急性生理學評分對老年膿毒癥患者院內死亡風險的預測價值

韓天勇 程 濤 何亞榮 劉伯夫 谷志寒 廖 葉 曹 鈺

膿毒癥(spesis)是機體對感染的反應失調而導致危及生命的多臟器功能障礙，是危重癥患者死亡的重要原因之一[1～3]。而超過60%的膿毒癥發生在老年人中，同時老年患者由于機體衰老退化，免疫功能受損，又常合并多種慢性疾病，其復雜的生理病理狀態導致老年膿毒癥患者的死亡風險遠高于年輕患者[4,5]。因此對于老年膿毒癥患者的死亡風險進行早期預警具有重要意義。目前，已有多種評分系統可對膿毒癥患者嚴重程度和預后進行預測，常用的主要有以下4種：急性生理學評分(acute physiological score，APS)Ⅲ、簡化急性生理學評分Ⅱ(simplified acute physiology scoreⅡ，SAPSⅡ)、全身炎癥反應綜合征評分(systemic inflammatory response syndrome score，SIRS)和Logistic器官功能障礙系統評分(Logisticorgan dysfunction score，LODS)[6～10]。但這4種評分系統預測重癥監護室(ICU)老年膿毒癥患者死亡風險的準確性如何尚不得而知。本研究旨在探討上述4種評分系統與ICU老年膿毒癥患者院內死亡直接的關系，以確定何種評分系統能較好地應用于臨床。

對象與方法

1.研究方案: 本研究基于貝斯以色列迪康醫學中心重癥監護室數據庫(MIMIC-Ⅳ)中2008～2019年符合膿毒癥3.0診斷標準的老年膿毒癥患者臨床大數據進行回顧性隊列研究，探討評價APSⅢ、SAPSⅡ、LODS及SIRS 4種評分系統對ICU老年膿毒癥患者院內死亡風險預測效能[2]。

2.研究對象: 納入標準：①年齡≥65歲；②符合膿毒癥3.0診斷標準，即可疑感染且SOFA≥2分。排除標準：①非首次住院病例(指在數據庫及電子病歷系統中有多次住院記錄且非第1次住院記錄)；②ICU住院時間<24h；③關鍵臨床資料指標缺失病例。

3.人口學特征：年齡、性別、體重、總住院時長、ICU住院時長。入ICU 24h內的檢測指標：呼吸頻率、心率、平均動脈壓、實驗室檢驗結果、APSⅢ、SAPSⅡ、LODS及SIRS評分，若同一變量在入院當天24h內有多個取值記錄，則取其最差值。終點指標：院內死亡作為研究結局終點指標。MIMIC-Ⅳ數據庫中研究對象臨床資料的提取使用Google Cloud BigQuery和PostgreSQL(v12.0)中的SQL語言(Structure query language)完成。用于提取數據的SQL腳本均從 GitHub 網站(https:∥github.com/MIT-LCP/mimic-iv)中獲取。本研究對MIMIC-Ⅳ數據庫的訪問及數據的獲取均得到貝斯以色列迪康醫療中心和麻省理工學院附屬機構審查委員會批準(No.9967206)。MIMIC-Ⅳ數據庫中患者均為匿名，以MIMIC-Ⅳ數據庫進行相關研究無需獲得知情同意。

結 果

1.患者基線資料比較: 本研究最終納入MIMIC-Ⅳ數據庫中15917例年齡≥65歲老年膿毒癥患者，其中男性8670例(54.5%)，中位年齡為77(70，84)歲；院內死亡患者3149例(19.8%)。死亡組患者年齡、心率、呼吸頻率、ICU住院時長、白細胞計數、尿素氮、肌酐、APSⅢ、SAPSⅡ、LODS及SIRS評分均明顯高于存活組患者，差異均有統計學意義(P<0.05)，死亡組患者體重、總住院時長、血紅蛋白、血小板計數均明顯低于存活組患者，差異均有統計學意義(P<0.05)，兩組患者性別比較，差異無統計學意義(P>0.05)，詳見表1。

表1 不同預后患者基線資料比較[n(%), M(Q1,Q3)]

