預測極早產兒壞死性小腸結腸炎發生風險列線圖模型的建立

劉欣 劉利軍 蔣海燕 趙常亮 何海英

（1.包頭醫學院研究生學院，內蒙古包頭 014040；2.包鋼集團第三職工醫院新生兒科，內蒙古包頭 014010）

壞死性小腸結腸炎（necrotizing enterocolitis，NEC）是新生兒期最常見、最為致命的胃腸道急癥。其發病機制尚未完全清楚，目前的研究認為NEC 可能與腸道屏障功能不成熟、腸黏膜缺血缺氧、感染、喂養不恰當等多種因素的協同作用有關［1］。極早產兒是指出生胎齡＜32 周的早產兒［2］。研究顯示，約85%的NEC發生于胎齡＜32周或出生體重＜1 500 g的早產兒，而中、晚期早產兒及足月兒僅占所有NEC 患兒的15%［3］。國內近期一項多中心研究顯示＜32 周早產兒NEC 發生率為3.9%～10.7%，胎齡越小，發生率越高［4］；極低出生體重兒NEC 發生率為4.5%～8.7%，病死率為20%～30%［5］。國外高收入國家NEC 的發生率為3.5%～6.8%［6］。國內一項對39個新生兒重癥監護中心極早產兒或超低出生體重兒死亡原因調查顯示，9.4%的極早產兒死于NEC［7］。綜上所述，NEC 在極早產兒中發生率高、病死率高，明確極早產兒發生NEC 的危險因素，盡早識別可能發生NEC 的高危極早產兒，及時采取預防或治療措施，對提高極早產兒生存率和改善預后具有重要意義。雖然目前有關NEC 發生的危險因素的文獻較多，但納入的病例數和變量數均偏少，且缺乏專門針對極早產兒NEC 的研究；另外，所有的相關研究均未將危險因素轉換為可視化預測模型，臨床實用價值有限［8-9］。因此，本研究回顧性分析極早產兒的臨床資料，探討影響極早產兒NEC的危險因素，并在此基礎上建立列線圖預測模型，以期為極早產兒NEC的篩查和防治提供參考。

1 資料與方法

1.1 研究對象

選取2015 年1 月至2021 年12 月于包鋼集團第三職工醫院新生兒科住院的胎齡＜32 周的新生兒（極早產兒）為研究對象，將2015～2020 年的極早產兒設定為建模集，2021年的極早產兒為驗證集。根據是否發生NEC 分為NEC 組和非NEC 組。NEC的診斷參照修正Bell 分期［10］。排除標準：（1）疑似NEC 患兒：即BellⅠ期；（2）合并先天性疾病（如胃腸道畸形、嚴重先天性心臟病、染色體異常、遺傳代謝病等）。

1.2 資料收集

回顧性收集研究對象的臨床資料，包括：（1）出生情況：胎齡、出生體重、性別、出生方式、有無窒息、是否為小于胎齡兒（small for gestational age，SGA）、是否多胎等；（2）孕母圍生期情況：母親年齡、是否合并妊娠期高血壓疾病、妊娠糖尿病、胎膜早破＞18 h 等；（3）NEC 發病前患病情況及治療情況：新生兒呼吸窘迫綜合征（respiratory distress syndrome，RDS）、動脈導管未閉（patent ductus arteriosus，PDA）、敗血癥、休克、低白蛋白血癥、呼吸暫停、嚴重貧血、應用肺表面活性物質（pulmonary surfactant，PS）、靜脈注射免疫球蛋白（intravenous immunogloblin，IVIG）等；（4）NEC 發病前喂養情況：開奶時間、是否配方奶喂養、益生菌使用等。NEC 組收集NEC 發病前患病、治療及喂養情況，非NEC 組對應的臨床資料收集至NEC 組患兒的NEC 平均發病日齡之前。

1.3 相關名詞定義說明

低白蛋白血癥定義為血清白蛋白≤25 g/L［11］。嚴重貧血定義為早產兒血紅蛋白≤80 g/L［12-13］。妊娠期高血壓疾病、妊娠糖尿病、胎膜早破等圍生期疾病診斷標準依據《實用婦產科學》第4版［14］。新生兒窒息、RDS、敗血癥、PDA、呼吸暫停等新生兒疾病的診斷標準依據《實用新生兒學》第5版［2］。

1.4 統計學分析

采用SPSS 26.0 軟件進行統計學分析，P＜0.05為差異有統計學意義。對于計數資料采用例數及百分率（%）進行描述，組間比較采用χ2檢驗；對于計量資料，服從正態分布者采用均數±標準差（±s）進行描述，組間比較采用成組t檢驗；不服從正態分布者采用中位數（四分位數間距）［M（P25，P75）］ 進行描述，組 間比較采用Mann‐WhitneyU檢驗。采用二元logistic 回歸分析篩選NEC發生的影響因素，利用R軟件（R4.0.4）將篩選出的變量繪制列線圖預測模型，使用500 次Bootstrap法做內部驗證，繪制模型的受試者工作特征（receiver operator characteristic，ROC） 曲線，并計算曲線下面積（area under the curve，AUC），外部驗證通過驗證集完成。采用Hosmer‐Lemeshow擬合優度檢驗評價模型的準確性，校正曲線評估模型的校準度。采用決策曲線分析（decision curve analysis，DCA）評價模型的臨床實用性。

