支氣管哮喘患兒小氣道功能障礙預測模型的構建與驗證

摘要：目的 分析支氣管哮喘患兒小氣道功能障礙（SAD）的影響因素，并構建SAD風險預測模型。方法 回顧性選取221例支氣管哮喘肺通氣功能正常患兒作為建模組，根據是否存在SAD將患兒分成SAD組（43例）和非SAD組（178例），通過單因素分析及多因素Logistic回歸分析影響SAD發生的相關因素，并構建SAD風險預測模型。另抽取74例支氣管哮喘肺通氣功能正常患兒作為驗證組，采用Hosmer-Lemeshow檢驗評估模型的校準度，繪制受試者工作特征（ROC）曲線及計算曲線下面積（AUC）評價預測模型的預測效能。結果 多因素Logistic回歸分析顯示，哮喘控制不佳（OR=10.722，95%CI：4.044～28.428）、變應性鼻炎處于發作期（OR=4.816，95%CI：1.929～12.023）及使用吸入性糖皮質激素（ICS）或ICS+長效β2受體激動劑（LABA）/白三烯受體拮抗劑（LTRA）時間較長（OR=2.903，95%CI：1.269～6.643）是患兒發生SAD的獨立危險因素（P＜0.05），首次出現疑似哮喘癥狀時年齡較大（OR=0.599，95%CI：0.395～0.907）是保護因素。Hosmer-Lemeshow檢驗顯示，預測模型校準度良好（χ2=8.301，P=0.307），建模組中模型預測支氣管哮喘患兒發生SAD的AUC（95%CI）為0.820（0.749～0.892），敏感度為74.42%，特異度為78.65%；在驗證組中AUC（95%CI）為0.849（0.718～0.981），敏感度為75.00%，特異度為94.83%，準確度為90.54%（67/74）。結論 支氣管哮喘患兒首次出現疑似哮喘癥狀時年齡較小、哮喘控制不佳、變應性鼻炎處于發作期及使用ICS或ICS+LABA/LTRA時間較長時，其發生SAD的風險較高，以此構建的SAD風險預測模型具有較好的預測能力。

關鍵詞：哮喘；兒童；小氣道功能障礙；預測模型

中圖分類號：R725.622.5 文獻標志碼：A DOI：10.11958/20241912

Construction and validation of a prediction model for small airway dysfunction in

children with bronchial asthma

LIU Yanli， XU Wenfu△， FANG Hongjuan

Department of Pediatrics， the Second People's Hospital of Heifei， Hefei 230011， China

△Corresponding Author E-mail： yougu1980@126.com

Abstract： Objective To analyze influencing factors of small airway dysfunction （SAD） in children with bronchial asthma， and construct a risk prediction model for SAD. Methods A total of 221 bronchial asthma children with normal pulmonary ventilation function were retrospectively selected as the modeling group. According to the presence of SAD， children were divided into the SAD group （43 cases） and the non-SAD group （178 cases）. The related factors affecting the occurrence of SAD were analyzed by univariate analysis and multivariate Logistic regression analysis， and risk prediction model of SAD was constructed. In addition， 74 bronchial asthma children with normal pulmonary ventilation function were collected and used as the validation group. Hosmer-Lemeshow test was adopted to evaluate the calibration of the model. Receiver operating characteristic （ROC） curve was drawn and area under the curve （AUC） was calculated to evaluate the predictive efficiency of the prediction model. Results Multivariate Logistic regression analysis showed that poor asthma control （OR=10.722， 95%CI： 4.044-28.428）， allergic rhinitis in the attack stage （OR=4.816， 95%CI： 1.929-12.023） and long use of inhaled corticosteroids （ICS） or ICS/long-acting β2 receptor agonist （LABA， OR=2.903， 95%CI： 1.269-6.643） were independent risk factors for SAD in children （P＜0.05）， and older age at first onset of suspected asthma symptoms （OR=0.599， 95% CI： 0.395-0.907） was a protective factor. Hosmer-Lemeshow test showed good calibration （χ2=8.301， P=0.307）. The AUC， sensitivity and specificity of the model in the modeling group for predicting the occurrence of SAD in children with bronchial asthma were 0.820 （95%CI： 0.749-0.892）， 74.42% and 78.65%， and the AUC， sensitivity， specificity and accuracy of the model in the validation group were 0.849 （95%CI： 0.718-0.981）， 75.00%， 94.83% and 90.54% （67/74）. Conclusion Children with bronchial asthma who are younger at the time of their first suspected asthma symptoms， poor asthma control， allergic rhinitis in the exacerbation phase， and longer duration of use of ICS or ICS+LABA/LTRA are at higher risk of SAD. Therefore， SAD risk prediction model constructed on this basis has good predictive ability.

