個體化預測老年急性心肌梗死患者PCI術后肺部感染風險列線圖模型的建立與驗證

陶 娜，高 偉，秦國民

(阜陽市第二人民醫院心內科，安徽 阜陽 236000)

急性心肌梗死(acute myocardial infarction，AMI)是由冠狀動脈病變引起的突發心肌持續缺血缺氧性壞死，多發于老年人，是威脅人類健康的常見疾病。我國AMI病死率呈持續上升趨勢，2002—2015年農村和城區AMI病死率分別從12.00/10萬人、16.46/10萬人升至70.09/10萬人、56.38/10萬人[1]。經皮冠狀動脈介入治療(percutaneous coronary intervention，PCI)是AMI的重要治療手段，能有效重建心肌血流，拯救缺血心肌，降低死亡風險[2]。目前PCI應用于AMI的治療率>50%，但作為一項有創術式，術后仍易引起各種并發癥[3]，肺部感染是PCI術后常見的并發癥[4-5]，尤其對于機體各項功能減退的老年患者，術后肺部感染不僅會加重病情，還會延長住院時間，嚴重者可導致死亡。目前對于如何早期預測老年AMI患者PCI術后肺部感染的報道較少。列線圖是一種以帶有刻度線段為主體，在回歸模型基礎上構建的平面化模型，國內外研究[6-7]證實可適用于臨床事件的預測。基于此，研究通過分析老年AMI患者PCI術后肺部感染的影響因素構建相關列線圖模型，旨在為降低醫院感染率，改善AMI預后提供參考。

1 對象與方法

1.1 研究對象 2018年7月—2021年6月于本院行PCI術的老年AMI患者，此研究經本院倫理委員會審批通過。

1.2 納入與排除標準 納入標準：①年齡≥60歲，符合《急性心肌梗死診斷和治療指南》中的診斷標準[8]；②發病時間≤12 h；③符合《中國經皮冠狀動脈介入治療指南(2016)》[9]中的手術指征，成功完成PCI并恢復血液灌注；④患者及其家屬簽署知情同意書。排除標準：①因侵入性診療或外周栓子脫落引起的急性心梗；②再次行血運重建治療者；③合并創傷、感染、造血系統疾病、免疫系統疾病、惡性腫瘤者；④有先天性心臟病、心肌病、腦血管病、周圍血管病者；⑤合并嚴重心肝腎功能不全者；⑥近3個月使用過抗菌藥物、免疫抑制劑者；⑦妊娠期或哺乳期婦女。

1.3 研究方法 急診手術給予阿司匹林(300 mg)或氯吡格雷(300～600 mg)，經橈動脈或股動脈行冠狀動脈造影，根據造影結果使用指引導管導絲、支架等完成PCI。術后嚴密監測患者生命體征，初步評估是否發生感染，對可疑感染者參照《中國成人醫院獲得性肺炎與呼吸機相關性肺炎診斷和治療指南(2018年版)》[10]判斷是否屬于肺部感染，并對確診者進行病原學檢查。

1.4 資料收集 調查AMI患者的臨床資料，包括性別、年齡、身體質量指數(BMI)、吸煙、糖尿病、高血壓、慢性阻塞性肺疾病、Killip分級、梗死類型、梗死部位、支架植入數、氣管插管、機械通氣、留置導尿管、使用H2-受體阻滯劑和使用抗菌藥物情況。

1.5 統計學分析 應用SPSS 22.0軟件進行數據分析，計數資料采用χ2檢驗，采用logistic回歸分析影響因素，以P≤0.05為差異有統計學意義。采用R(R3.5.3)軟件包和rms程序包制作列線圖，采用Bootstrap法作內部驗證(將原始數據重復抽樣1 000次后完成)，采用一致性指數(C-index)、H-L擬合優度檢驗、受試者工作特征曲線(receive operating characteristic curve，ROC曲線)和決策曲線評估模型的預測效能。

