第三代頭孢菌素治療社區獲得性自發性細菌性腹膜炎的療效預測模型

朱龍川，吳 蔚，鄒 波，甘達凱，林 學，周 煒，熊墨龍

1 南昌市第九醫院 a.肝病科，b.信息科，南昌 330002；2 江西省兒童醫院 消化科，南昌 330000

第三代頭孢菌素(third-generation cephalosporin, 3rdGC)是經驗性治療自發性細菌性腹膜炎(spontaneous bacterial peritonitis, SBP)的經典用藥。近年來，隨著病原菌構成的變化及耐藥率的逐漸升高，主流指南已不建議3rdGC用于院內獲得性SBP(nosocomial SBP, NSBP)的經驗性治療，而社區獲得性SBP(community-acquired SBP, CASBP)仍是3rdGC經驗性治療的適應證[1-2]。事實上，在我國，部分CASBP對3rdGC的耐藥風險并不低于NSBP[3]。因此，本研究擬構建一個3rdGC治療CASBP的療效預測模型，以期進一步將治療精細化，提高抗菌療效。

1 資料與方法

1.1 研究對象 回顧性納入南昌市第九醫院的肝硬化伴SBP患者，其中2013年—2018年住院的納入建模庫，2019年—2020年住院的納入驗證庫。入選標準需同時滿足：社區獲得性感染；影像學證實肝硬化；腹腔穿刺證實SBP；單用3rdGC進行經驗性初始治療。排除標準：合并腹腔繼發性感染或腹腔以外部位感染；腹水培養提示真菌、結核菌、寄生蟲等；合并艾滋病或使用免疫抑制劑等明顯免疫功能受抑情況，滿足任一條則排除。所有納入研究的患者依據3rdGC的療效分為無效組與有效組進行比較。

1.2 定義與標準 SBP定義為腹水多形核細胞(polymorphonuclear, PMN)計數≥0.25×109/L[1-2]；3rdGC無效定義為抗菌治療48 h后復查腹水PMN計數較基線下降<25%，反之則為有效[2]。社區獲得性感染定義為住院48 h以內發生的感染[3]。廣譜抗生素暴露定義為本次SBP發病前3個月內曾接受過廣譜抗生素治療。Child-Pugh評分[4]與終末期肝病模型(MELD)評分[5]參照文獻計算。

1.3 數據收集 收集患者的一般資料、基礎病、既往史、臨床表現和實驗室檢查等指標。其中，臨床表現與實驗室檢查均為診斷SBP當日且抗生素使用前的數據。上述指標均作為構建3rdGC治療CASBP療效預測模型的候選參數，其選擇依據既往研究[6]及臨床判斷。

2 結果

2.1 患者的臨床特征 共納入225例患者，分為建模庫165例(無效組55例，有效組110例)和驗證庫60例(無效組17例，有效組43例)。所有患者年齡15～80歲，平均(51.6±12.0)歲；男性180例，占80.0%；肝硬化病因以乙型肝炎為主(66.7%)，其他依次為乙型肝炎+酒精(7.6%)、酒精(6.2%)、血吸蟲(5.3%)、乙型肝炎+血吸蟲(5.3%)、丙型肝炎(2.7%)、肝豆狀核變性(0.4%)、丙型肝炎+膽汁性(0.4%)及不明原因(5.3%)；3rdGC種類包括頭孢他啶(33.8%)、頭孢噻肟(33.3%)、頭孢哌酮(22.7%)和頭孢曲松(10.2%)，3rdGC治療的總有效率為68.0%；Child-Pugh評分平均為10.3±1.9，MELD評分平均為14.1±7.1，全組無感染性休克發生。建模庫與驗證庫的基線臨床特征相似(P值均>0.05)(表1)。

全組共有22例腹水培養陽性，病原菌依次為大腸埃希菌10例(45.5%)、肺炎克雷伯菌4例(18.2%)、鏈球菌4例(18.2%)、金黃色葡萄球菌3例(13.6%)及棒狀桿菌1例(4.5%)；其中多重耐藥菌6例(27.3%)，包括大腸埃希菌5例及鏈球菌1例。