Key words： asthma; child; small airway dysfunction; prediction model

支氣管哮喘是兒童最常見的慢性呼吸道疾病之一，也是導致兒童住院或死亡的主要原因［1］。據報道，在全球范圍內有11%～14%的5歲以上兒童有哮喘癥狀［2］。有研究認為，盡管近年來兒童支氣管哮喘的死亡率有所下降，但5歲以上支氣管哮喘患兒因呼吸系統疾病導致的死亡率仍是健康兒童的4倍［3］。因此，積極防治兒童支氣管哮喘至關重要。一項國內調查顯示，大約有19.9%的支氣管哮喘患兒的哮喘癥狀未得到良好控制［4］。既往研究證實，小氣道在兒童哮喘發病的早期階段即受到了影響，小氣道慢性炎癥和小氣道功能障礙（small airway dysfunction，SAD）是影響哮喘發展的重要因素［5］。SAD指僅小氣道功能出現減退，而常規通氣功能保持正常的一種病理生理狀態，輕度至中度哮喘患者的SAD發生率為53%～64%，而在嚴重哮喘患者中為75%～90%，且SAD的發生與哮喘控制不佳有關［6］。因此，有必要盡早識別支氣管哮喘患兒發生SAD的高危因素并及時予以干預。目前國內外針對SAD的研究對象多數為成人，有關支氣管哮喘患兒SAD影響因素的研究甚少。本研究通過分析支氣管哮喘患兒SAD的影響因素，構建SAD風險預測模型并對其進行驗證，以期為臨床準確識別SAD高風險患兒提供參考依據。

1 資料與方法

1.1 一般資料 回顧性選取2021年2月—2024年2月于合肥市第二人民醫院復診的221例支氣管哮喘肺通氣功能正常患兒作為建模組，通過分層隨機抽樣的方法另抽取74例支氣管哮喘肺通氣功能正常患兒作為驗證組，將建模組患兒根據是否存在SAD分成SAD組（43例）和非SAD組（178例）。SAD診斷參照《兒童哮喘小氣道功能障礙評估及治療專家共識》中診斷標準［7］：用力呼出50%、75%、25%～75% 肺活量時瞬間流量占預計值百分比（flow when 50%，75%，25%～75% of forced vital capacity has been exhaled as a percentage of" predicted values）即FEF50%pred、FEF75%pred、FEF25%-75%pred中至少2項＜65%，FEF25%-75%pred即最大呼氣中段流量占預計值百分比（maximum midexpiratory flow as a percentage of predicted values，MMEF25-75pred）。納入標準：（1）符合《兒童支氣管哮喘診斷與防治指南（2016年版）》的支氣管哮喘診斷［8］。（2）肺通氣功能正常。（3）年齡6～14歲。（4）接受過吸入性糖皮質激素（inhaled corticosteroids，ICS）或ICS+長效β2受體激動劑（long-acting beta2 agonist，LABA）/白三烯受體拮抗劑（leukotriene receptor antagonists，LTRA）治療6個月以上。（5）有過敏原（塵螨、花粉、肉、蛋、奶等）檢測結果。（6）本地區常住人口。排除標準：（1）無法進行肺通氣功能檢查。（2）合并其他肺部疾病。（3）嚴重肝、心、腎功能障礙患兒。（4）免疫缺陷疾病。（5）患有其他需要使用激素治療的疾病。（6）惡性腫瘤患兒。患兒家長均簽署知情同意書，研究符合赫爾辛基宣言。

