膿毒血癥急性肺損傷患者死亡風險列線圖模型的構建

陳琴 周愛明 朱思夢 黃旭才

膿毒血癥是宿主對感染反應失調引起危及生命的全身炎癥反應綜合征，常發展為急性肺損傷（ALI），嚴重者進展為急性呼吸窘迫綜合征（ARDS），死亡率較高［1］，早期準確評估，盡早制定干預策略，有助于改善患者預后。研究表明，心率、平均動脈壓（MAP）、氧合指數（PaO2/FiO2）、動脈血乳酸、血糖、血肌酐、等是膿毒血癥死亡風險因素［2-3］，但上述指標缺乏系統性評價功能。肺損傷預測評分（LIPS）和SOFA評分等可預測肺損傷嚴重程度［4-5］，但敏感性和特異性不高。列線圖常用于多指標聯合診斷或預測疾病預后。本研究旨在通過分析膿毒血癥肺損傷患者預后風險因素，構建預測其短期死亡的列線圖模型，為臨床制定膿毒血癥肺損傷防治策略提供理論依據。

1 資料與方法

1.1 一般資料 本研究采用結構化查詢語言，根據膿毒血癥ICD-9診斷編碼提取出美國MIMIC-III數據庫中膿毒血癥成年患者，結合急性肺損傷診斷標準，篩選出膿毒血癥相關性肺損傷患者，提取其人口學基本信息、生命體征、急性生理評分-III（APS-III）及入院后24h內實驗室檢查指標等數據。同時回顧性收集溫州醫科大學附屬第一醫院2012年6月至2020年6月期間收住入院的膿毒血癥肺損傷患者臨床資料。入選標準：住院時間≥24h，年齡≥18歲，符合膿毒血癥肺損傷診斷標準。排除標準：數據缺失的病例、不配合治療患者。本項目經本院倫理委員會審核批準通過。

1.2 方法 （1）數據分組與模型構建：MIMIC-III數據庫中符合納入標準的415例膿毒血癥相關性肺損傷患者為建模組，本院353例膿毒血癥相關性肺損傷患者為驗證組。利用建模組數據構建預測膿毒血癥相關性肺損傷死亡風險列線圖，通過驗證組檢驗模型的性能。（2）模型驗證：分別通過建模組進行內部驗證，驗證組進行外部驗證，采用受試者工作特征曲線和校準圖對模型的區分度和校準度進行評價。

1.3 統計學方法 采用SPSS20.0統計軟件。正態分布計量資料以（±s）表示，采用t檢驗比較；非正態分布資料以M（Q1，Q3）表示，采用Mann-Whitney檢驗。分類資料以頻數表示，采用卡方檢驗。通過單因素、多因素Logistic回歸分析篩選膿毒血癥肺損傷患者死亡危險因素，將單因素Logistic回歸分析中有差異（P＜0.05）的變量納入多因素Logistic回歸分析。最終根據多因素Logistic回歸分析結果，并結合臨床實際確定風險變量，構建膿毒血癥肺損傷患者死亡風險列線圖，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 一般資料比較 建模組膿毒血癥肺損傷患者415例，男235例（56.6%），中位年齡64歲，30 d病死率40.7%；驗證組膿毒血癥肺損傷患者296例，男219例（62.0%），中位年齡64歲，30d病死率35.3%。兩組患者年齡、性別、血壓、心率、指尖飽和度、肝腎功能、血糖、血乳酸等實驗室檢查指標、SOFO評分、APSIII評分、住院時間、30d病死率等方面差異無統計學意義（P＞0.05）。

2.2 膿毒血癥肺損傷患者死亡危險因素Logistic回歸分析 單因素Logistic回歸分析示收縮壓、呼吸頻率、指尖氧飽和度、血漿白蛋白、總膽紅素、血尿素氮、血乳酸、活化部分凝血活酶時間（APTT）、凝血酶原時間（PT）及24h尿量均為膿毒血癥肺損傷患者30d內死亡獨立預測因素（P＜0.05）。多因素Logistic回歸分析示收縮壓、總膽紅素、血尿素氮、血乳酸為膿毒血癥肺損傷患者30d內死亡獨立預測因素（P＜0.05）。

2.3 死亡風險列線圖預測模型構建 根據多因素Logistic回歸分析結果，將收縮壓、指尖氧飽和度、總膽紅素、血尿素氮、血乳酸納入預測死亡風險的列線圖構建，同時結合臨床實際情況將年齡、指尖氧飽和度和24h尿量納入預測模型，列線圖評分和風險見圖1，總分越高代表患者30d內死亡風險越高。

2.4 列線圖預測效能評價 該列線圖的C-指數為0.790，95% CI=0.746～0.833（見 圖2A），采 用Bootstrap法繪制內部校準圖，示校準曲線接近標準曲線，表明列線圖模型區分度及預測能力較好（見圖2B）。外部驗證組列線圖的C-指數為0.756，95% CI=0.705～0.807（見圖3A），外部校準圖顯示校準曲線接近標準曲線（見圖3B），表明該列線圖在外部數據中同樣具有預測價值。

圖2 列線圖區分度和校準度

圖3 列線圖的外部驗證區分度和校準度

3 討論

本研究通過單因素、多因素Logistic回歸篩選出7項構建膿毒血癥肺損傷患者死亡風險列線圖的變量，其中單因素分析表明年齡＞75歲為預測其死亡風險因素，高齡被認為眾多疾病死亡的主要危險因素［6］，將其列為膿毒血癥肺損傷患者死亡風險列線圖獨立變量。生命體征是評估患者器官功能衰竭的重要指標［7］，最低收縮壓及血氧飽和度等生命體征均是肺功能衰竭致死風險因素，其中最低收縮壓尤為重要，本資料顯示，其所占列線圖預測權重最大。尿量是反映患者腎臟有效灌注的重要指標，受收縮壓影響。膽紅素被認為是評估黃疸與肝功能的重要指標［8］。本資料結果表明，隨著膿毒血癥肺損傷患者膽紅素的增高，其死亡風險評分逐漸增加，提示其在死亡風險評估中具有重要意義。

目前尚無關于膿毒血癥肺損傷患者預后的相關列線圖研究報道，而既往膿毒血癥相關病情評估研究常采用單一或較難普及的指標［9-10］，臨床應用難以推廣。本研究建立死亡風險列線圖所納入的指標均為患者生命體征及常見實驗室血清標志物，在不同級別醫療機構均可普及推廣。通過建立膿毒血癥肺損傷患者死亡風險列線圖，利用易操作的數字界面實現計算死亡危險評分，可以快速預測患者30d內死亡事件發生的概率。該模型C指數＞0.7，提示其具有良好的區分度及較準確的預測能力［11］。校準圖示校準曲線貼近標準曲線，表明模型的預測能力較穩定，具有較好的校準度，同時經本院數據驗證，仍具有良好的預測價值。本列線圖預測模型的成功構建，有助于臨床醫生準確評估膿毒血癥肺損傷患者預后，盡早制定救治決策，提高其生存率。