2.4種不同評分系統對ICU老年膿毒癥患者死亡風險的預警效能：APSⅢ、SAPSⅡ、LODS、SIRS預測ICU老年膿毒癥患者院內死亡風險ROC曲線下面積(AUC)分別為0.779(0.770～0.788)、0.713(0.703～0.723)、0.763(0.753～0.772)、0.587(0.576～0.598)，詳見表2。將4種評分系統預測ICU老年膿毒癥患者院內死亡的AUC值進行差異性分析(z檢驗)，結果顯示，APSⅢ評分系統預測ICU老年膿毒癥患者院內死亡AUC值最大，明顯高于SAPSⅡ、LODS及SIRS評分(P<0.05)；SIRS評分系統對于ICU老年膿毒癥患者院內死亡具有一定預測價值，但其AUC值較小，相對于另外3種評分預測效能有限(P<0.05)。

表2 4種評分系統對ICU老年膿毒癥患者院內死亡風險的預警效能

3.4種評分系統對ICU老年膿毒癥患者院內死亡風險DCA曲線的比較：將4種評分系統作為臨床決策輔助工具，進行DCA分析。以凈獲益率為縱坐標，高風險閾值為橫坐標，繪制DCA曲線(圖1)，其中高風險閾值設為(0，1)。決策分析曲線結果顯示，凈效益范圍由高到低依次為APSⅢ、LODS、SAPSⅡ、SIRS，即APSⅢ 在4種評分系統中最優(圖1)。

圖1 4種評分系統預測ICU老年膿毒癥患者院內死亡風險DCA分析all.代表所有患者給予緊急干預，患者的凈受益；none.所有患者均不給予緊急干預，此時凈受益為0

討 論

2016年“拯救膿毒癥運動”(surviving sepsis campaign，SSC)提出了膿毒癥3.0診斷標準即機體對感染的反應失調而引起危及生命的器官功能障礙[2]。膿毒癥進一步惡化會導致膿毒性休克，病死率極高，有報道顯示接近40%[11]。因此早期識別感染較為嚴重、存在較高死亡風險膿毒癥患者，分配適當的醫療資源，并積極采取有效合理干預，探尋相應的預防措施，可有效降低病死率[12]。老年患者由于機體機能下降，免疫功能容易受損，自我調節能力較差，合并基礎疾病較多，發生感染時容易導致膿毒癥的發生，同時老年患者往往表現出非典型、非特異性癥狀，導致診治延誤，病死率更高，因此早期對老年膿毒癥患者的病情評估更為重要[13]。迄今為止，已有多種評分系統用于評估預測膿毒癥患者的疾病嚴重程度及預后，但針對各種評分系統對ICU老年膿毒癥患者院內死亡風險預測效能的研究較少，凈效益仍然不確定。因此，本研究遵循膿毒癥3.0診斷標準，基于最新的MIMIC-Ⅲ數據庫的更新版本——MIMIC-Ⅳ數據庫進行大樣本回顧性隊列研究，探討比較APSⅢ、SAPSⅡ、LODS和SIRS評分對ICU老年膿毒癥患者院內死亡風險預測效能，為后期臨床應用提供一定的依據[14]。

通過ROC曲線和AUC值比較，本研究發現,APSⅢ、SAPSⅡ以及LODS評分系統對于預測ICU老年膿毒癥患者院內死亡風險具有良好的性能，而SIRS評分預測效能有限。可能原因是由于SIRS評分是一種簡易評分工具，其評分標準包括體溫、心率、呼吸和白細胞計數4項，評估參數少，且均為臨床診斷感染最基本指標[6,15]。同時，SIRS評分系統指標未能體現器官功能障礙，以至其不足以識別發展為器官功能障礙具有高死亡風險的患者[16]。同時本研究發現，SIRS評分特異性明顯低于其他評分。SIRS綜合征不僅是由感染引起的，如創傷、嚴重急性胰腺炎和休克都可導致SIRS，這可能是SIRS標準缺乏特異性的根本原因。由此可見，SIRS評分難以準確預測ICU老年膿毒癥患者院內死亡風險，需結合其他指標聯合檢測以提高預測效能。

