急性白血病患兒化療期間合并血流感染的危險因素分析及風險列線圖模型的建立

周曉紅，張春旭，宋麗琴

急性白血病(acute leukemia,AL)是以造血干細胞惡性克隆為主要病理特點的血液系統惡性腫瘤，臨床中根據血細胞分化程度可將其分為急性淋巴細胞白血病(acute lymphoblastic leukemia,ALL)和急性髓細胞白血病(acute myeloid leukemia,AML)[1]。AL患兒由于血液中白細胞等免疫細胞因子數量和功能異常，常可伴有不同程度的免疫功能下降，而病人在接受化療等免疫抑制劑治療期間可進一步加重細胞免疫功能損傷，導致感染的發生[2]。有調查研究發現，AL患兒化療期間感染的發生率高達35.0%，已成為目前AL病人的常見并發癥，其中血流感染是最常見的感染類型之一，致病菌可隨血液循環導致多部位出現感染灶，具有較高的死亡率[3]。已有研究證實，感染作為一種癌癥激活因子，是惡性腫瘤進展惡化的驅動因素之一[4]。AL病人一旦發生血流感染不僅直接影響化療的臨床療效，還可進一步導致病情進展惡化加快，死亡率增加[3]。因此，加強對AL患兒并發血流感染的預測，進而采取個體化的干預措施，對于加強化療的治療效果、延長病人生存期、改善治療預后具有重要的臨床意義。然而，誘發AL患兒發生血流感染的因素較復雜，除與病人免疫力下降有關外，還可能與疾病類型及醫源性因素密切相關，且不同研究間對這些風險因素的認識尚存在一定爭議[5]。本研究擬對AL患兒化療期間發生血流感染的危險因素進行分析，并通過構建列線圖模型將風險因素定量化，預測病人發生血流感染的風險，以期為高危病人的早期識別和干預提供參考依據，現報告如下。

1 對象與方法

1.1 研究對象 選取我院兒科重癥監護室(PICU)2019年6月—2021年5月收治的AL患兒作為研究對象，根據病人住院化療期間是否發生血流感染，分為血流感染組和未感染組。納入標準：①經骨髓形態學、流式細胞術及組織病理檢查確診為AL，且符合由美國血液病協會制定的《急性白血病初始診斷檢查指南(2017)》[6]中的相關標準；②血流感染應在臨床診斷基礎上具有明確的病原學診斷依據，即血培養陽性或血液中檢測到病原體的抗原物質或基因測序識別出病原微生物；③年齡<18歲；④于我院行規范化療，且臨床病例資料保留完整；⑤簽署知情同意書。排除標準：①伴有嚴重的心功能不全、肝腎功能障礙或實體惡性腫瘤等；②入院化療前已存在感染。本研究經我院醫學倫理委員會批準同意。最終納入符合標準的AL患兒443例，其中男269例(60.7%)，女174例(39.3%)；年齡3～16(9.21±2.23)歲；AML病人305例(68.8%)，ALL病人138例(31.2%)。化療過程中發生血流感染病人97例，感染發生率為21.9%。

1.2 研究方法 首先收集兩組AL患兒住院化療期間的相關臨床資料并進行單因素分析。①人口學特征，如患兒性別、年齡、體質指數(BMI)等；②患病和治療情況，如AL發病類型(ALL或AML)、化療方案、住院時間、是否伴有中性粒細胞缺乏、化療階段(誘導期或鞏固期)、化療周期、經外周靜脈置入中心靜脈導管(PICC)時間、是否預防性使用抗菌藥物、白細胞計數、血清白蛋白等。然后根據單因素分析中有統計學意義的因素進一步進行二元Logistic回歸分析，并在此基礎上建立列線圖模型，并對模型進行驗證。

2 結果

2.1 血流感染致病菌分布和耐藥性分析 97例血流感染AL患兒共檢出致病菌132株，其中革蘭陰性菌77株(58.3%)，革蘭陽性菌51株(38.6%)，真菌4株(3.1%)，致病菌分布情況詳見表1。革蘭陰性菌中檢出產β內酰胺酶菌株39株(50.6%)，產碳青霉烯酶菌株12株(15.6%)，革蘭陽性菌中耐甲氧西林葡萄球菌3株(5.9%)。

表1 97例血流感染AL患兒致病菌分布情況(n=132)

