經(jīng)頸靜脈肝內(nèi)門腔靜脈分流術(shù)后早期肝性腦病列線圖的建立和驗證

李應(yīng)龍 龐樺進(jìn) 何曉峰

經(jīng)頸靜脈肝內(nèi)門腔靜脈分流術(shù)（transjugular intrahepatic portosystemic shunt，TIPS）主要是通過在肝內(nèi)肝靜脈與門靜脈主干之間建立分流通道，從而快速有效降低門靜脈壓力，預(yù)防食管胃底靜脈曲張破裂再出血、促進(jìn)腹水吸收。該手術(shù)創(chuàng)傷小、恢復(fù)快，受到臨床廣泛關(guān)注。然而，TIPS 的門-體分流通道在快速降低門靜脈壓力的同時，其術(shù)后主要并發(fā)癥——肝性腦?。╤epatic encephalopathy，HE）卻越來越多［1-2］。為有效防治TIPS 術(shù)后HE，國內(nèi)外眾多學(xué)者對TIPS 術(shù)后HE 的相關(guān)危險因素進(jìn)行了積極而又富有成效的探索［3-7］。已有學(xué)者建立了TIPS 術(shù)后早期HE 的臨床預(yù)測模型（clinical prediction models，CPMs）［8］，但計算較為繁瑣，且缺乏有效的臨床效能評估。本文綜合評估目前臨床中常見的風(fēng)險預(yù)測因素，擬構(gòu)建一個TIPS 術(shù)后早期HE 列線圖，并進(jìn)行全面臨床效能評估，現(xiàn)報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料收集南方醫(yī)科大學(xué)南方醫(yī)院2013-2016年因肝硬化門脈高壓行TIPS 患者的臨床數(shù)據(jù)。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）因肝硬化門脈高壓發(fā)生1 次或1 次以上食管胃底靜脈曲張破裂大出血；（2）肝硬化門脈高壓并頑固性腹水。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）肝癌患者（包含原發(fā)性和繼發(fā)性肝癌）；（2）合并有嚴(yán)重的心、肺、腎等重要臟器疾??；（3）TIPS 術(shù)后3 個月內(nèi)失訪病例。納入研究262 個病例（表1）。

1.2 TIPS 術(shù)后早期HE 定義早期HE 為TIPS 術(shù)后3 個月內(nèi)發(fā)生的HE。本研究中所提及的HE 均為有臨床癥狀的HE，即根據(jù)West Haven 分級標(biāo)準(zhǔn)≥1 級的HE［9-10］。

1.3 研究方法本研究為回顧性研究，為確保收集的臨床資料盡可能真實有效，收集資料前制定嚴(yán)格的質(zhì)量控制系統(tǒng)?；颊呖偰懠t素、INR、纖維蛋白原等實驗室檢查資料選取TIPS 術(shù)前1 周內(nèi)結(jié)果。TIPS 術(shù)后常規(guī)服用乳果糖口服溶液保持大便通暢預(yù)防HE，口服劑量遵循個體化原則，大便性狀以軟便為宜。

在納入研究的262例患者中，使用SPSS 軟件抽取70%病例資料作為訓(xùn)練集構(gòu)建臨床預(yù)測模型列線圖，剩余30%病例資料作為驗證集對模型進(jìn)行驗證。患者在術(shù)前均簽署了手術(shù)知情同意書并通過醫(yī)院倫理委員會審查。

根據(jù)TIPS 術(shù)后患者是否發(fā)生早期HE，將研究對象分為術(shù)后早期HE 組和無早期HE 組。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法使用SPSS 21.0（IBM corp，Armonk，New York，USA）軟件、STATA 13.0（Stata corp，Texas，USA）軟件和R3.5.1 語言進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析。計量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差形式表達(dá)；將連續(xù)性變量指標(biāo)進(jìn)行自然對數(shù)（ln）轉(zhuǎn)換以改善參數(shù)分布的正態(tài)性。將納入研究的危險因素先進(jìn)行單因素Logistic 回歸分析，單因素分析有統(tǒng)計學(xué)意義的變量指標(biāo)再納入到多因素Logistic 回歸分析，并根據(jù)最終變量的回歸系數(shù)構(gòu)建個體化列線圖預(yù)測模型。對構(gòu)建的列線圖預(yù)測模型進(jìn)行臨床效能評估及驗證：使用ROC 曲線對預(yù)測模型的區(qū)分度進(jìn)行評估；使用Hosmer-Lemeshow 檢驗及Calibration散點圖對預(yù)測模型的校準(zhǔn)度進(jìn)行評估；使用決策曲線分析法（decision curve analysis，DCA）評估CPMs的臨床實用性。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