2 結果

2.1 建模集和驗證集臨床資料的比較

建模集共納入654例極早產兒，驗證集共納入98 例極早產兒。建模集與驗證集各變量的比較差異均無統計學意義（P＞0.05），見表1。

表1 建模集和驗證集臨床資料的比較

2.2 建模集NEC組和非NEC組臨床資料的比較

建模集中，NEC 組77 例，非NEC 組577 例。NEC 組新生兒窒息、敗血癥、休克、低白蛋白血癥、嚴重貧血及配方奶喂養的比例明顯高于非NEC 組（P＜0.05），而在生后30 min 開奶的比例明顯低于非NEC組（P＜0.05），見表2。

表2 建模集NEC組與非NEC組臨床資料的比較

2.3 極早產兒NEC 發生的多因素logistic 回歸分析

以極早產兒是否發生NEC 為因變量，以NEC組和非NEC組單因素分析中有統計學意義的7個因素（新生兒窒息、敗血癥、休克、低白蛋白血癥、嚴重貧血、配方奶喂養、生后30 min 開奶）為自變量進行多因素logistic 回歸分析。結果顯示：新生兒窒息、敗血癥、休克、低白蛋白血癥、嚴重貧血及配方奶喂養是極早產兒NEC 發生的獨立危險因素（P＜0.05），見表3。

表3 極早產兒NEC發生的多因素logistic回歸分析

2.4 列線圖預測模型的建立

采用R 軟件，基于多因素logistic 回歸分析的結果，將新生兒窒息、敗血癥、休克、低白蛋白血癥、嚴重貧血及配方奶喂養6個變量納入列線圖，建立極早產兒NEC 發生風險的預測模型，見圖1。R 軟件根據上述logistic 回歸分析結果中各變量OR值進行分值分配（新生兒窒息87分、敗血癥72 分、休克100 分、低白蛋白血癥70 分、嚴重貧血71分、配方奶喂養80分，無則為0分），根據極早產兒的具體情況將存在的變量的相應分數相加得出該患兒的總分，再繪制總分到風險軸的垂直線獲得患兒發生NEC 的概率，總分越高說明該極早產兒發生NEC 的可能性就越大，從而能夠根據得分對極早產兒NEC 的發生風險進行早期定量預測。例如：某極早產兒患新生兒窒息（得87 分），生后配方奶喂養（得80分），住院期間出現敗血癥（得72分）和低白蛋白血癥（得70分），未發生休克（得0分），未出現嚴重貧血（得0分），則該患兒總分約為310分，對應到NEC風險軸可以得出該患兒發生NEC的風險約為50%。

圖1 極早產兒NEC 發生風險的列線圖模型 每個

2.5 列線圖模型的評價與驗證

繪制模型的ROC 曲線，并計算AUC，結果顯示：建模集AUC 為0.833（95%CI：0.715～0.952），驗證集AUC為0.826（95%CI：0.797～0.862），說明模型具有較好的預測能力，見圖2。Hosmer‐Lemeshow 擬合優度檢驗結果：χ2=1.8339，自由度8，P=0.9857。同時繪制模型的校正曲線，建模集和驗證集的校正曲線均與理想曲線擬合良好，見圖3。Hosmer‐Lemeshow 擬合優度檢驗和校正曲線均提示模型在實際發生率和預測發生率之間具有較好的一致性。以高風險閾概率為橫坐標，凈獲利率為縱坐標，繪制列線圖模型的DCA 曲線，見圖4。利用該列線圖模型評估出NEC發生風險較高的極早產兒后，繼而采取干預措施可能會使極早產兒獲得更高的臨床效益。

圖2 列線圖模型的ROC曲線

圖3 列線圖模型的校正曲線

3 討論

盡管早產兒救治水平有了明顯提高，但極早產兒NEC的發病率和病死率仍然居高不下［4-7］。國內多中心研究顯示＜32周早產兒NEC的發生率波動于3.9%～10.7%［4］。本研究中NEC 發生率為7.6%（84/1 097），與多中心研究結果相一致。本研究通過回顧性收集2015～2020 年極早產兒的臨床資料，采用單因素分析和多因素分析相結合的方法，明確了新生兒窒息、敗血癥、休克、低白蛋白血癥、嚴重貧血及配方奶喂養是極早產兒NEC 的獨立危險因素，基于多因素logistic 回歸分析結果建立列線圖預測模型，并用2021 年極早產兒數據驗證模型的準確性。列線圖模型的優點是可以將復雜、冗長的回歸方程轉換為簡便、易行、可視、可讀的圖線，使預測結果更直觀、連續，臨床實用性更強。本研究建模集和驗證集ROC 曲線的AUC 分別為0.833（95%CI：0.715～0.952）和0.826（95%CI：0.797～0.862），表明模型具有良好的區分度和預測精準度。繪制的校正曲線和Hosmer‐Lemeshow擬合優度檢驗均說明模型在預測值與真實值之間準確性和一致性較好。同時DCA 曲線表明模型具有良好的臨床實用價值。