2.2 AL患兒化療期間合并血流感染的單因素分析 對血流感染組和未感染組患兒臨床資料進行比較發現，血流感染組住院時間≥30 d、PICC置管時間≥20 d、近30 d內抗菌藥物暴露史≥3個品種、血白細胞計數<4.0×109/L、血中性粒細胞絕對值<0.5×109/L、血清白蛋白<30 g/L及處于化療誘導期的患兒比例明顯高于未感染組，差異具有統計學意義(P<0.05)。詳見表2。

表2 AL患兒化療期間合并血流感染的單因素分析

2.3 AL患兒化療期間合并血流感染的二元Logistic回歸分析 將單因素分析中有統計學意義的因素作為自變量，以AL患兒化療期間是否合并血流感染作為因變量，進行二元Logistic回歸分析(各變量賦值情況詳見表3)。結果發現，在控制其他混雜因素的前提下，住院時間≥30 d(OR=3.011，即相對于住院時間<30 d的病人，住院時間≥30 d發生血流感染的風險增加3.011倍)、30 d內抗菌藥物暴露史≥3個品種(OR=1.967，即相對于30 d內抗菌藥物暴露史<3個品種病人，30 d內抗菌藥物暴露史≥3個品種病人發生血流感染風險增加1.967倍)、血白細胞計數<4.0×109/L(OR=2.602，即相對于白細胞計數>4.0×109/L病人，血白細胞計數<4.0×109/L病人發生血流感染風險增加2.602倍)、血清白蛋白<30 g/L(OR=2.083，即相對于血清白蛋白≥30 g/L病人，血清白蛋白<30 g/L病人發生血流感染風險增加2.083倍)、病人化療階段處于誘導期(OR=2.041，即相對于化療階段處于鞏固期病人，誘導期病人發生血流感染風險增加2.041倍)及PICC置管時間≥20 d(OR=2.244，即相對于PICC置管時間<20 d病人，PICC置管時間≥20 d病人發生血流感染風險增加2.244倍)是AL患兒化療期間合并血流感染的獨立危險因素(P<0.05)。而中性粒細胞絕對值則與AL患兒是否合并血流感染無統計學相關性。詳見表4。

表3 自變量和因變量賦值情況

表4 AL患兒化療期間合并血流感染影響因素的二元Logistic回歸分析

2.4 AL患兒化療期間合并血流感染的風險預警模型的建立與應用 將回歸分析得到的6個具有統計學意義的獨立危險因素，通過R軟件rms程序包建立AL患兒化療期間合并血流感染的列線圖風險預測模型(見圖1)。在實際臨床應用中，首先臨床醫生可根據化療病人的個體情況，在圖1中找到上述各項獨立危險因素在“評分”上的分值；然后將各因素分值相加即可得到總分，并將其在“總評分”標尺上讀數；最后找到總評分在“血流感染發生風險”數軸上對應的數值，即為該病人發生血流感染的風險系數。

2.5 AL患兒化療期間合并血流感染風險預警模型的效應評價 對上述列線圖模型進行內部驗證，采用C-index對模型進行評價，結果發現初始列線圖的C-index為0.878(見圖2A)，通過1 000次Bootstrap法對模型進行驗證后，C-index為0.876(見圖2B)，且校正曲線顯示模型預測值和觀察值具有一定的相關性(見圖3)，說明該模型對預測AL患兒化療期間發生血流感染的概率與實際發生概率具有較高的一致性。

圖2 初始列線圖模型(A)和1 000次Bootstrap內部驗證(B)的ROC曲線

圖3 預測AL患兒化療期間合并血流感染列線圖模型的校正曲線驗證

3 討論

骨髓抑制是AL病人主要的病理表現之一，因此疾病本身即可導致患兒存在不同程度的免疫缺陷，而在治療過程中，由于高強度化療、激素治療、免疫抑制劑治療及各種醫源性操作如PICC置管術等可進一步使患兒細胞和機械免疫屏障同時遭到破壞，加之超廣譜抗菌藥物的不合理使用，使得AL患兒成為醫院獲得性感染的高危人群，其中血流感染是該類病人常見的感染類型。多項研究表明，在AL合并醫院獲得性感染病人中，血流感染的發生率雖然僅次于排名第1位的肺部感染，但血流感染病人住院時間最長，病死率最高，預后最差[7-8]。由此可見，血流感染不僅可影響病人AL的臨床治療效果，且嚴重威脅病人生命，是AL病人死亡的主要原因之一。因此，加強對AL病人發生血流感染危險因素的篩查，并通過建立診斷模型對感染發生風險進行早期評估，進而采取個體化的治療方案，對于降低血流感染的發生率、提高AL的臨床治療效果具有重要意義。本研究發現，AL患兒化療期間合并血流感染的發生率為21.9%，病原學診斷提示致病菌主要以革蘭陰性菌為主，其中產β內酰胺酶和碳青霉烯酶菌株占革蘭陰性菌總株數的50.6%和15.6%，而在革蘭陽性菌中耐甲氧西林葡萄球菌占5.9%，這與牛曉紅等[9]報道較為一致。

