基于傾向評分法探討真實世界注射用燈盞花素治療冠心病的臨床實效研究

邵淑玲 謝雁鳴 黎元元 楊曉晨

1.中國中醫科學院中醫臨床基礎醫學研究所 北京 100700 2.金華市中醫醫院3.中國人民大學統計學院

冠狀動脈粥樣硬化性心臟病（簡稱冠心病），是動脈粥樣硬化導致器官病變的最常見類型，是由于冠狀動脈粥樣硬化引起的管腔狹窄或閉塞，導致心肌缺血、缺氧或壞死[1]。心血管疾病主要危險因素在我國存在地域差異[2]，對心血管疾病的防治消耗了巨大的社會資源[3-4]。中醫藥以辨證論治為特點，防治冠心病具有獨特療效和良好前景，并可有效改善患者的生活質量，目前中醫藥治療冠心病在中醫界已經形成了共識[5]。注射用燈盞花素是燈盞花的提取物，具有祛風除濕、活血化瘀、通經活絡等功效，現已廣泛用于冠心病的治療[6]。

為了進一步探討注射用燈盞花素在真實世界中治療冠心病的有效性，筆者基于醫院信息系統（hospital information system，HIS）真實世界數據，采用廣義增強模型（generalized boosted models，GBM）傾向評分加權法及經典的Logistic回歸分析，探討真實世界中注射用燈盞花素使用與否對冠心病患者的療效差異。

1 材料和方法

1.1 數據來源 所有數據均源自中國中醫科學院中醫臨床基礎醫學研究所組建的大型HIS系統數據庫，納入了全國37家三級甲等醫院HIS收錄的住院病例。自2002年1月至2015年12月，采用身份證（identity，ID）號核對去重后，最終共48 710例使用注射用燈盞花素的患者納入分析。本研究經中國中醫科學院中醫臨床基礎醫學研究所倫理委員會審批（批件號：2011-No.11）。

1.2 數據提取過程與數據標準化

1.2.1 納入標準 燈盞花素組納入主要診斷為冠心病，且使用過注射用燈盞花素的患者；對照組納入主要診斷為冠心病，且未使用過注射用燈盞花素的患者。兩組依據年齡正負3歲、性別、入院相似病情的條件進行1:1匹配，最終燈盞花素組納入3 837例，對照組納入3 837例。

1.2.2 數據規范化和重新編碼 參照《診斷學》第9版規范所有患者的西醫診斷信息，參照新世紀《中醫診斷學》第4版規范中醫診斷信息。原始數據中，患者治療結局分為治愈、好轉、其他、無效、死亡，本研究將治愈、好轉重新編碼為有效，其他、無效、死亡編碼為無效，以重新編碼后的治療結局作為兩組間比較的結局變量。

1.3 數據質量控制 對真實世界HIS數據質量的管理體系和標準操作程序（standard operating procedure，SOP）進行完善，包括數據的提取、數據安全性的處理、數據的清洗、數據導入及結構化、數據的傳輸等一系列措施，以減少或控制使用真實世界數據的潛在偏倚。

1.4 混雜變量的界定 從常識以及專業角度上判斷，根據提取的HIS數據的實際情況，兩組間一些人口學變量（如年齡、性別），以及入院病情、治療費用、用藥、合并癥等情況存在差異，而這些變量可能影響療效。通過簡單χ2檢驗得到的結果可能并不能真正反映兩組間療效的差異，可能因為兩組中某些混雜變量分布的差異而被夸大或縮小，因此需要控制混雜變量的影響，得到真實的效應估計。

1.5 統計學分析 采用SAS 9.2和R 2.15統計軟件進行統計學分析。

1.5.1 χ2檢驗 基于藥物和療效關系的計數資料，首先進行χ2檢驗或Fisher精確檢驗，再分別依據入院病情、治療費用、用藥、合并癥情況分層，進行分層χ2檢驗。

