小兒反復呼吸道感染痰培養結果分析及影響因素列線圖預測模型的構建

范良勤,張 鴻,田 鵬,蒙 玲,尚 彪

反復呼吸道感染為兒科常見病，據不完全統計，該病發生率高達20%，近年來隨著國內城市化進程的加快，汽車保有量的增加導致氣候環境出現一定改變，加上病原體變異程度的增強導致小兒反復呼吸道感染發生率呈逐年升高趨勢[1-2]。小兒反復呼吸道感染的病因復雜、病程長、治愈難度大，長期使用藥物治療可導致患兒成年后肺疾病的發生率明顯升高，同時對于反復發作患兒的生長發育及身心健康也可造成嚴重危害[3]。因此若能早期預測并通過制定針對性的預防措施,以降低小兒呼吸道感染復發率具有重大的意義。本研究旨在通過分析小兒反復呼吸道感染患兒痰培養結果，并構建小兒反復呼吸道感染的影響因素列線圖預測模型，以期為臨床抗菌藥物的選擇及小兒反復呼吸道感染預測提供參考依據。

1 資料與方法

1.1一般資料 選擇2018年1月—2020年12月我院接診的165例反復呼吸道感染患兒作為觀察組，另選取同期體檢健康兒165例作為對照組。納入標準：①年齡<3歲；②觀察組患兒符合《反復呼吸道感染的臨床概念及處理原則》[4]中反復呼吸道感染診斷標準；③對照組近1年無反復呼吸道感染病史且無其他疾病；④家屬知情同意。排除標準：①患先天性支氣管、肺部發育不良患兒；②近1個月使用過免疫抑制劑的患兒；③患遺傳性代謝性疾病患兒。

1.2研究方法

1.2.1痰培養方法：①標本采集：患兒晨起后以無菌生理鹽水漱口3次后由護理人員用一次性吸痰管吸取深部痰液后送檢。②細菌培養：標本獲取后分別接種于5%綿羊血瓊脂平板、流感嗜血桿菌平板及麥康凱瓊脂平板中，在5%二氧化碳培養箱中培養18～24 h。③細菌鑒定及藥物敏感試驗：將經培養分純后的微生物置于梅里埃公司生產的VITK2型全自動微生物鑒定及藥物敏感分析系統進行細菌鑒定及藥物敏感試驗。質控菌：金黃色葡萄球菌ATCC25923、大腸埃希菌ATCC25922、銅綠假單胞菌ATCC27853。

1.2.2小兒反復呼吸道感染影響因素分析：搜集2組性別、年齡、體質量指數、出生孕周、0～6個月喂養方式、分娩方式、家庭成員吸煙情況、過敏史、父母過敏史、夏季臥室空調使用情況、日均戶外活動時間、挑食情況、毛絨玩具接觸情況、飼養動物情況、毛毯使用情況。比較2組上述各因素，并采用多因素Logistic回歸分析探討上述因素對小兒反復呼吸道感染的影響。根據多因素Logistic回歸分析結果構建列線圖預測模型，并對模型進行內部驗證。

2 結果

2.1小兒反復呼吸道感染痰培養結果分析 本研究納入的165例患兒共分離獲得183株致病菌，其中革蘭陽性菌58株(31.69%)，包括金黃色葡萄球菌25株、肺炎鏈球菌23株、其他10株；革蘭陰性菌104株(56.83%)，包括大腸埃希菌40株、肺炎克雷伯菌33株、鮑氏不動桿菌14株、銅綠假單胞菌10株、其他7株；真菌21株(11.48%)。

2.2小兒反復呼吸道感染的單因素分析 單因素分析結果顯示，2組出生孕周、0～6個月喂養方式、分娩方式、家庭成員吸煙情況、過敏史、夏季臥室空調使用情況、日均戶外活動時間、挑食情況、接觸毛絨玩具及使用毛毯方面差異均有統計學意義(P<0.05，P<0.01)，見表1。