本研究中建模集和驗證集中新生兒窒息發生率分別為14.5%（95/654）和14.3%（14/98），說明極早產兒窒息的發生率高，需要引起足夠的重視。根據世界衛生組織的估計，全球每年超過20%的新生兒死于窒息，在早產兒中這一比例甚至達到60%，其中6%的窒息可導致NEC［15］。窒息的本質是缺氧［16］，窒息早期患兒體內血流重新分布，非重要臟器如胃腸道血供減少，黏膜屏障功能障礙，故易導致細菌移位和NEC。敗血癥是由病原菌導致的急性全身性感染，它繼發于宿主對感染的反應失調，會對腸道產生強烈的影響。多項研究已證實新生兒敗血癥是NEC 的獨立危險因素，敗血癥嬰兒的NEC 發生率約為非敗血癥嬰兒的3倍［17-18］。本研究也顯示敗血癥是極早產兒NEC 的危險因素（OR=2.866，P＜0.001）。本研究多因素logistic 回歸分析顯示，休克對NEC 發病的影響作用最大（OR=4.321，P＜0.001）。休克患兒組織長期灌注不足導致線粒體功能障礙、能量合成受損，最終引起細胞死亡和器官衰竭［19］，同時休克伴有炎癥介質的釋放和氧自由基的產生，從而增加發生NEC 的風險，這一結論與Samuels 等［20］的報道一致。2016 年JAMA發表的一項多中心、大樣本、前瞻性隊列研究［21］顯示，輸注紅細胞與NEC發生沒 有 關 聯（HR=0.44， 95%CI： 0.17～1.12，P=0.09），但嚴重貧血（血紅蛋白≤80 g/L）是NEC 的獨立危險因素（HR=5.99，95%CI：2.00～18.0，P=0.001），且血紅蛋白每下降10 g/L，NEC 發生率增加65%。本研究參考JAMA的數據，將嚴重貧血（血紅蛋白≤80 g/L）作為極早產兒NEC危險因素篩選的變量，結果也顯示NEC 組嚴重貧血發生率明顯高于非NEC組（18.2%vs 5.5%），且嚴重貧血是極早產兒NEC發生的獨立危險因素（OR=2.847，P＜0.001）。白蛋白在維持血漿膠體滲透壓中發揮著關鍵作用［22］，白蛋白降低引起血漿膠體滲透壓下降，導致大量液體潴留在組織間隙中，機體有效循環血容量不足，繼而出現多臟器灌注減少和微循環功能障礙；白蛋白還有利于腸上皮細胞的自我更新和分化［22］，白蛋白缺乏可以引起腸道菌群失調、上皮細胞斷裂、免疫功能受損，從而促進病原體入侵，這些機制均與NEC 的發病有關［22］。喂養方式與NEC 的發生風險顯著相關。母乳中含有豐富的溶菌酶、乳鐵蛋白、免疫因子及生長發育因子等活性成分，具有抗感染、抗氧化及免疫調節的作用［23］。《新生兒壞死性小腸結腸炎臨床診療指南（2020）》［5］也推薦預防NEC首選親母母乳喂養，當母乳不足或缺乏時，推薦使用捐贈人乳。配方奶最大的特點在于缺乏這些活性物質，故配方奶喂養兒較母乳喂養兒更易發生腸道感染。國內一項包含639 例早產兒的回顧性研究［24］也證實與母乳喂養相比，配方奶明顯增加NEC的發生率，同時延長早產兒的住院時間。本研究顯示配方奶喂養兒發生NEC 的風險較純母乳喂養兒增加（OR=3.223，P＜0.05）。

綜上所述，本研究發現新生兒窒息、敗血癥、休克、低白蛋白血癥、嚴重貧血及配方奶喂養是極早產兒NEC 發生的獨立危險因素，基于多因素logistic回歸分析結果建立了列線圖預測模型，該模型的區分度和校準度較好，臨床實用價值較高，為臨床早期評估極早產兒發生NEC 的風險提供了一個定量、簡便、直觀的工具。本研究的局限性包括：（1）本研究為單中心、回顧性病例對照研究，不可避免會出現一定程度的選擇偏倚；（2）由于本研究樣本來源時間跨度較長，早年的診療水平和對疾病認識有限，部分潛在的可能影響極早產兒NEC發生的危險因素數據未能完整保存，比如母親及患兒維生素D 水平、延遲臍帶結扎時間、病原菌種類、妊娠期膽汁淤積等。因此未來還需要高質量、前瞻性、多中心研究進一步檢驗本模型的效能。