1.5.2 平衡混雜變量 為了避免混雜變量的影響，應用GBM傾向評分加權法分析數據，平衡兩組間的27個協變量，消除協變量可能造成的偏倚。

1.5.3 建立Logistic回歸模型 針對27個混雜變量進行處理，包括一般信息（如年齡、性別），以及入院病情、治療費用、用藥、合并癥等。為了更真實地評估處理效應，分別采用單變量Logistic回歸、不帶協變量的傾向評分加權Logistic回歸、帶協變量的傾向評分加權Logistic回歸進行分析。

2 結果

2.1 燈盞花素組與對照組治療結果比較 χ2檢驗提示，兩組的治療結果差異有統計學意義（P＜0.001）。見表1。但由于χ2檢驗未平衡混雜變量的影響，因此尚不能認為燈盞花素組的治療效果優于對照組。

表1 燈盞花素組與對照組治療結果比較

2.2 混雜變量的控制 假定總體人群中每個個體都有兩個潛在的結局值：一個是個體被分配或接受處理條件時的結局值y1，一個是個體被分配或接受對照條件時的結局值y0。對每個個體而言，這兩個值僅有一個被觀察到，另一個虛擬結局是不可能被觀察到的。總體人群的處理效應定義為[E(y1)-E(y0)]。通常研究者感興趣的效應是關于接受了某個特殊過程或特殊類型處理對象的處理效應，即所謂的處理組平均處理效應，記為ATT1。設定z為處理分配指標，如果個體接受處理，則z=1，否則z=0。E(y1|z=1)就是處理組個體接受處理條件后的平均結局值，E(y0|z=1)就是處理組個體接受對照條件后的平均結局值。處理組平均處理效應計算公式為：ATT1=E(y1|z=1)-E(y0|z=1)。本研究中ATT1就是燈盞花素組患者若未使用注射用燈盞花素，療效結果的改變量，如果ATT1大于0，說明注射用燈盞花素可能會使患者療效得到改善。然而兩組均存在較多可能的混雜變量，分別對合并癥、合并用藥、入院病情、治療費用、職業等可能混雜變量進行分層，進一步分層χ2檢驗提示，燈盞花素組與對照組中的可能混雜變量差異存在統計學意義（P＜0.05），直接估計ATT1有較大偏倚。其中頸椎病P=0.018、磷酸肌酸鈉P=0.005、纈沙坦P=0.022、病危天數P=0.002，其他23個混雜因素P＜0.001。對混雜變量對處理分配的影響程度進行分析，提示不同混雜變量對處理分配影響程度的不同，相對影響程度值越高，就表明混雜變量對處理分配的影響越大，影響程度大于0.01的12個協變量見表2。因此，需要通過GBM傾向性評分來平衡兩組間的混雜變量，得到更真實的研究結果。

通過GBM傾向評分加權法對展示的大部分混雜變量進行組間平衡。見表3～5。可以看到在傾向評分加權前，所有變量差異均有統計學意義，K-S檢驗P＜0.05；傾向評分加權后，部分變量差異沒有統計學意義，K-S檢驗P＞0.05，可以認為經過加權后，部分混雜變量被平衡了。見表6。圖1更直觀地展示了加權前后燈盞花素組和對照組的協變量P值均勻分布值與分布狀態比較的情況，實心點代表了加權前，空心點代表了加權后，可見加權前所有變量的P接近于0，加權后部分變量的P值由接近于0變為P＞0.05，說明傾向評分加權能夠一定程度上平衡兩組間協變量的分布差異。對于大部分協變量，加權后效應量（effect size）都呈大幅度降低（藍色線條所示），部分協變量效應量輕微上升（紅色線條所示）。見圖2。因此，可以認為兩組混雜變量的分布差異很好地被傾向評分平衡了。

