personen, die einer bestimmten Beschreibung entsprechen, die als Auswahlkriterien bezeichnet werden. Einige Beispiele für diese Kriterien sind der allgemeine Gesundheitszustand einer Person oder frühere Behandlungen.

Zulassungskriterien

Studienberechtigtes Alter

  • Erwachsene
  • Älterer Erwachsener

Akzeptiert gesunde Freiwillige

Nein

Probenahmeverfahren

Nicht-Wahrscheinlichkeitsprobe

Studienpopulation

Erwachsene Patienten, die mit der Diagnose einer schweren Lungenentzündung auf die Intensivstation aufgenommen wurden und die festgelegten Einschluss- und Ausschlusskriterien erfüllen.

Beschreibung

Einschlusskriterien:

  • Alter ≥ 18 Jahre; Aufnahme auf die Intensivstation, Erfüllung der Diagnosekriterien für schwere Lungenentzündung; Aufenthalt auf der Intensivstation > 72 Stunden; Der Patient oder gesetzliche Vertreter erteilt eine Einwilligung nach Aufklärung.

Ausschlusskriterien:

  • Alter < 18 Jahre; Erwartete Überlebenszeit < 1 Tag; Bereits ≥4 Wochen auf einer allgemeinen Station oder bereits ≥2 Wochen auf der Intensivstation behandelt; Schwangere oder stillende Frauen; Vorliegen von Kontraindikationen für die bronchoalveoläre Lavage; Teilnahme an einer anderen klinischen Studie oder vom Prüfer als ungeeignet eingestuft.

Studienplan

Dieser Abschnitt enthält Einzelheiten zum Studienplan, einschließlich des Studiendesigns und der Messung der Studieninhalte.

Wie ist die Studie aufgebaut?

Designdetails

Kohorten und Interventionen

Gruppe / Kohorte
Kohorte mit schwerer Lungenentzündung
Plant, etwa 1000 erwachsene Patienten zu rekrutieren, die die diagnostischen Kriterien für schwere Lungenentzündung erfüllen.

Was misst die Studie?

Primäre Ergebnismessungen

Ergebnis Maßnahme
Maßnahmenbeschreibung
Zeitfenster
Genauigkeit des KI-Modells für die ätiologische Diagnose einer schweren Lungenentzündung
Zeitfenster: Von der Basislinie (Tag 0) bis Tag 7 nach der Einschreibung.
Das primäre Ergebnis ist die Genauigkeit des konstruierten künstlichen Intelligenzmodells bei der Diagnose der Ätiologie schwerer Pneumonie. Genauigkeit ist definiert als der Anteil korrekter Vorhersagen des Modells an der Gesamtzahl der Proben. Sie wird mit der Formel berechnet: Genauigkeit = (Anzahl korrekter Vorhersagen) / (Gesamtzahl der Proben). Das KI-Modell wird multimodale Daten integrieren, einschließlich klinischer, bildgebender und mikrobiologischer Merkmale. Die diagnostische Leistung des Modells wird mit einem Goldstandard verglichen.
Von der Basislinie (Tag 0) bis Tag 7 nach der Einschreibung.
Identifizierung und Charakterisierung von Immun-Subtypen bei schwerer Lungenentzündung
Zeitfenster: Von Baseline (Tag 0) bis Tag 28 nach Einschluss.
Das primäre Ergebnis ist die Identifizierung verschiedener Immunsubtypen bei Patienten mit schwerer Lungenentzündung mithilfe eines künstlichen Intelligenzmodells, das multimodale Daten integriert, einschließlich klinischer Parameter, Bildgebung und Immunomik. Die Studie zielt darauf ab, die dynamische Entwicklung der Wirtsimmunantworten aufzudecken. Das Modell wird mindestens 3 potenzielle Immunsubtypen (wie Immunhyperaktivierung, Immunsuppression und gemischte Typen) mit signifikanten Unterschieden in klinischen Ergebnissen wie der Sterblichkeit identifizieren.
Von Baseline (Tag 0) bis Tag 28 nach Einschluss.