表1 納入研究患者的一般資料Tab.1 General information of study patients±s

表1 納入研究患者的一般資料Tab.1 General information of study patients±s

注：#其他：包括自身免疫性肝硬化、膽汁淤積性肝硬化、不明原因肝硬化；*CTP 評分：根據(jù)總膽紅素、PT、ALB、是否合并腹水、是否合并HE 綜合評分；△MELD 評分：根據(jù)肌酐、INR、膽紅素、肝硬化病因構(gòu)成的公式計算；ALB，白蛋白；PT，凝血酶原時間；INR，國際標(biāo)準(zhǔn)化大值；1 mmHg=0.133kPa

納入研究病例（n=262）訓(xùn)練集（n=183）人口基線特征男 女年齡（歲）肝硬化病因（%）乙型肝炎丙型肝炎酒精性其他#生化指標(biāo)ALB（g/dL）總膽紅素（mg/dL）肌酐（mg/dL）Na+（mEq/L）PT（s）血纖維蛋白原（g/L）INR Child-Pugh 分級（%）A 級B 級C 級CTP 評分*MELD 評分△肝血流動力學(xué)TIPS 術(shù)前門脈壓力（mmHg）TIPS 術(shù)后門脈壓力（mmHg）TIPS 術(shù)后早期HE（%）Ⅰ級Ⅱ級Ⅲ級Ⅳ級80.2%19.8%50.4±12.2 77.2%22.8%52.6±10.9 74.3 1.6 10.4 13.7 70.9 6.3 12.7 10.1 3.3±0.6 1.5±1.4 0.9±0.2 139.7±3.1 15.7±2.3 1.7±0.7 1.4±0.2 3.4±0.5 1.2±0.9 0.9±0.3 139.8±2.5 15.4±2.4 1.5±0.6 1.4±0.2 25.7 62.3 12.0 7.5±1.7 7.9±4.8 26.6 58.2 15.2 7.5±1.9 6.9±5.0 29.5±5.2 18.8±4.2 29.6±4.2 18.5±4.2 65.5 27.6 3.4 3.4 86.7 13.3 0.0 0.0

2 結(jié)果

2.1 一般資料最終納入研究262例患者，其中女52例，男210例。平均隨訪時間1.8年（0.1～3.9年）。TIPS 術(shù)后共有91例（91/262，34.7%）患者發(fā)生HE，其中，有86例（86/91，94.5%）HE 為West Haven 分級Ⅰ～Ⅱ級，共有73例（73/91，80.2%）患者在術(shù)后3 個月內(nèi)發(fā)生HE；共有33例（33/262，12.6%）患者死亡。

2.2 構(gòu)建列線圖（alignment diagram，Nomogram）以TIPS 術(shù)后3 個月內(nèi)是否發(fā)生HE 為因變量，分別以年齡、病因、手術(shù)適應(yīng)證、肌酐、纖維蛋白原、Na+、PT、INR、ALB、總膽紅素、術(shù)前MELD 評分、Child-Pugh 評分、Child-Pugh 分級、穿刺門靜脈分支位置、分流道支架直徑大小、是否栓塞曲張靜脈、術(shù)前術(shù)后的門靜脈壓力、術(shù)前術(shù)后門靜脈壓力差20 項指標(biāo)作為自變量，分別進(jìn)行Logistic 單因素分析以及多因素分析（表2）。最終結(jié)果具有統(tǒng)計學(xué)意義的變量指標(biāo)為：年齡、Child-Pugh 分級、ln（纖維蛋白原）。

表2 建模組單因素及多因素分析結(jié)果Tab.2 Univariate and multivariate analysis results of modeling group