表4 兩組患者合并用藥分布情況（例）

表5 兩組患者住院天數、職業、費用類別、病危天數的分布情況 （例）

圖1 傾向評分加權前后兩組K-S檢驗協變量平衡情況

圖2 傾向評分加權前后協變量兩組間效應量的變化

表6 傾向評分加權前后協變量平衡情況

為了進一步評價燈盞花素組和對照組患者之間的療效差異，進一步進行三種Logistic回歸分析。單變量的Logistic回歸表明兩組治療結果差異有統計學意義（r=-1.1766，P＜0.001）；使用傾向評分對各組進行加權處理后，再次進行單變量Logistic回歸，仍然表明兩組治療結果差異有統計學意義（r=-0.8398，P＜0.001）。為了獲得更穩健的處理效應估計，將對分組隨機分配影響程度不同的各協變量納入到模型當中，進行傾向評分加權后，再次進行Logistic回歸分析，仍然表明兩組治療結果差異有統計學意義（r=-1.0833，P＜0.001）。見表7。說明以上三種方法的準確性依次遞增。由此可以認為，燈盞花素組的治療效果優于對照組。以上以上分析方法的實現，利用R統計軟件中的Twang包，兩組間協變量平衡程度與迭代次數間的關系見圖3。設定最大迭代次數為1 500，通過Twang包中的summary函數，可知在第1 097次迭代的時候，兩組協變量的平衡達到最優。

圖3 協變量平衡情況與迭代次數關系圖

表7 三種Logistic回歸分析評價燈盞花素組對冠心病療效

3 討論

冠心病屬于中醫“胸痹心痛”等范疇，醫圣張機在《傷寒雜病論》中提出本病的病機為“陽微陰弦”，既是對本病脈證的描述，也是對本病病機的概括，即本病以陽氣不足為本，痰、濕、濁、瘀、氣滯、寒凝等為標，屬于本虛標實之證，主以辛溫行氣、補氣活血、祛瘀化痰等治療[7]。歷代醫家也多在此基礎上從不同角度進行治療，如程志清善以疏肝氣通胸陽的方法治療[8]，韓旭善于從胃論治[9]。現代醫學認為，本病是冠狀動脈受損如內皮損傷、脂質異常沉積、血小板黏附聚集等一系列病變引起血栓形成，導致冠脈狹窄甚至完全阻塞所致，其治療基本原則為防止血小板在斑塊上黏附和聚集，防止易損斑塊破裂，促進冠狀動脈擴張，減少心肌耗氧量。

中醫認為，燈盞花具辛溫之性，辛能散能行，溫則祛寒，辛溫之性正可以治療胸痹心痛的痰濕濁瘀寒凝之標。燈盞花素是燈盞花的提取物，主要為黃酮類化合物如燈盞乙素、燈盞甲素等成分，注射用燈盞花素早已用于冠心病的防治[10]。研究證明，燈盞花素有多途徑、多靶點治療冠心病的作用[11]。燈盞花素治療冠心病與明顯改善全血高切黏度、紅細胞聚集指數等有關[12-13]，并能夠通過磷酸酰肌醇-3-羥基酶/蛋白激酶B/內皮型一氧化氮合酶 （phosphatidylinositol-3-hydroxykinase/threonine kinases/endothelial nitric oxide synthase，PI3K/Akt/eNOS）信號通路影響離子通道，改善血脂代謝，影響血管舒縮以及心肌細胞凋亡[14]。冠心病與氧化應激損傷及炎癥反應有著密切聯系[15]，燈盞花素還能改善超敏C反應蛋白（high sensitivity-C reactive protein，hs-CRP）、白介素-6（interleukin-6，IL-6）水平，抑制炎癥反應；通過提高心肌組織超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）、 過氧化氫酶（catalase，CAT）活性，降低丙二醛（malondialdehyde，MDA）含量，抑制氧化應激反應，恢復心肌抗氧化能力[16]，從而阻止動脈粥樣硬化的進展，防止冠心病加重、復發。燈盞花素還可降低肺動脈壓力，保護并改善心功能[17]，緩解冠心病胸悶胸痛、心悸氣短、不寐神倦乏力等癥狀[18]，且無明顯不良反應[19]。燈盞花素還能通過抑制氧化應激反應，減輕心肌細胞缺氧/復氧損傷[20]及缺血-再灌注損傷，發揮心肌保護作用[21]。