2 結果

2.1 一般情況 2018年7月—2021年6月本院收治300例老年AMI患者，282例接受PCI治療，按納入及排除標準最終納入215例，老年AMI患者PCI術后肺部感染研究人群篩選流程見圖1。39例發生肺部感染，感染發病率為18.14%；共培養病原菌43株，其中革蘭陽性菌10株，革蘭陰性菌29株，真菌4株。見表1。

圖1 老年AMI患者PCI術后肺部感染研究人群篩選流程圖

表1 老年AMI患者PCI術后肺部感染病原菌構成情況

2.2 PCI術后肺部感染單因素分析 215例老年AMI 接受PCI的患者，按術后是否發生肺部感染分為感染組和非感染組，兩組患者性別、身體質量指數、高血壓、慢性阻塞性肺疾病、梗死類型、梗死部位、支架植入數、留置導尿管、使用H2-受體阻滯劑和使用抗菌藥物情況比較，差異均無統計學意義(均P>0.05)；兩組患者年齡、吸煙、糖尿病、Killip分級、氣管插管和機械通氣情況比較，差異均有統計學意義(均P<0.05)。見表2。

表2 老年AMI患者PCI術后肺部感染的單因素分析[例(%)]

2.3 PCI術后肺部感染預測因素篩選 LASSO回歸結果顯示，年齡、吸煙、糖尿病、Killip分級、氣管插管和機械通氣是系數不為零的重要預測因素。見圖2。

注：A為二項式偏差曲線與Log(λ)的關系曲線，虛線垂直線顯示為最佳λ值；B為16個特征因素的LASSO系數分布，最佳λ產生了6個具有非零系數的特征。

2.4 PCI術后肺部感染的多因素logistic回歸分析 以肺部感染發生情況為因變量(發生=1，未發生=0)，以LASSO回歸分析篩選出的預測因子(年齡：≥70歲=1，<70歲=0；吸煙：是=1，否=0；糖尿病：是=1，否=0；Killip分級：Ⅲ～Ⅳ級=1，Ⅰ～Ⅱ級=0；氣管插管：是=1，否=0；機械通氣：是=1，否=0)為自變量，進行多因素logistic回歸分析，結果顯示：年齡≥70歲、吸煙、糖尿病、Killip分級Ⅲ～Ⅳ級、氣管插管和機械通氣是老年AMI患者PCI術后肺部感染的獨立危險因素(均P<0.05)。見表3。

表3 老年AMI患者PCI術后肺部感染的多因素logistic回歸分析

2.5 建立預測PCI術后肺部感染列線圖風險模型 基于篩選出的危險因素構建預測老年AMI患者PCI術后肺部感染風險的列線圖模型，見圖3。使用方法：年齡、吸煙、糖尿病、Killip分級、氣管插管和機械通氣6個變量軸上相應點對應不同的分值，各項評分相加，獲得總分，不同總分對應PCI術后發生肺部感染的不同風險。

圖3 預測老年AMI患者PCI術后肺部感染的列線圖

2.6 列線圖模型的評價 模型驗證結果顯示，C-index為0.823；H-L偏差度檢驗結果χ2為4.122，P=0.537，表明預測準確性良好，見圖4；ROC曲線下面積(AUC)為0.840(95%CI：0.805～0.875)，表明區分度良好，見圖5；在1%～96%范圍內，模型預測凈獲益值較高，表明該模型臨床預測效能良好，見圖6。

圖4 列線圖的校正曲線驗證圖

圖5 列線圖的ROC曲線驗證圖

圖6 列線圖模型的決策曲線圖

3 討論

本研究結果顯示，老年AMI患者PCI術后肺部感染率為18.14%，與Lin等[11]報道一致，但高于張軍等[12]報道PCI患者總體醫院感染率(5.23%)，可能與本研究受試者均為免疫功能減退的老年患者，也可能與樣本量、研究方法、界定標準等不同有關。略低于文獻[13]報道的老年AMI患者住院治療期間肺部感染發生率(23.81%)，可能是由于PCI能迅速重建血運，恢復AMI患者各項機能，進而降低醫院獲得性肺炎的發生率。39例PCI術后肺部感染老年AMI患者，共培養病原菌43株，其中67.44%為革蘭陰性菌，提示臨床應及早進行微生物培養和藥敏試驗，并根據試驗結果選用抗菌藥物，對于急重癥感染，可經驗性使用廣譜抗菌藥物治療。