AL患兒化療期間血流感染的發生和進展較為復雜，往往是多個因素共同作用下的結果[10]。本研究在對兩組病人臨床資料單因素分析中發現，血流感染組住院時間≥30 d、PICC置管時間≥20 d、近30 d內抗菌藥物暴露史≥3個品種、血白細胞計數<4.0×109/L、血中性粒細胞絕對值<0.5×109/L、血清白蛋白<30 g/L及處于化療誘導期的病人比例明顯高于未感染組，差異具有統計學意義(P<0.05)。但在二元Logistic回歸分析中并未發現血中性粒細胞絕對值與血流感染的發生存在統計學相關性，通過將其與其他變量進行共線性診斷發現，血中性粒細胞絕對值與血白細胞計數存在明顯相關性(P<0.05)，因此考慮血中性粒細胞絕對值作為混雜因素而未被納入模型。

多項研究證實，住院時間較長與醫院獲得性感染的發生存在密切關系[11-13]。本研究中同樣發現，住院時間≥30 d是AL患兒發生血流感染的獨立危險因素，其主要原因為住院時間越長，致病菌定植風險越高，病人易感因素的暴露機會也更大，使病人感染的風險明顯增加[14]。已經證實，碳青霉烯類等抗菌藥物暴露史是銅綠假單胞菌和鮑曼不動桿菌定植和感染的獨立危險因素[15]。AL患兒由于需要進行反復化療，往往需要多次反復住院，感染發生的風險較大，導致患兒含酶抑制劑復方制劑和碳青酶烯類抗菌藥物的暴露史明顯增加，使得血流感染的風險升高。本研究發現病人近30 d內抗菌藥物暴露史≥3個品種是血流感染發生的獨立危險因素，其中大部分病人存在聯合用藥，且含酶抑制劑復方制劑和碳青酶烯類抗菌藥物的使用頻率較高，這與胥萍瑤等[16]的研究結果較為類似。本研究還發現，處于化療誘導期的病人發生血流感染的風險明顯高于鞏固期，且是血流感染發生的獨立危險因素，其主要原因可能與在化療誘導期患兒血液中存在大量的白血病細胞，且中性粒細胞缺乏嚴重，導致機體免疫功能明顯下降有關[17]。白細胞具有產生抗體和吞噬血液中異物的作用，是機體預防病原微生物入侵的主要免疫細胞，當白細胞數量減少時，可使病人對微生物的抵抗能力下降，從而導致感染的發生。血清白蛋白是機體營養狀況的重要指標，不僅是維持血漿膠體滲透壓的重要物質，也是運送機體內源性和外源性物質很重要的載體，AL患兒化療期間可因化療藥物作用引起各種胃腸道不適，如惡心、嘔吐和厭食等，導致白蛋白丟失過多或攝入不足，使機體抵抗力下降，容易合并感染[18]。除此之外，本研究還發現PICC置管時間≥20 d是AL患兒化療期間發生血流感染的獨立危險因素。劉春等[19]研究證實，PICC留置導管時間與化療病人導管相關性感染的發生率存在密切關系。PICC作為臨床中腫瘤化療病人常見的治療手段，是一種有創性操作，若醫護人員操作不夠熟練或管道護理不規范極易導致血管內皮細胞損傷，損傷機體機械性免疫屏障，病原微生物可隨導管侵入引起導管相關性血流感染[20-21]。

綜上所述，AL患兒化療期間血流感染發生率較高，致病菌以革蘭陰性菌為主，且細菌耐藥情況較為嚴重。患兒住院時間≥30 d、30 d內抗菌藥物暴露史≥3個品種、血白細胞計數<4.0×109/L、血清白蛋白<30 g/L、病人化療階段處于誘導期及PICC置管時間≥20 d是AL患兒化療期間合并血流感染的獨立危險因素。基于以上風險因素建立的列線圖模型具有較高的診斷效能，但本研究為單中心研究，樣本量有限，仍需多中心、大樣本研究進一步證實。