臨床中冠心病的治療往往多種藥物同時使用，老年人作為冠心病的好發人群，常有多病共存、多藥共用的特點，往往存在多重用藥及治療矛盾，增加了衛生資源的消耗，降低了依從性及療效，而單因素藥物療效評價的臨床參考價值有待商榷，因此建立納入多種臨床混雜變量的研究模型以評價燈盞花素在真實世界中對冠心病治療的實際療效，對指導臨床冠心病的合理用藥、提高治療效果具有重要意義。真實世界研究以根據病情需要的常規治療方案作為對照，而不使用安慰劑作為對照，避免了安慰劑治療無效的風險，且研究是在臨床實踐的條件下進行，能客觀反映臨床疾病治療過程中的實際情況。

本研究通過匹配法事先控制部分可能的不平衡情況，再采用GBM傾向評分加權法調整處理組間的不平衡。GBM傾向評分的優勢是可以估計關鍵變量與混雜變量之間的非線性關系，將盡可能多的已知混雜變量納入其中，以使組間具有可比性，使研究更貼合臨床中的復雜情況，同時使研究結果更接近隨機對照試驗的效果。不帶協變量的傾向評分加權Logistic回歸平衡了部分混雜變量如纈沙坦，但研究結果顯示仍有很大一部分混雜變量如心律失常、腎功能不全、心力衰竭、動脈粥樣硬化、紅花黃色素、曲美他嗪、阿司匹林腸溶片、麝香保心丸、速效救心丸、住院天數、職業、費用類別、病危天數等經傾向加權評分后未被平衡。冠心病的危險因素包括高血壓、血脂異常、糖尿病、性別等[22]；阿司匹林及辛伐他汀均為冠心病的基礎用藥，胰島素為糖尿病患者的常用藥物，曲美他嗪可改善代謝[23]，在冠心病中普遍應用；紅花黃色素、速效救心丸、麝香保心丸已被諸多研究證實了對冠心病具有一定療效[24-27]。而合并心律失常、心力衰竭、動脈粥樣硬化疾病時，均會對心肌耗氧量造成影響；腎功能不全則會進一步降低冠心病患者的心率變異性，且與冠心病心力衰竭互相影響，對患者的預后造成不良影響[28-29]，從而影響冠心病療效的評估。結合本研究結果，上述變量在經傾向評分加權后仍為混雜變量，一則因為是冠心病的臨床常用藥，二則可能因為臨床中冠心病患者常合并多種可加重冠心病的其他系統疾病所致。而住院天數、職業、費用類別、病危天數等是否對研究結果有實質影響，以及影響結果所占比重則有待更深一步的研究來探索。帶協變量的傾向評分加權Logistic回歸，將未被平衡的混雜變量或感興趣的希望能估計對結局影響大小的混雜變量如年齡、性別等納入分析，盡可能地考慮可能的混雜變量對研究結果造成的偏倚，其得出的結論較前兩者更為可靠。由上可知，燈盞花素治療冠心病效果優于對照組，差異有統計學意義，與臨床應用報道相符。

本研究是回顧性分析HIS系統的數據，有一定局限性。傾向評分法是一種去除已知混雜變量的有效方法，但真實世界中存在大量潛在未知的混雜變量不能去除；且本研究納入的病例來自全國37家三級甲等醫院HIS系統，存在選擇偏倚，而這些因素的控制，有待于前瞻性的隨機對照試驗和更好的統計分析方法，所以對于本研究的因果關系的強驗證，還存在推論的局限性。