不同革蘭氏特征病原菌引起的腹膜透析相關性腹膜炎風險預測模型的構建與驗證

張淑蓮

中國人民解放軍陸軍第七十三集團軍醫院檢驗科，福建省廈門市 361000

腹膜透析相關腹膜炎(PDAP)是腹膜透析(PD)治療的主要并發癥，是透析失敗拔管、轉血液透析和患者死亡的常見原因。由于抗生素的廣泛使用，不同地區PDAP相關的致病菌和抗生素耐藥性存在差異。引起PDAP的病原菌包括G+菌、G-菌、真菌等[1]，不同病原菌的敏感抗生素不同。因此在細菌培養結果出來前，能科學預測病原菌的革蘭氏特征，根據革蘭氏特征篩選敏感抗生素，可能對提高抗生素的合理使用，降低耐藥菌的產生有一定價值。國內外以往研究主要集中于PDAP病原菌特征、藥敏結果、引起PDAP的獨立影響因素分析以及預后[2]，少量的研究分析了G-菌、G+菌性PDAP獨立影響因素，對臨床預測病原菌革蘭氏特征價值較低。本文在總結以往研究結論的基礎上，基于二元Logistic回歸分析的原理，構建不同革蘭氏特征病原菌性腹膜透析相關性腹膜炎風險預測模型，并對模型的預測效能進行驗證，具體研究如下。

1 對象與方法

1.1 研究對象 回顧性分析2015年1月—2022年7月間我院治療的PDAP共138例次，PDAP診斷標準如下[3]：(1)腹痛、腹水渾濁，伴或不伴有發熱。(2)腹透液白細胞(WBC)計數>100×106/L，中性粒細胞(N)占比>50%。(3)腹透液中病原菌培養陽性。納入后續模型分析排除標準：腹透液細菌培養陰性、培養為真菌感染、G-和G+細菌混合感染、惡性腫瘤、臨床資料不完整。

1.2 儀器與試劑 生化項目和腹透液離子檢測由日本東芝儀器完成；降鈣素原(PCT)檢測由羅氏E801及配套試劑完成；細菌鑒定與藥敏由梅里埃鑒定儀(VITEK-2 Compact)及相應的鑒定卡和藥敏卡檢測完成，所有試劑均處于有效期內，所有儀器均做好日常維護和質控，確保檢測結果準確。

1.3 方法

1.3.1 細菌培養：臨床醫生采用無菌操作方式采集腹透液20ml，需氧和厭氧血液培養瓶分別接種10ml，及時送往檢驗科進行增菌培養。儀器報警后，取培養液進行革蘭氏染色，發現真菌孢子則接種沙堡弱培養基或血瓊脂，35℃過夜。未見真菌孢子，則將培養液接種血平板或巧克力平板，觀察平板上單個菌落特征，挑取單個菌落，參考《全國臨床檢驗操作規程》(第4版)[4]技術要求，對病原菌進行鑒定。

1.3.2 臨床資料的收集：查詢所有研究對象當次的腹膜炎的臨床資料，包括發病當時年齡、身高、體重、腎功能、基礎疾病、透析時間、入院時是否有發熱和腹痛、降鈣素原(PCT)、腹透液離子檢測結果。根據細菌鑒定結果，參考排除標準后，將所有研究對象分為G+菌組和G-菌組，比較兩組間臨床資料的差異，將單因素分析中有統計學意義的指標納入二元Logistic回歸分析，根據回歸分析的原理構建不同革蘭氏特征病原菌性PDAP風險預測模型，并對模型預測效能進行驗證。

2 結果

2.1 PDAP病原菌構成 2015年1月—2022年7月間，我院共發生PDAP 138例次，其中39例次細菌培養陰性，102例次培養陽性，陽性率73.71%，共檢出病原菌105株，其中G+菌56株，占比53.33%，G-菌43株，占比40.95%，真菌6株，占比5.71%。G+菌中，金黃色葡萄球菌占比最高(20.95%)，其次為凝固酶陰性葡萄球菌(16.19%)。G-菌中，大腸埃希菌占比最高(14.29%)，其次為鮑曼不動桿菌。真菌中，白色念珠菌檢出3株，占比2.86%。見表1。

表1 引起PDAP病原菌構成

2.2 G+菌、G-菌性PDAP臨床資料差異 在排除G+、G-菌混合感染、真菌感染后，剩余91例次納入單因素分析中。單因素分析顯示，G-菌組年齡、發熱占比、腹痛占比、PCT均明顯高于G+菌組，差異有統計學意義(P均<0.05)，兩者間其余臨床資料差異無統計學意義(P均>0.05)，見表2。

表2 不同革蘭氏特征性PDAP臨床資料差異

2.3 G-菌性PDAP二元Logistic回歸分析與預測模構建 將單因素分析中有統計學意義的指標納入二元Logistic回歸分析，不同變量間賦值如下：發熱賦值“1”、無發熱賦值“0”，腹痛賦值“1”，無腹痛賦值“0”，年齡和PCT均按原始數據納入。二元Logistic回歸分析顯示：年齡、發熱、腹痛、PCT均為G-菌性PDAP的獨立影響因素，其OR值分別為1.096、2.716、4.088、2.462(P均<0.05)。構建G-菌性PDAP預測模型：P=1/{1+EXP[-(-11.887+0.092×腹痛+0.999×發熱+1.408×腹痛+0.901×PCT)]}，見表3。