將基于Logistic 回歸分析篩選出的三項變量指標(biāo)進(jìn)行整合繪制列線圖（圖1）。根據(jù)列線圖可以快速計算出某個患者TIPS 術(shù)后早期HE 的發(fā)生風(fēng)險概率。例如，一位肝功能為Child-Pugh A 級，纖維蛋白原2.0 g/L 的72 歲患者，由列線圖可見：年齡＞65 歲，Child-Pugh A 級，ln（2.0）=0.7，對應(yīng)的第一條線段Points 分值分別為44 分、0 分、34 分；44+0+34=78 分，在Total Points 線段中78 分對應(yīng)預(yù)測概率Predicted Risk 線段的0.28，提示該患者發(fā)生術(shù)后早期HE 的風(fēng)險為28%。

2.3 預(yù)測模型的評估與驗證

2.3.1 預(yù)測模型區(qū)分度的評估與驗證預(yù)測模型ROC 曲線顯示（圖2），預(yù)測概率P 值的曲線下面積（AUC）0.805，95%CI：0.732～0.877，提示模型具有較好的區(qū)分度。驗證組ROC 曲線示（圖3），AUC 為0.816，標(biāo)準(zhǔn)誤0.050，95%CI：0.719～0.914；與建模組比較（Z 檢驗），差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P=0.86），說明該CPMs 在驗證組和建模組中都具有同等良好的區(qū)分度。

2.3.2 預(yù)測模型校準(zhǔn)度的評估與驗證預(yù)測模型Hosmer-Lemeshow 檢驗，提示預(yù)測模型準(zhǔn)確性較高（χ2=5.98，P=0.817）；同時繪制Calibration 散點圖（圖4），圖示10 個散點（圓圈）均未顯著偏離參考線，說明本CPMs 具有較高的準(zhǔn)確性。驗證組繪制Calibration 散點圖（圖5）。同樣，根據(jù)P值及Calibration 散點圖均提示該預(yù)測模型Predicted 值和Observed 值具有較好的一致性（χ2= 5.20，P=0.877），該CPMs 在驗證組中使用時也具有較高的準(zhǔn)確性。

圖1 TIPS 后早期HE 列線圖Fig.1 Nomogram of early hepatic encephalopathy after TIPS

圖2 建模組AUC=0.805Fig.2 Modeling group AUC= 0.805

圖3 驗證組AUC=0.816Fig.3 Verification group AUC= 0.816

圖4 建模組Calibration 散點圖Fig.4 Calibration plot of modeling group

圖5 驗證組Calibration 散點圖Fig.5 Calibration plot of validation group

2.3.3 預(yù)測模型臨床實用性的評估與驗證在CPMs的DCA 圖中（圖6）：主要有三條曲線，紅線代表TIPS 術(shù)后所有患者都沒有發(fā)生早期HE 時的臨床凈獲益（Net Benefit）為0；藍(lán)線代表TIPS 術(shù)后所有患者都發(fā)生早期HE時的Net Benefit，是一條斜率為負(fù)值的反斜線；綠色DCA 曲線高于兩條極端曲線部分，Threhold Probablity（閾概率）取值在0.11～0.82區(qū)間時，CPMs具有臨床實用價值。驗證組DCA決策曲線顯示（圖7）：綠色DCA 決策曲線Threhold Probablity 在0.10 ～0.68 區(qū)間時高于藍(lán)色斜線和紅色橫線，提示本研究構(gòu)建的CPMs 應(yīng)用到驗證組中同樣具有臨床實用價值。

3 討論

圖6 建模組DCAFig.6 DCA of modeling group

圖7 驗證組DCAFig.7 DCA of validation group

隨著醫(yī)學(xué)模式由循證醫(yī)學(xué)到精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)的轉(zhuǎn)變，精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)迅速成為全球醫(yī)學(xué)界關(guān)注的焦點，而大數(shù)據(jù)時代為個體化醫(yī)療的實現(xiàn)提供了無限可能，可以根據(jù)每個患者個體特征量身制定治療方案。CPMs［11-13］通過統(tǒng)計學(xué)方法綜合分析各項臨床數(shù)據(jù)，在臨床診斷治療決策、患者預(yù)后管理方面應(yīng)用越來越廣泛，作為臨床風(fēng)險預(yù)測與獲益評估的價值也越來越重要。本文基于Logistic 回歸，納入臨床上影響TIPS 術(shù)后HE 常見的19 個影響因素，通過單因素及多因素逐步回歸分析，最后篩選出年齡、Child-Pugh 分級、纖維蛋白原變量指標(biāo)構(gòu)建了TIPS 術(shù)后早期HE 的列線圖，并對模型的臨床效能進(jìn)行全面評估和驗證，結(jié)果提示本文構(gòu)建的列線圖可以比較準(zhǔn)確地預(yù)測TIPS 術(shù)后早期HE 的發(fā)生率，具有較好的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性及臨床實用性，為臨床醫(yī)療決策提供了量化工具。