SAPSⅡ評分最初由Jean-Roger等于1993年提出，在既往回顧性研究中SAPSⅡ被證明可以有效地評估危重癥患者的預后[17～19]。鄒琳琳等[20]基于MIMIC-Ⅲ公共數據庫評價不同重癥評分系統對呼吸重癥監護患者ICU死亡風險的預測價值時發現，當預測呼吸重癥監護患者ICU死亡風險時，SAPSⅡ評分的AUC略高于LODS評分、APSⅢ評分、OASIS評分、SOFA評分以及SIRS 評分，具有較好的預測價值。LODS評分于1996年提出，每個變量都是經過Logistic回歸篩選與計算權重，主要用于評價器官功能狀態[21]。Wang等[22]通過多中心回顧性研究發現，LODS在預測ICU嚴重膿毒癥患者住院病死率方面具有良好表現。但既往相關研究中研究人群并非ICU老年膿毒癥患者,關于預測ICU老年膿毒癥患者死亡風險相關研究甚少。筆者基于MIMIC-Ⅳ數據庫大規模臨床數據的研究結果顯示，SAPSⅡ和LODS在預測ICU老年膿毒癥患者的院內死亡風險方面較APSⅢ評分并無優先權，APSⅢ評分預測ICU老年膿毒癥患者院內死亡風險的AUC值高于SAPSⅡ和LODS評分，且其敏感度和特異性分別為71.32%和67.54%，不低于其他評分系統。由于ICU老年膿毒癥患者往往病情復雜，合并全身多系統功能損傷，對預后影響較大，而APSⅢ評分作為APACHEⅡ評分系統的一部分，評價系統涉及患者主要體征、生理指標等多項相關危險因素，可以反映機體的綜合情況，從而提高評分系統的預測能力。雖然臨床醫生可能更傾向于使用相對簡易評分，但APSⅢ評分中所包含的這些項目在ICU中很容易獲取，所以APSⅢ的復雜性可能不會影響其臨床應用。

即使各種評分系統在臨床應用過程中具有較高的準確性，但患者并非能一定從中獲益。通過R語言繪制的決策曲線是一種廣泛使用的方法來衡量一個特定模型的臨床效用，可以比較直觀地評估幾種評分系統的臨床獲益優劣。因此，本研究引入決策曲線分析這一評價方法對上訴4種評分系統進行臨床實用性評估。本研究決策分析曲線結果分析顯示，與AUC值由高到低排序相同，凈效益范圍由高到低同樣依次為APSⅢ、LODS、SAPSⅡ、SIRS。APSⅢ評分作為臨床決策輔助工具，在預測ICU老年膿毒癥患者院內死亡風險方面，凈獲益均高于其余3種評分系統，即APSⅢ在4種評分系統中最優，再次證實了APSⅢ評分系統的優越性。因此，從總體水平上分析，APSⅢ評分系統使用價值較優。

但是，以上評分仍存在對ICU老年膿毒癥患者院內死亡風險預測價值偏低問題。國內外多項研究發現聯合多項評分系統，有助于臨床更加快速準確地評估患者的不良預后，后期可以嘗試聯合使用多項評分系統提高其預測能力。同時，隨著信息技術的不斷發展，以機器學習為手段的智慧醫療或將成為快速準確預測方法之一，期待后續更多相關研究[23]。

同時，本研究存在一定的局限性。首先，本研究為回顧性研究，不能完全除外未被考慮的潛在的混雜因素的影響；其次，本研究未能區分不同感染部位的老年膿毒癥患者，不同的評分系統對預后的預測可能存在偏差；最后，本研究未能分析各項評分系統的動態變化，而其動態變化可能對老年膿毒癥患者的預后預測價值更高。

綜上所述，預警ICU老年膿毒癥患者院內死亡時，APSⅢ評分均優于SAPSⅡ、LODS、及SIRS評分，建議優先選用APSⅢ評分。此外，由于ICU老年膿毒癥患者病情多較為危重，進展迅速，制定準確并且客觀預測評分系統是非常重要的，期待后續開展更多相關研究，開發出更為便捷、準確的評分系統。