表3 G-菌性PDAP多因素分析

2.4 模型預測效能評估 將以上臨床指標代入風險預測模型，得出G-菌性PDAP預報概率，以是否G-菌為因變量，預報概率為自變量進行ROC分析。模型預測G-菌性PDAP的AUC為0.768(0.680～0.857)，最佳截斷值為0.412，模型預測敏感度為77.50%，特異性為76.47%，Youden指數為0.540，準確率為76.92%，見圖1。預測模型與隨機面積0.500比較，差異有統計學意義(Z=3.572，P<0.05)。經Hosmer-Lemeshow擬合優度檢驗顯示，χ2=3.021，DF=6，P=0.72，擬合度較好說明模型有較好的校準度。

圖1 風險預測模型ROC分析

3 討論

PD為終末期腎病長期腎臟替代治療的手段，具有操作簡單、費用低廉、血流動力影響小、保存殘余腎功能、更自由、更獨立生活方式等優點，目前在臨床得到廣泛應用。PDAP是PD常見的并發癥，可以導致PD技術失敗、轉血透甚至死亡，嚴重的腹膜炎可以引起腹膜結構和功能變化[5]，導致超濾失敗。腹透液細菌培養是診斷PDAP的金標準之一，但是細菌培養耗時較長，細菌培養結果報告之前，臨床常采用廣譜抗生素或者經驗性抗生素予以治療，而廣譜抗生素的大量使用不僅會增加耐藥菌的產生，同時可能導致患者醫療成本、生物毒性、藥物不良反應風險的增加[6]。引起PDAP病原菌中，真菌預后較差，其次為G-菌，G+菌性PDAP預后最好。因此，如果早期能對病原菌革蘭氏特征進行鑒別，能有效減少廣譜抗生素的使用，讓治療更為精準，其次能對患者不良預后進行把控。

ISPD建議PDAP患者腹透液細菌培養陽性率應超過85%，國內對腹透液細菌培養陽性率大多低于85%，且波動范圍較廣[7]。本研究發現，PDAP患者病原培養陽性率為73.71%，低于ISPD建議標準，可能與患者來我院治療前自行服用抗生素或于社區醫院、診所等不具備細菌培養的醫療機構進行治療后轉院至我院治療有關，對于此類患者應該加強細菌培養必要性的科普教育，于治療前采集樣本，提高病原菌檢出率。大量研究發現，PDAP病原菌以G+菌為主，其次為G-菌，真菌占比最低，且G-菌占比有上升的趨勢[8]。與以往研究相符，本研究同樣以G+菌為主，其次為G-菌，但是本研究未分析不同年度間病原菌變化趨勢，需要后續進一步研究。本研究目的為分析風險預測模型對G+菌和G-菌性PDAP的預測價值，因此在后續建模分析中只納入單獨一種細菌樣本或者混合感染中相同革蘭氏特征樣本，而對真菌感染和不同革蘭氏特征混合感染予以排除。

本文通過單因素分析G+菌和G-性PDAP臨床資料的差異，通過多因素分析進一步確認相關影響因素后構建風險預測模型，對不同革蘭氏特征病原菌性PDAP進行預測和驗證。Zeng Y等[9]研究法發現，G-菌性PDAP年齡高于G+，認為G-菌性腹膜炎是典型的腸源性感染，老年腹膜透析患者胃腸道疾病的發病率較高，包括便秘、腸系膜缺血、憩室病和惡性腫瘤，與本文結果相符。既往研究發現，血流感染(BSI)中感染源為G-菌患者發熱比率和持續時間均明顯高于G+菌患者[10]。本研究發現，G-菌性PDAP初期臨床表現中發熱占比高于G+菌，可能與G-菌菌體、肽聚糖以及內毒素有關。Zurowska A等[11]研究證實，G-菌性PDAP最初臨床癥狀通常較嚴重，腹痛占比明顯高于G+菌性PDAP，臨床特征的差異可能與G-菌脂多糖和強毒力引起的免疫反應有關，與本研究結果相符。PCT已被廣泛應用于感染性疾病的診斷、預后評估，在BSI中，PCT已被證實與病原菌革蘭氏特征有關，高濃度PCT往往提示G-菌性BSI[12]。栗萍等[13]研究發現，G-菌性腹膜炎患者PCT濃度明顯高于G+菌性腹膜炎，PCT對區分兩種類型病原有較好預測價值，與本研究結果相符。經二元Logistic回歸分析，年齡、發熱、腹痛、PCT菌為G-菌性PDAP的獨立影響因素，根據二元Logistic回歸分析原理，將以上影響因素均納入風險預測模型中。

通過對風險預測模型的效能進行驗證，發現模型預測AUC為0.768(0.680～0.857)，最佳截斷值為0.412時，模型預測敏感度為77.50%，特異性為76.47%，說明模型有較好的預測效能，Hosmer-Lemeshow擬合優度檢驗說明模型有較好的校準度，適合在臨床進行驗證、應用與推廣。本研究存在一定的局限性：(1)未分析不同革蘭氏特征病原菌在不同年度占比，無法判斷病原菌變化趨勢。(2)未進一步分析不同病原菌藥敏反應結果以及臨床經驗性治療與藥敏反應的吻合度。(3)因為本研究為單中心、回顧性分析，樣本納入偏少，無法將研究對象分為建模組和驗證組，因此無法對模型進行外部驗證。以上不足之處有待后續采用多中心、大樣本、前瞻性研究予以證實。

綜上所述，本文基于二元Logistic回歸分析原理構建了不同革蘭氏特征病原菌性PDAP風險預測模型，經驗證該模型具有較好的預測敏感度和特異性，適合在臨床進行應用和推廣。通過對PDAP患者病原菌革蘭氏特征進行預判，方便臨床及時、針對性采用敏感抗生素進行治療，減少盲目廣譜抗生素的使用，提高疾病的治愈率。