老年胃腸癌術(shù)后全身炎癥反應(yīng)綜合征危險因素分析及預(yù)測模型建立*

林洪巖 劉馨 李濤 陳東旭 李茜

(四川大學華西醫(yī)院麻醉科,四川 成都 610041)

全身炎癥反應(yīng)綜合征(Systemic inflammatory response syndrome, SIRS)是機體對感染、手術(shù)、創(chuàng)傷等有害刺激的防御反應(yīng),當抗炎與促炎因子平衡被破壞時可引起炎癥級聯(lián)反應(yīng),導(dǎo)致器官損害,甚至引起死亡[1]。外科手術(shù)時皮膚和組織器官屏障破壞,可導(dǎo)致促炎和抗炎物質(zhì)穩(wěn)態(tài)失調(diào),炎癥介質(zhì)和炎癥因子分泌增加,造成炎癥反應(yīng)[2-3]。控制不佳可發(fā)展為感染性并發(fā)癥,甚至膿毒血癥,導(dǎo)致機體多器官功能衰竭。既往研究報道,手術(shù)后SIRS發(fā)生率為6.9%～63.3%[4-5]。而術(shù)后SIRS的發(fā)生可以增加患者死亡率和重癥監(jiān)護病房(Intensive Care Unit, ICU)入住率,增加術(shù)后感染風險和延長住院時間[6-8]。

胃腸癌發(fā)生率在全球十大癌癥中排名第三位,死亡率排名第二位,胃腸癌的最有效治療方法是手術(shù)切除、放療和藥物治療,而隨著全球人口老齡化的加劇和人類發(fā)展指數(shù)的增加,其發(fā)病率和手術(shù)量呈逐年上升狀態(tài)[9-11]。老年患者因生理功能下降,且合并多種疾病,術(shù)后并發(fā)癥的發(fā)生率是非高齡患者的2倍,嚴重并發(fā)癥的發(fā)生率是非高齡患者的5倍[12-15]。手術(shù)可導(dǎo)致炎癥因子大量分泌,快速向傷口或感染病灶聚集,形成炎癥反應(yīng)。當抗炎與促炎反應(yīng)失衡時,炎癥反應(yīng)加重,如不及時干預(yù),可引起全身炎癥反應(yīng),嚴重影響預(yù)后和轉(zhuǎn)歸[16-19]。因此,老年胃腸癌患者術(shù)后SIRS的早期防治具有重要的臨床意義。目前針對老年胃腸癌患者術(shù)后SIRS發(fā)生的預(yù)測模型較少,且預(yù)測效果不佳。本研究擬基于圍術(shù)期診療數(shù)據(jù),構(gòu)建老年胃腸癌患者術(shù)后SIRS發(fā)生的預(yù)測模型,以期為臨床早期防治措施的制定提供分級依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料 本研究回顧性納入2015年1月—2020年12月在四川大學華西醫(yī)院行擇期胃腸癌手術(shù)的老年患者。研究數(shù)據(jù)從四川大學華西醫(yī)院數(shù)據(jù)庫和華西醫(yī)院手麻系統(tǒng),醫(yī)院管理信息系統(tǒng)提取。納入標椎:①年齡≥65歲。②擇期行胃腸癌手術(shù)。③手術(shù)時間>2 h。排除標準:①術(shù)前已有嚴重感染性并發(fā)癥(如膿毒血癥、感染性休克)。②數(shù)據(jù)缺失。本研究獲四川大學華西醫(yī)院倫理委員會批準[2019年審(641)號],并豁免知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 資料收集 年齡、性別、BMI、吸煙史、高血壓、糖尿病、冠心病、呼吸系統(tǒng)疾病、血小板(PLT)、血紅蛋白(HGB)、白細胞計數(shù)(WBC)、單核細胞計數(shù)(MONO)、淋巴細胞計數(shù)(LYM)、中性粒細胞計數(shù)(NE)、手術(shù)時間、術(shù)中出血、術(shù)中輸液、術(shù)中輸血、美國麻醉師協(xié)會(ASA)分級、手術(shù)類型、術(shù)后住院時間、術(shù)后是否轉(zhuǎn)入ICU、術(shù)后感染并發(fā)癥、SIRS、術(shù)后30 d內(nèi)死亡率。并基于生化指標計算中性粒細胞與淋巴細胞比值(NLR)、血小板與淋巴細胞比值(PLR)、淋巴細胞與單核細胞比值(LMR)、全身炎癥反應(yīng)指數(shù)(SIRI)、系統(tǒng)性免疫炎癥指數(shù)(SII)。

1.2.2 結(jié)局指標 主要結(jié)局指標為胃腸癌患者術(shù)后SIRS發(fā)生率。次要結(jié)局指標為術(shù)后30 d內(nèi)死亡率、術(shù)后感染性并發(fā)癥(肺炎、傷口感染、尿路感染、腹腔感染等)發(fā)生率、術(shù)后ICU入住率、術(shù)后住院總時長及術(shù)后醫(yī)療總費用。