1.2 研究方法

1.2.1 臨床資料收集 包括年齡、性別、體質量指數（body mass index，BMI）、病程、首次出現疑似哮喘癥狀時年齡、被動吸煙史、哮喘家族史、哮喘控制情況、過敏原、是否變應性鼻炎、是否變應性鼻炎處于發作期、使用ICS或ICS+LABA/LTRA時間。其中，哮喘控制情況從最近4周內患兒的日間哮喘癥狀超過每周2次、夜間因哮喘憋醒、應急緩解藥物使用超過每周2次及因哮喘而出現活動受限4個方面評估，以上情況存在3～4項表明哮喘未控制，存在1～2項為部分控制，不存在任何情況為控制良好［9］；將部分控制和未控制定義為控制不佳。

1.2.2 血常規檢測 復診時采集全部患兒靜脈血，使用全自動血液分析儀檢測單核細胞計數（monocytes，MONO）、中性粒細胞計數（neutrophils，NEU）、淋巴細胞計數（lymphocytes，LYM）、嗜酸性粒細胞（eosinophil，EOS）、白細胞計數（white blood cells，WBC）、紅細胞計數（red blood cells，RBC）、血紅蛋白（hemoglobin，HGB）、血小板計數（platelets，PLT），使用免疫分析儀監測總免疫球蛋白E（immunoglobulin E，IgE）。

1.2.3 肺通氣功能檢測 使用肺功能儀記錄用力肺活量占預計值百分比（forced vital capacity as a percentage of" predicted value，FVC%pred）、第1秒用力呼氣容積占預計值百分比（forced expiratory volume in the first second as a percentage of predicted value，FEV1%pred）、FEV1/FVC、FEV1/FVC實測值、呼氣流量峰值占預計值百分比（peak expiratory flow as a percentage of value，PEF%pred）以及FEF50%pred、FEF75%pred、MMEF25-75pred。

1.2.4 預測模型構建與驗證 納入SAD組和非SAD組各項資料進行單因素分析，并采用多因素Logistic回歸分析SAD發生的影響因素，根據影響因素構建SAD發生的預測模型，方程為Log（P）=B0+B1X1+B2X2+……+BiXi，采用受試者工作特征（ROC）曲線及曲線下面積（AUC）評估所構建的預測模型的預測效能，采用Hosmer-Lemeshow擬合度檢驗評估模型的校準度。根據驗證組患兒發生SAD的情況進行外部驗證，分析模型預測SAD發生的準確度。

1.3 統計學方法 采用SPSS 26.0軟件分析數據，計數資料以例（%）表示，組間比較行χ2檢驗；符合正態分布的計量資料采用[[x] ±s

]表示，2組間比較行獨立樣本t檢驗；非正態分布資料以M（P25，P75）表示，2組間比較行Mann-Whitney U檢驗。以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 SAD組和非SAD組臨床資料比較 見表1。與非SAD組比較，SAD組病程長，被動吸煙史、哮喘家族史、哮喘控制不佳、變應性鼻炎處于發作期占比高，使用ICS或ICS+LABA/LTRA時間長，首次出現疑似哮喘癥狀時年齡小（P＜0.05），其余資料比較差異無統計學意義。