Sekundäre Ergebnismessungen

Ergebnis Maßnahme
Maßnahmenbeschreibung
Zeitfenster
Klinische und ätiologische Unterschiede zwischen ambulant erworbener Pneumonie (CAP) und nosokomialer Pneumonie (HAP)
Zeitfenster: Von Baseline (Tag 0) bis Tag 7 nach der Einschreibung
Durch die multizentrische Kohorte zielt die Studie darauf ab, die Unterschiede in klinischen Ergebnissen, Erregerspektrum und Immunreaktionsmerkmalen zwischen CAP- und HAP-Patienten systematisch zu vergleichen. Dieser Vergleich wird dazu beitragen, die unterschiedlichen klinischen Merkmale und ätiologischen Hintergründe dieser beiden Pneumonieformen zu klären.
Von Baseline (Tag 0) bis Tag 7 nach der Einschreibung
Erforschung der Auslösebedingungen für HAP und Entwicklung eines prädiktiven Modells
Zeitfenster: Von Baseline (Tag 0) bis Tag 28 nach Einschluss.
Die Studie zielt darauf ab, die Auslösebedingungen für im Krankenhaus erworbene Lungenentzündung (HAP) zu untersuchen, insbesondere die Identifizierung von Schlüsselindikatoren für nosokomiale und Sekundärinfektionen, und ein Vorhersagemodell für HAP zu etablieren. Dies beinhaltet die Analyse klinischer, mikrobiologischer und Wirtsimmunitätsdaten aus der multizentrischen Kohorte, um Risikofaktoren und Frühwarnzeichen zu identifizieren.
Von Baseline (Tag 0) bis Tag 28 nach Einschluss.
Zusammenhang zwischen Erregerspektrum-Charakteristika und der Wirts-Immunmikroumgebung bei schwerer Lungenentzündung.
Zeitfenster: Von Baseline (Tag 0) bis Tag 28 nach Einschluss.
Die Studie wird systematisch serologische Tests, mikrobiologische Kulturen, PCR- und metagenomische Sequenzierungsdaten sammeln, um das Pathogenspektrum der schweren Lungenentzündung umfassend zu charakterisieren. Durch die Integration dieser Daten mit den Immunindikatoren des Wirts (wie Lymphozyten-Subsets, Zytokine) und den klinischen Ergebnissen zielt die Studie darauf ab, zu untersuchen, wie verschiedene Krankheitserreger (z.B. Bakterien, Viren, Pilze und Mischinfektionen) spezifisch die Immunantworten des Wirts antreiben. Dieses Ergebnis soll die dynamische Assoziation zwischen "Krankheitserreger-Wirtsimmunität-klinischem Ergebnis" aufdecken und eine Grundlage für eine gezielte Therapie bieten.
Von Baseline (Tag 0) bis Tag 28 nach Einschluss.
Zusammenhang zwischen der dynamischen Entwicklung von Immunsubtypen und der Prognose
Zeitfenster: Von der Baseline (Tag 0) bis Tag 28 nach der Einschreibung.
Dieses Ergebnis untersucht den Zusammenhang zwischen der dynamischen Entwicklungstrajektorie von Immunsubtypen und der Patientenprognose. Cox-Proportional-Hazards-Modelle werden verwendet, um die unabhängige Beziehung zwischen Subtypen und Prognose zu analysieren.
Von der Baseline (Tag 0) bis Tag 28 nach der Einschreibung.
Entwicklung eines 28-Tage-Mortalitätsvorhersagemodells auf Basis multimodaler KI-Fusion.
Zeitfenster: 28 Tage nach der Einschreibung.
Die Studie zielt darauf ab, ein intelligentes prognostisches Vorhersagemodell für schwere Lungenentzündungen zu entwickeln, indem multimodale Daten integriert werden, einschließlich klinischer Basisinformationen, Bewertungssysteme (APACHE II, SOFA), Bildgebungsmerkmale (CT/X-ray), Laborindikatoren und dynamische Immun-Daten. Dies ist ein explorativer Forschungsendpunkt, um zu bestimmen, ob das KI-Modell die 28-Tage-Gesamtmortalität bei Patienten mit schwerer Lungenentzündung vorhersagen kann.
28 Tage nach der Einschreibung.