表1 小兒反復呼吸道感染的單因素分析

表2 小兒反復呼吸道感染影響因素賦值表

2.3小兒反復呼吸道感染的多因素Logistic回歸分析 將單因素分析中有統計學意義的因素按表2賦值后采用似然比法篩選變量，行逐步多因素Logistic回歸分析，結果顯示：出生孕周<37周、0～6個月人工喂養、家庭成員吸煙、有過敏史、夏季臥室空調使用≥8 h/d、日均戶外活動時間<2 h/d、挑食、接觸毛絨玩具為小兒反復呼吸道感染的危險因素(P<0.05，P<0.01)，見表3。

表3 小兒反復呼吸道感染多因素Logistic回歸分析

2.4列線圖模型的構建與驗證 根據多因素Logistic回歸分析結果中各因素回歸系數構建小兒反復呼吸道感染預測模型：Prob=1/(1+e-Y)，Y=1.424×出生孕周+1.246×0～6個月喂養方式+1.199×家庭成員吸煙情況+0.941×過敏史+0.611×夏季臥室空調使用情況+0.897×日均戶外活動時間+0.748×挑食情況+0.567×接觸毛絨玩具-2.182。以R4.1.3軟件構建列線圖預測模型，見圖1。以ROC分析法評估列線圖模型的預測價值，曲線下面積為0.781，95%CI為0.732，0.830，提示本研究建立的模型區分度較好；再以Bootstrap法對列線圖模型進行內部驗證，以原始數據重復抽樣1000次，結果顯示平均絕對誤差為0.027，模型表現與理想模型基本擬合，提示模型預測準確度較高，見圖2、3。

圖1 小兒反復呼吸道感染的列線圖預測模型

圖2 受試者工作特征曲線評估小兒反復呼吸道感染列線圖模型的預測價值

圖3 Bootstrap法校準小兒反復呼吸道感染列線圖模型

3 討論

小兒反復呼吸道感染為兒科常見病，該病以持續時間長、反復感染為主要表現。因小兒呼吸系統尚未發育完全，加上機體抵抗力較弱，呼吸道感染率較成年人高，若得不到及時有效治療病情可迅速進展，導致患兒抵抗力下降形成惡性循環，嚴重影響患兒身心健康。病原學檢查不僅可明確診斷，還有助于指導臨床用藥[5-6]。

本研究納入的165例反復呼吸道感染患兒共分離獲得183株致病菌，其中革蘭陽性菌58株(31.69%)、革蘭陰性菌104株(56.83%)、真菌21株(11.48%)，以大腸埃希菌、肺炎克雷伯菌、金黃色葡萄球菌、肺炎鏈球菌常見，與相關研究報道結果一致[7]。肺炎克雷伯菌隨著β-內酰胺類及氨基糖苷類廣譜抗菌藥物的廣泛使用容易出現多重耐藥性，臨床應注意通過藥物敏感試驗分析其耐藥性[8-9]。呼吸道大腸埃希菌感染表現與其他急性呼吸道感染表現類似，但其痰液常黏稠或有膿性，部分有腥臭味，患兒還可能伴有惡心、嘔吐、腹瀉等胃腸道癥狀[10]。對于呼吸道大腸埃希菌感染者臨床多采取頭孢菌素或廣譜青霉素聯合氨基糖苷類藥物治療，但目前研究顯示大腸埃希菌對青霉素中的氨芐西林耐藥性較高，出現耐藥者應給予哌拉西林、三唑巴坦鈉等新一代廣譜青霉素[11]。肺炎鏈球菌、金黃色葡萄球菌為革蘭陽性菌，對多種抗生素敏感，早期通過抗菌藥物治療多可較快恢復，其中青霉素為首選治療藥物，但近年關于肺炎鏈球菌耐青霉素、紅霉素、四環霉素的病例陸續有報道[12]。除細菌感染外，還有部分反復呼吸道感染患兒是因真菌感染引起，臨床應予以重視，避免出現誤漏診。