2.2 SAD組和非SAD組血常規指標比較 與非SAD組比較，SAD組LYM水平較低（P＜0.05），其余指標比較差異無統計學意義，見表2。

2.3 SAD組和非SAD組肺通氣功能指標比較 與非SAD組比較，SAD組FVC%pred、FEV1%pred、PEF%pred、FEV1/FVC、FEV1/FVC實測值、FEF50%pred、FEF75%pred、MMEF25-75pred較低（P＜0.05），見表3。

2.4 建模組支氣管哮喘患兒發生SAD的影響因素分析 排除肺功能指標的影響，以是否發生SAD為因變量（是=1，否=0），以單因素分析中差異有統計學意義（P＜0.05）的指標為自變量，連續變量（病程、首次出現疑似哮喘癥狀時年齡、使用ICS或ICS+LABA/LTRA時間、LYM）輸入原值，分類變量賦值為被動吸煙史（有=1，無=0）、哮喘家族史（有=1，無=0）、哮喘控制（不佳=1，良好=0）、變應性鼻炎處于發作期（是=1，否=0），采用逐步向前法進行多因素Logistic回歸分析。結果顯示，哮喘控制不佳、變應性鼻炎處于發作期及使用ICS或ICS+LABA/LTRA時間較長是影響支氣管哮喘患兒發生SAD的獨立危險因素，首次出現疑似哮喘癥狀時年齡較大是保護因素（P＜0.05）。見表4。

2.5 SAD預測模型構建及校準度分析 根據Logistic回歸分析結果，獲得支氣管哮喘患兒發生SAD風險預測模型的回歸方程，Logit（P）=-3.345-0.513×X1+2.372×X2+1.572×X3+1.066×X4。Hosmer-Lemeshow擬合優度檢驗顯示所構建模型的校準度良好（χ2=8.301，P=0.307）。見圖1。

2.6 支氣管哮喘患兒發生SAD風險預測模型價值 通過繪制支氣管哮喘患兒發生SAD風險預測模型的ROC曲線，結果顯示Logistics回歸模型預測支氣管哮喘患兒發生SAD風險的AUC（95%CI）為0.820（0.749～0.892），敏感度為74.42%，特異度為78.65%。見圖2。

2.7 支氣管哮喘患兒發生SAD風險預測模型的外部驗證 以發生SAD作為結局指標，將74例驗證組數據代入預測模型，結果顯示，模型預測SAD發生15例，未發生59例；驗證組實際發生SAD 16例，未發生SAD 58例；驗證組預測支氣管哮喘患兒發生SAD的AUC（95%CI）為0.849（0.718～0.981），敏感度為75.00%，特異度為94.83%，準確度為90.54%（67/74）。見圖3。

3 討論

支氣管哮喘是一種慢性炎癥性氣道疾病，盡管哮喘癥狀在多數情況下是可以控制的，但實際上仍有部分患兒的哮喘控制不佳［4］。有研究報道，外周小氣道的持續炎癥會導致SAD，從而嚴重影響哮喘的控制情況［10-11］。且SAD顯著增加了哮喘患者的氣道阻力，同時促使其臨床癥狀惡化［12］。一項前瞻性隊列研究顯示，與未合并SAD的支氣管哮喘患兒相比，合并SAD的支氣管哮喘患兒發生重癥哮喘的風險增加5.158倍，而重癥哮喘不僅會導致患兒頻繁住院或急診就診，還會增加其成年后出現慢性阻塞性肺疾病的風險，進而加重社會公共衛生負擔［13］。因此，積極防治SAD對于改善支氣管哮喘患兒的預后具有重要意義。