本研究篩選出年齡≥70歲、吸煙、糖尿病、Killip分級Ⅲ～Ⅳ級、氣管插管和機械通氣是AMI老年患者PCI術后發生肺部感染的危險因素。年齡較大與感染率增高密切相關[14]，可能是因為高齡患者各臟器功能和全身供氧能力逐漸衰退，免疫力低下，更易受到病原菌侵襲。屈永生等[15]報道，吸煙史是AMI患者發生肺部感染的獨立危險因素。分析原因，可能是由于長期吸煙會損傷肺上皮細胞和黏液纖毛系統，可造成呼吸道清除功能下降，黏液增加，從而引起氣道炎性反應，長期的痰液淤積、氣道不暢，會增加醫院獲得性肺炎的風險。國內外研究[16-17]均指出糖尿病與術后肺部感染顯著相關。糖尿病患者體內代謝紊亂，使患者處于營養不足狀態，導致體液免疫和細胞免疫能力下降。此外，高血糖不僅為病原菌提供了有利的生長環境，而且會抑制白細胞的生長，致其殺菌能力下降，造成細菌侵襲的風險增加。而合并有血管和神經病變時，會造成臟器對組織的氧供和血供減少，在接受有創手術后極易發生致病菌體內定植。Killip分級Ⅲ～Ⅳ級表明存在嚴重心力衰竭或心源性休克，可導致患者全身各組織灌注不足，多臟器缺血缺氧，支氣管黏膜和肺部毛細血管受損，使機體對病原菌侵襲的防御能力下降，更易誘發肺部感染。此外，心功能較差的患者臥床時間相對更長，導致呼吸道分泌物不易排除，更易造成細菌在呼吸系統定植[13]。李勤等[18]指出，氣管插管可能會增加AMI患者住院治療期間醫院感染風險。究其原因，可能是氣管插管和機械通氣作為侵入性操作，會造成人體自然防御屏障受損，導致機體抵抗能力下降，從而為病原菌的入侵提供有利條件，提示在進行侵入性操作時，應嚴格遵循消毒制度和執行無菌操作規程，以降低肺部感染風險。

Russotto等[19]通過GLMM法構建預測術后肺部感染的變量回歸模型，而本文先采用LASSO初篩預測因子，再進入多因素回歸模型進行逐步回歸分析，以此篩選出的變量更為嚴謹。同時，本次構建的列線圖模型具有可視化的特點，直觀、簡潔，使用時無需傳統數學模型的復雜運算，方便快捷，臨床實用性更強。孫鈴等[20]研究采用ROC曲線進行模型驗證，本文為避免模型的過度擬合，采用計算C-index，繪制校正曲線、ROC 曲線和決策曲線多種驗證方式，更具有可信度。驗證結果顯示C-index為0.823，H-L偏差度檢驗結果差異無統計學意義(P=0.537)，AUC為0.840(95%CI：0.805～0.875)，在1%～96%范圍內，模型預測凈獲益值較高，表明模型具有良好的預測效能，具備個體化預測老年AMI患者PCI術后發生肺部感染風險的能力。

綜上所述，針對年齡≥70歲、吸煙、糖尿病、Killip分級Ⅲ～Ⅳ級、氣管插管和機械通氣的AMI患者，應特別重視PCI術后肺部感染的發生。研究構建的列線圖模型能夠有效預測老年AMI患者PCI術后發生肺部感染的風險，有利于臨床篩查高風險患者。本研究的不足在于：單中心樣本量較少，缺少多中心樣本對模型作進一步的外部驗證，且臨床資料收集時存在一定的選擇性偏倚，后續研究需要擴大樣本量，納入更廣泛的資料對模型作進一步完善。

利益沖突：所有作者均聲明不存在利益沖突。