2.2 療效預測因素的篩選 將表1中的各項指標在建模庫中行單因素分析，結果發現無效組的SBP首次發病占比、腹水PMN計數及腹水白細胞計數明顯低于有效組(P值均<0.05)，而廣譜抗生素暴露占比與血小板均顯著高于有效組(P值均<0.05)，余指標組間差異均無統計學意義(P值均>0.05)(表2)。

表1 建模庫與驗證庫患者的臨床特征

表2 建模庫單因素分析的陽性結果

將上述具有組間差異的指標行多因素分析，最終SBP首次發病、腹水PMN計數、廣譜抗生素暴露及血小板是3rdGC治療無效的獨立預測因素(P值均<0.05)(表3)。

2.3 療效預測模型的構建與驗證 利用表3結果可構建出3rdGC治療CASBP的療效預測模型：Y=-1.844×SBP首次發病(是=1，否=0)-0.318×腹水PMN計數(×109/L)+2.214×廣譜抗生素暴露(是=1，否=0)+0.012×血小板(×1012/L)-0.543, 預測評分= exp(Y)/[1+exp(Y)]。該模型的Hosmer-Lemeshow擬合優度檢驗顯示，χ2=6.077，P=0.639，模型擬合良好。

表3 建模庫的二元Logistic回歸分析結果

在建模庫中行內部驗證，該模型預測療效的ROC曲線下面積為0.840(95%CI: 0.775～0.905，P<0.001)(圖1)。以約登指數最大為原則，當預測評分≥0.207時為預測治療無效的最佳界值，對應的約登指數為0.536，敏感度89.1%，特異度63.6%，陽性預測值55.1%，陰性預測值92.1%。

圖1 建模庫療效預測模型的ROC曲線

在驗證庫中行外部驗證，該模型預測療效的ROC曲線下面積為0.837(95%CI：0.729～0.945，P<0.001)(圖2)。取預測評分≥0.207為預測治療無效的界值，其對應的約登指數為0.497，敏感度82.3%，特異度67.4%，陽性預測值48.1%，陰性預測值90.6%。

圖2 驗證庫療效預測模型的ROC曲線

3 討論

肝硬化患者中，CASBP的患病率約為6.05%[8]，既往經驗認為，CASBP的病原菌耐藥率較低，3rdGC治療大部分有效。Sarwar等[9]研究發現，3rdGC治療CASBP的早期應答率可高達83.8%。Sunjaya等[6]研究發現，CASBP的病原菌對3rdGC的耐藥率僅為2.8%。我國的情況可能有所不同，薈萃分析[3]顯示，我國3rdGC對于CASBP的耐藥率可高達41%。本研究中，3rdGC治療CASBP的總有效率僅為68.0%，明顯低于國外報道。更應引起重視的是，我國《抗菌藥物臨床應用管理辦法》[10]提示，當抗菌藥物的耐藥率處于30%～40%時，其經驗性使用應當預警。因此，CASBP的經驗性治療普遍選用3rdGC可能并不恰當，應當有所區分。