2 結(jié)果

2.1 患者基本情況 本研究共納入1169例老年胃腸癌患者數(shù)據(jù),根據(jù)其術(shù)后是否發(fā)生SIRS分為兩組,共有99例(8.5%)患者術(shù)后發(fā)生SIRS。兩組患者在性別、吸煙史、高血壓、糖尿病等并發(fā)癥和ASA分級及手術(shù)類型等方面比較差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05);BMI、手術(shù)時間和術(shù)中出血SIRS組均高于非SIRS組,而非SIRS組患者年齡更小(P<0.05),見表1。

表1 兩組患者基線資料比較

2.2 SIRS對患者術(shù)后轉(zhuǎn)歸的影響 術(shù)后30 d內(nèi)死亡率、術(shù)后感染性并發(fā)癥發(fā)生率、術(shù)后ICU入住率、術(shù)后住院時間、術(shù)后醫(yī)療費用、住院總費用,SIRS組患者均高于非SIRS組(P<0.05),見表2。

表2 兩組患者術(shù)后轉(zhuǎn)歸及醫(yī)療費用對比

2.3 兩組患者手術(shù)前后實驗室指標對比 SIRS組患者在術(shù)前PLT,術(shù)后WBC、PLT、NE%、NE、NLR、PLR、SIRI、SII均高于非SIRS組,而在術(shù)后LYM%、HGB均低于非SIRS組,差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05),見表3。

表3 兩組患者實驗室指標對比

2.4 SIRS的危險因素分析 單因素Logistics回歸分析顯示,兩組患者BMI、年齡、手術(shù)時間、術(shù)前PLT、術(shù)后LYM%、WBC、MONO%、HGB、PLT、NE%、NE、NLR、PLR、SIRI、SII存在差異(P<0.05),見表4。

表4 單因素Logistics回歸分析SIRS危險因素

2.5 預(yù)測模型的建立

2.5.1 單因素分析 將與SIRS相關(guān)的15個變量納入LASSO回歸,采用10倍交叉驗證,選取非零的相關(guān)變量,再將其進行多因素Logistics回歸分析,進行預(yù)測模型的建立。最終選出五個相關(guān)變量:患者BMI、手術(shù)時間、術(shù)后WBC、HGB、NLR,見圖1。通過R語言survival、lattice、ggplot2、Hmisc、rsm、car、pROC包進行列線圖、ROC曲線和校準曲線的繪制,見圖2。BMI指數(shù)、手術(shù)時間,術(shù)后WBC、NLR是術(shù)后SIRS發(fā)生的危險因素,術(shù)后HGB是其保護因素。該模型AUC=0.760(95%CI:0.671～0.772,P<0.001),提示本預(yù)測模型預(yù)測性能較好。使用內(nèi)部重抽樣驗證(抽樣次數(shù)500),內(nèi)部驗證模型的AUC為0.759,與初步模型相似。校準曲線評估模型的一致性,布萊爾評分為0.072,提示總體而言預(yù)測模型具有良好的預(yù)測能力。

圖1 使用最小絕對收縮和選擇算子(LASSO)回歸進行特征變量選擇

圖2 列線圖及其ROC曲線下面積和校準曲線

2.5.2 風險計算示例 一名老年胃腸癌患者術(shù)前BMI 25 kg/m2(52分)手術(shù)時間4 h(57分),術(shù)后WBC為12×109/L(78分)術(shù)后HGB為100 g/L(0分),術(shù)后NLR為9(95分),該患者發(fā)生術(shù)后SIRS的總風險得分291分,其術(shù)后SIRS發(fā)生風險為28%。

2.6 預(yù)測模型與術(shù)后WBC對SIRS預(yù)測的ROC對比 預(yù)測模型對SIRS預(yù)測的ROC曲線下面積0.760(95%CI:0.671～0.849,P<0.001),敏感性0.818,特異性0.570,高于術(shù)后WBC對SIRS預(yù)測的ROC曲線下面積0.679(95%CI:0.624～0.734,P<0.001),敏感性0.717,特異性0.595,見圖3。證實了預(yù)測模型較單一預(yù)測因子具有更好的預(yù)測效能。

圖3 預(yù)測模型與術(shù)后白細胞對術(shù)后SIRS發(fā)生預(yù)測的ROC曲線分析

3 討論

SIRS是機體對傷害刺激的一種過激的防御反應(yīng),是炎癥反應(yīng)失調(diào)的結(jié)果。臨床醫(yī)師可通過心率增快,呼吸頻率加快,體溫升高等一系列臨床表現(xiàn)癥狀進行診治。老年患者,由于存在延遲免疫,早期各器官對炎癥反應(yīng)變化遲緩,臨床表現(xiàn)出現(xiàn)較遲,導(dǎo)致SIRS的發(fā)生偏晚,但癥狀較重,預(yù)后較差[20-21]。本研究中,老年胃腸癌患者術(shù)后SIRS發(fā)生率為8.5%,與既往研究報道的術(shù)后SIRS發(fā)生率6.8%～63.3%相符[4-5]。SIRS組患者與非SIRS組相比,術(shù)后30 d內(nèi)死亡率上升,術(shù)后感染發(fā)生率和術(shù)后ICU入住率增加,住院時間延長,醫(yī)療負擔加重,嚴重影響患者術(shù)后轉(zhuǎn)歸,與已往研究情況相一致[6-8]。