Andere Ergebnismessungen

Ergebnis Maßnahme
Maßnahmenbeschreibung
Zeitfenster
Erforschung von immunsubtypspezifischen Biomarkern und ihrer diagnostischen Wirksamkeit
Zeitfenster: Von Baseline (Tag 0) bis Tag 7 nach Einschluss.
Die Studie zielt darauf ab, spezifische Biomarker für verschiedene Immunsubtypen von schwerer Lungenentzündung, insbesondere viraler schwerer Lungenentzündung (VSP), zu erforschen und zu identifizieren und ihre diagnostische Wirksamkeit zu bewerten. Dies beinhaltet die Verwendung von SHAP und anderen Interpretierbarkeitstechniken, um Schlüsselbiomarkerkombinationen aus komplexen Multi-Omics-Merkmalen zu screenen. Die diagnostische Leistung dieser subtypspezifischen Biomarker wird validiert, mit dem Ziel einer Fläche unter der Kurve (AUC) von mehr als 0,75. Diese Erforschung ist Teil der Entwicklung eines vereinfachten klinischen Diagnose-Panels basierend auf Schlüssel-Immunmarkern und klinischen Daten.
Von Baseline (Tag 0) bis Tag 7 nach Einschluss.

Mitarbeiter und Ermittler

Hier finden Sie Personen und Organisationen, die an dieser Studie beteiligt sind.

Sponsor

Ermittler

  • Hauptermittler: Zhen-hui Zhang, PhD, Second Affiliated Hospital of Guangzhou Medical University
  • Studienstuhl: Zi-feng Yang, State Key Laboratory of Respiratory Disease

Studienaufzeichnungsdaten

Diese Daten verfolgen den Fortschritt der Übermittlung von Studienaufzeichnungen und zusammenfassenden Ergebnissen an ClinicalTrials.gov. Studienaufzeichnungen und gemeldete Ergebnisse werden von der National Library of Medicine (NLM) überprüft, um sicherzustellen, dass sie bestimmten Qualitätskontrollstandards entsprechen, bevor sie auf der öffentlichen Website veröffentlicht werden.

Haupttermine studieren

Studienbeginn (Tatsächlich)

18. September 2025

Primärer Abschluss (Geschätzt)

31. Dezember 2026

Studienabschluss (Geschätzt)

31. Dezember 2027

Studienanmeldedaten

Zuerst eingereicht

5. März 2026

Zuerst eingereicht, das die QC-Kriterien erfüllt hat

5. März 2026

Zuerst gepostet (Tatsächlich)

10. März 2026

Studienaufzeichnungsaktualisierungen

Letztes Update gepostet (Tatsächlich)

12. März 2026

Letztes eingereichtes Update, das die QC-Kriterien erfüllt

10. März 2026

Zuletzt verifiziert

1. März 2026

Mehr Informationen

Begriffe im Zusammenhang mit dieser Studie

Andere Studien-ID-Nummern

  • ICU-2025-001
  • GZNL2024B01008 (Andere Zuschuss-/Finanzierungsnummer: Guangzhou Laboratory and State Key Laboratory of Respiratory Disease)

Plan für individuelle Teilnehmerdaten (IPD)

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UNENTSCHIEDEN

Beschreibung des IPD-Plans

Eine endgültige Entscheidung bezüglich der Weitergabe von IPD wurde noch nicht getroffen. Jegliche zukünftige Datenweitergabe wird den ethischen Richtlinien, dem Schutz der Privatsphäre der Teilnehmer und den relevanten regulatorischen Anforderungen entsprechen.

Arzneimittel- und Geräteinformationen, Studienunterlagen

Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Arzneimittelprodukt

Nein

Studiert ein von der US-amerikanischen FDA reguliertes Geräteprodukt

Nein

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