針對成人的研究發現，高齡、女性、超重、運動誘導的哮喘癥狀發作、有呼吸系統疾病家族史、職業性塵埃暴露史、吸煙史、寵物接觸史、暴露于臭氧、慢性支氣管炎、肺氣腫及哮喘引起的夜間覺醒等因素與哮喘患者發生SAD顯著相關［14-15］。然而，關于兒童支氣管哮喘發生SAD的臨床影響因素的研究相對較少。本研究通過多因素Logistic回歸分析顯示，哮喘控制不佳、變應性鼻炎處于發作期及使用ICS或ICS+LABA/LTRA時間較長是支氣管哮喘患兒發生SAD的獨立危險因素。哮喘控制不佳可能是由于治療等級不夠所致，肺功能會出現持續損傷，從而增加SAD發生風險。但據文獻報道，即使哮喘得到了良好控制，大多數患兒仍存在氣道高反應性和SAD［16］。因此，對支氣管哮喘患兒進行規律和持續的監測尤為關鍵。流行病學證據表明，變應性鼻炎和哮喘之間存在直接聯系，SAD在患有過敏性鼻炎的兒童發展成哮喘之前就會出現［17］。此外，變應性鼻炎可導致全身性氣道炎癥的發生，從而促進疾病進程，最終導致SAD的發生［18］。使用ICS或ICS+LABA/LTRA時間較長可能反映患者哮喘嚴重程度較高，并且治療依從性較差，以致哮喘癥狀無法得到有效控制，哮喘控制不佳會促進SAD的進展；而SAD又是哮喘控制不佳的獨立危險因素，哮喘控制不佳和SAD之間相互影響，兩者互為因果，進一步加劇了患者的病情［19］。本研究中，首次出現疑似哮喘癥狀時年齡較大是支氣管哮喘患兒發生SAD的保護因素。隨著年齡的增長，患兒能夠更好地遵循治療計劃，患兒的體質和免疫力也逐漸增強，進而可能減少SAD發生風險。本研究進一步利用支氣管哮喘患兒發生SAD的影響因素構建發生SAD風險預測模型，模型經Hosmer-Lemeshow檢驗顯示校準度良好，且在建模組中預測SAD發生的AUC（95%CI）為0.820（0.749～0.892），敏感度為74.42%，特異度為78.65%，提示該預測模型在識別支氣管哮喘患兒是否發生SAD方面具有良好的效能。此外，在驗證組中預測模型預測發生SAD的AUC（95%CI）為0.849（0.718～0.981），敏感度為75.00%，特異度為94.83%，準確度為90.54%（67/74），與實際發生率較一致，提示該預測模型具有較好的實際預測能力。本研究預測模型的建立有助于臨床識別支氣管哮喘患兒發生SAD的高危人群，從而盡早對SAD高危人群進行干預，有效預防和控制SAD的發生。但本研究仍存在一定的局限性，所收集的病例數量少，納入的觀察指標有限，且所構建的預測模型預測SAD發生的敏感度、特異度均低于80%，未來的研究工作中有待擴大樣本量、納入更多觀察指標及優化預測模型，進一步尋找影響SAD的風險因素及提升模型的預測能力。

綜上所述，對于支氣管哮喘患兒，首次出現疑似哮喘癥狀時年齡較小、哮喘控制不佳、變應性鼻炎處于發作期及使用ICS或ICS+LABA/LTRA時間較長其發生SAD的風險較高，根據上述影響因素構建的SAD風險預測模型具有較好的預測能力，能夠為支氣管哮喘患兒SAD的發生風險評估提供參考依據。

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（2024-11-19收稿 2025-01-06修回）

（本文編輯 李國琪）

作者單位：合肥市第二人民醫院兒科（郵編230011）

作者簡介：劉艷麗（1992），女，醫師，主要從事呼吸系統疾病方面研究。E-mail：1551785183@qq.com

△通信作者 E-mail：yougu1980@126.com

引用本文：劉艷麗，徐文付，房紅娟.支氣管哮喘患兒小氣道功能障礙預測模型的構建與驗證［J］. 天津醫藥，2025，53（3）：277-282. LIU Y L， XU W F，FANG H J. Construction and validation of a prediction model for small airway dysfunction in children with bronchial asthma［J］. Tianjin Med J，2025，53（3）：277-282. doi：10.11958/20241912.