手術(shù)時,機體組織的破壞可以導(dǎo)致細胞損傷,破壞機體屏障和內(nèi)穩(wěn)態(tài),同時感染物質(zhì)入侵引起炎癥級聯(lián)反應(yīng)。當機體無法調(diào)整促炎與抗炎細胞平衡時,可引起全身炎癥反應(yīng),繼續(xù)發(fā)展可出現(xiàn)膿毒血癥甚至多器官功能障礙。炎癥因子,如WBC、NE、LYM等,是炎癥反應(yīng)早期免疫細胞,其變化可以用于判斷炎癥的進展及作為炎癥反應(yīng)的預(yù)測因子[2]。本研究術(shù)后SIRS發(fā)生的平均時間為(3.80±2.50)d,與既往研究報道的SIRS診斷時間3 d相符[22]。因此,本研究收集術(shù)后24 h內(nèi)的炎癥因子可以早期反應(yīng)患者體內(nèi)的炎癥反應(yīng)狀況,同時結(jié)合術(shù)前、術(shù)中變量對術(shù)后SIRS進行預(yù)測,可以很好預(yù)測術(shù)后SIRS的發(fā)生并進行診治。

本研究分析得到術(shù)前BMI、術(shù)中手術(shù)時間,術(shù)后WBC、NLR、HGB是術(shù)后SIRS的獨立危險因素。術(shù)前BMI、術(shù)中手術(shù)時間,術(shù)后WBC、NLR是SIRS的危險因素,術(shù)后HGB是其保護因素。通過以上變量建立的列線圖預(yù)測模型(AUC:0.760,敏感性:0.818,特異性:0.570)具有很好的預(yù)測效能,且比術(shù)后WBC對SIRS預(yù)測(AUC:0.679,敏感性:0.717,特異性:0.595),具有更好的預(yù)測效能。模型中預(yù)測變量BMI與既往研究相符,BMI越高,術(shù)后SIRS與感染的發(fā)病風險增加,且持續(xù)時間延長[23-24]。有學者研究[2,25]證實了術(shù)中手術(shù)時間>4 h是SIRS發(fā)生的危險因素,同樣與本研究吻合。術(shù)后WBC與NLR升高提示炎癥反應(yīng)增加,已經(jīng)被證實是SIRS和術(shù)后感染發(fā)生較準確的炎癥預(yù)測因子,且是血常規(guī)中常見的炎癥指標,為早期SIRS預(yù)測的重要指標[26-27]。同樣有研究證實術(shù)后低HGB(<80g/L)可增加術(shù)后感染和炎癥反應(yīng)風險,也是患病率和死亡率的危險因素[28-29]。因此該預(yù)測模型具有較好的臨床預(yù)測價值,可在早期預(yù)測SIRS的發(fā)生,做到提前干預(yù),減少SIRS的發(fā)生或縮短SIRS持續(xù)時間。有研究證實SIRS持續(xù)時間越長,死亡率和術(shù)后感染發(fā)生率越高[30]。模型中術(shù)后WBC、HGB、NLR為血常規(guī)指標,為術(shù)后常規(guī)檢查指標,普適性強,所以本預(yù)測模型對術(shù)后SIRS的預(yù)測具有較好的實用性,可以在早期準確地預(yù)測SIRS的發(fā)生,從而進行治療與干預(yù),減少或者阻止炎癥反應(yīng)的繼續(xù)發(fā)展,降低對患者的損害,提高生存質(zhì)量和生存率。本研究不足之處在于,該研究數(shù)據(jù)為四川大學華西醫(yī)院單中心數(shù)據(jù),缺少外部驗證數(shù)據(jù),研究結(jié)果可能有一定的偏倚,下一步我們將進行多中心研究,提高預(yù)測模型的準確性與普適性。

4 結(jié)論

老年胃腸癌患者術(shù)后發(fā)生SIRS可使患者術(shù)后30 d死亡率、術(shù)后感染率、術(shù)后ICU入住率、術(shù)后住院時間、術(shù)后醫(yī)療費用增加,嚴重影響患者預(yù)后。以BMI、手術(shù)時間、術(shù)后WBC、NLR和HGB建立的預(yù)測模型對術(shù)后SIRS的發(fā)生具有較高的預(yù)測效能和良好的臨床適用性。