本研究在單因素分析基礎上行多因素Logistic回歸分析，結果顯示：出生孕周<37周、0～6個月人工喂養、家庭成員吸煙、有過敏史、夏季臥室空調使用≥8 h/d、日均戶外活動時間<2 h/d、挑食、接觸毛絨玩具為小兒反復呼吸道感染的危險因素。出生孕周<37周者稱為早產兒，早產兒出生時機體尚未發育成熟，若出生后護理不當容易對器官造成不可逆性損傷，致使其在日后生長發育過程中容易出現反復呼吸道感染等感染性疾病[13]。母乳是0～6個月兒童最佳的食物，容易消化吸收，母乳中還含有大量的組胺酶、干擾素、溶菌酶等免疫物質，上述物質吸收入體后可提高嬰幼兒機體免疫力，加強病原微生物的“捕殺”作用，并可中和微生物所釋放的毒素及毒性物質，降低反復感染的風險[14]；還有研究指出0～6個月人工喂養為小兒反復呼吸道感染的危險因素[15]，與本研究報道結果一致。家庭成員吸煙意味著兒童被動吸煙率升高，眾所周知煙草在燃燒時可產生尼古丁、焦油等大量有毒有害物質，長期在此類物質暴露下可使兒童呼吸道上皮細胞受損而增加致病菌侵襲的風險，另外長期煙霧暴露還可使氣管黏膜分泌物增加，導致纖毛運動被阻而使呼吸道防御能力下降，進一步增加了反復呼吸道感染的風險[16]。過敏體質也是引起小兒反復呼吸道感染的重要原因，過敏體質者常有免疫球蛋白E升高、免疫球蛋白A下降，輔助性T淋巴細胞比例失調。近年研究發現，黏膜免疫與呼吸道感染具有密切的關系，在黏膜表面及腺體分泌液中存在大量的免疫球蛋白A，該蛋白是呼吸道黏膜抵御病原體侵襲的重要防線，其水平下降可導致呼吸道黏膜對病原微生物的抵抗力下降，進而易出現呼吸道感染[17]。環境因素對于小兒反復呼吸道感染也有重要的影響，本研究顯示：夏季臥室空調使用≥8 h/d、接觸毛絨玩具為小兒反復呼吸道感染的危險因素，這可能與空調濾網、毛絨玩具容易聚集大量的霉菌等致病菌，若未及時清潔可導致兒童長期接觸病原微生物而引起反復呼吸道感染[18]。戶外活動時間長者接受陽光照射更充分，據相關研究顯示膚色較淺的健康人群每天戶外活動>2 h可使機體產生10 000～20 000 U的維生素D。維生素D具有抑制炎癥反應及促進胰島素分泌的作用，并可通過影響維生素D受體、維生素D結合蛋白等相關蛋白的多態性而調節機體免疫功能，減少反復感染的風險。挑食者則因營養攝入不均衡，使患兒容易出現免疫力下降而反復感染[19]。

列線圖模型為多因素Logistic回歸模型的可視化手段，該模型可將各因素的權重以分數形式直觀展示，計算方便、易于理解。本研究根據多因素Logistic回歸分析為基礎構建小兒反復呼吸道感染的列線圖預測模型，以ROC分析法評估列線圖模型的預測價值，曲線下面積為0.781，95%CI為0.732，0.830，提示本研究建立的模型區分度較好；再以Bootstrap法對列線圖模型進行內部驗證，結果顯示模型表現與理想模型基本擬合，提示模型預測準確度較高。目前國內關于小兒反復呼吸道感染影響因素的研究雖有報道，但構建列線圖的研究極少。列線圖模型與傳統的多因素Logisitc回歸模型相比，除可節省大量的計算過程外，還更容易理解及解釋，通過列線圖模型患兒家長可直觀看到患兒反復呼吸道感染的危險因素及權重程度，有利于引起患兒家屬的重視，加強患兒家屬對疾病的認識，同時在生活中注意相關方面的問題，對患兒預后有積極的意義。

綜上，小兒反復呼吸道感染以革蘭陰性菌感染為主，主要受出生孕周、0～6個月喂養方式、過敏史等因素的影響，臨床應根據上述因素進行針對性干預以提高小兒反復呼吸道感染的治愈率。