本研究發現，SBP首次發病與更高的腹水PMN計數是3rdGC治療CASBP無效的保護因素，而廣譜抗生素暴露及更高的血小板計數是3rdGC治療CASBP無效的危險因素。SBP首次發病的患者可能具有既往廣譜抗生素或耐藥菌暴露的低風險和相對較好的一般情況，故3rdGC治療更容易獲得滿意療效，本團隊既往研究[11]也有類似結論。有研究[12]表明，不同菌種所致SBP的腹水PMN計數有明顯差異，與3rdGC耐藥菌相比，非3rdGC耐藥菌相關的腹水PMN計數傾向于更高。肝硬化患者普遍存在不同程度的中性粒細胞免疫功能障礙，表現為細胞數量的減少和趨化、吞噬等功能的減退[13]，這可能造成腹腔感染時腹水PMN計數升高程度與免疫功能障礙程度呈反比。由此推測，在一定范圍內，具有更高腹水PMN計數的SBP患者其病原菌可能為非耐藥菌，免疫功能障礙可能較輕，故其接受3rdGC治療更傾向于有效。廣譜抗生素暴露容易誘導病原菌耐藥，從而導致3rdGC療效不佳，我國指南[1]也提出，近期曾應用β-內酰胺類抗菌藥物的SBP患者，經驗性治療應選擇以碳青酶烯類為基礎的抗感染方案。研究[14]顯示，血小板增多可提示細菌感染較為嚴重。另有研究發現，革蘭陽性桿菌感染相關的血小板計數要明顯高于革蘭陰性桿菌和革蘭陽性球菌[15]，引起SBP的革蘭陽性桿菌中的枯草芽孢桿菌和產單核細胞李斯特菌通常對3rdGC耐藥[11]。本研究中，血小板更高的CASBP患者采用3rdGC治療更傾向于無效，這可能是由于在一定的區間內，血小板升高代表了感染更加嚴重以及病原菌為耐藥的革蘭陽性桿菌所致。另外，本研究中存在部分脾切除病例，脾臟是人體的免疫器官，其缺失可能會影響抗感染療效，故推測更高的血小板與更差的療效相關可能是脾切除所致。但本研究建模庫中無效組與有效組的脾切除患者比例并未顯示出統計學差異，故可在今后的臨床工作中繼續擴大樣本量以驗證這一推論。

本研究利用SBP首次發病、腹水PMN計數、廣譜抗生素暴露及血小板這4項參數構建了3rdGC治療CASBP的療效預測模型。該模型內部驗證與外部驗證的ROC曲線下面積均大于0.8，提示模型的總體預測效能良好。預測評分的最佳界值為0.207，當評分≥0.207時可預測3rdGC治療CASBP無效。該界值在內部驗證和外部驗證中都具有較高的敏感度與陰性預測值，以及較低的特異度與陽性預測值。高敏感度有助于發現盡可能多的3rdGC治療無效的患者，從而避免3rdGC的不合理使用，而高陰性預測值也使得被模型預測為3rdGC治療有效的患者能夠高概率被3rdGC治愈。較低的特異度與陽性預測值可能會導致臨床醫生事先將部分3rdGC治療有效的患者預測為治療無效的患者，從而采用碳青酶烯類或抗生素聯合治療，這雖有放寬抗生素使用指征之嫌，但依然能保證療效。因此，在臨床實踐中，利用本療效預測模型協助抗生素使用，總體來看，患者可能獲益更多。

本研究也有一定的局限性。由于臨床資料完整性受限，未將降鈣素原、C反應蛋白等可能與療效有關的指標納入研究。建模隊列與外部驗證隊列均來自同一中心。上述局限可能會影響預測模型的效能與適用性。該預測模型尚需通過多中心的研究來完善與驗證。

總之，SBP首次發病與更高的腹水PMN計數是3rdGC治療CASBP無效的保護因素，廣譜抗生素暴露及更高的血小板是其危險因素。利用上述4項參數構建的3rdGC治療CASBP的療效預測模型在內部驗證和外部驗證中均展現了良好的預測效能。未來經多中心的驗證后，可協助臨床醫生合理使用抗生素，具備臨床應用潛能。

倫理學聲明：本研究于2017年8月14日通過南昌市第九醫院倫理委員會批準并同意豁免知情同意，批號：[2017]倫簡審字(03)號。

利益沖突聲明：本研究不存在研究者、倫理委員會成員、受試者監護人以及與公開研究成果有關的利益沖突。

作者貢獻聲明：朱龍川負責課題設計，資料分析，論文撰寫和定稿；吳蔚負責資料分析與論文撰寫；鄒波、甘達凱、林學、周煒參與收集數據，修改論文；熊墨龍參與修改論文。