TIPS 術(shù)是目前治療肝硬化門靜脈高壓所致的食管胃底靜脈曲張大出血、頑固性腹水等相關(guān)并發(fā)癥的重要方法，然而，HE 作為TIPS 術(shù)后最常見且難以完全避免的手術(shù)并發(fā)癥之一越來越受到臨床醫(yī)生的關(guān)注。一項回顧性研究發(fā)現(xiàn)［14］，肝硬化門脈高壓患者TIPS 術(shù)后早期反復(fù)發(fā)作的顯性HE與患者遠(yuǎn)期病死率的增加有關(guān)。有文獻(xiàn)［15］報道，TIPS 術(shù)后HE 的1年中位累計發(fā)生率為10%～50%，其中，在術(shù)后發(fā)生的HE 中，大部分HE 發(fā)生在TIPS 術(shù)后3 個月內(nèi)［16］。有研究表明，HE 是一個難以完全逆轉(zhuǎn)的疾病，即使臨床治愈、臨床癥狀消失，但最后患者仍然會殘留部分認(rèn)知功能障礙，影響遠(yuǎn)期生存質(zhì)量［17］。因此，充分評估TIPS 術(shù)后HE的發(fā)生風(fēng)險和臨床獲益，早期診斷、早期治療，可以將HE 的危害降到最低，改善患者遠(yuǎn)期預(yù)后，本文構(gòu)建的列線圖可以為臨床早期預(yù)警HE 提供科學(xué)而理性的預(yù)測手段。

本研究選擇TIPS 術(shù)后3 個月內(nèi)發(fā)生HE 作為研究終點來建立列線圖主要基于兩點考慮。其一是根據(jù)既往文獻(xiàn)報道，TIPS 術(shù)后大部分HE 發(fā)生在術(shù)后3 個月內(nèi)［4，16］，本文隨訪結(jié)果與之相似，80.2%的HE 患者發(fā)生在TIPS 術(shù)后3 個月內(nèi)。其原因考慮為TIPS 術(shù)后由于分流道直接門體分流，肝臟、大腦血流動力學(xué)驟然改變，短期內(nèi)機體尚不能適應(yīng)這種急劇變化，故TIPS 術(shù)后早期易并發(fā)HE。術(shù)后1周至3個月，相對腦血流量迅速下降，機體逐漸適應(yīng)這一改變，TIPS 術(shù)3 個月后HE 發(fā)生率明顯減低［18］。其二，定義TIPS 術(shù)后3 個月內(nèi)發(fā)生的HE 為早期HE，并將之設(shè)定為研究終點來構(gòu)建預(yù)測模型列線圖，可以在TIPS 術(shù)后早期根據(jù)患者臨床表現(xiàn)評估判斷其遠(yuǎn)期預(yù)后，有助于術(shù)后HE 的防控與管理，以及治療方案的及時調(diào)整。

臨床上，一個良好的疾病風(fēng)險CPMs，不只是表面上因變量與自變量簡單的數(shù)學(xué)組合，其背后蘊含的實際臨床意義才是臨床醫(yī)生關(guān)注的重點，因此要求CPMs 同時兼具良好的區(qū)分度和校準(zhǔn)度。在使用ROC 曲線下面積評估CPMs 區(qū)分度優(yōu)劣時，CPMs 即使具有較高的區(qū)分度也還需要進(jìn)一步評估CPMs 的校準(zhǔn)度。校準(zhǔn)度好，說明CPMs準(zhǔn)確性高，可以準(zhǔn)確預(yù)測疾病的發(fā)生風(fēng)險；反之，則有可能高估或低估疾病的發(fā)生風(fēng)險。WESSLER等［19］對1990年1月至2012年5月發(fā)表的心血管疾病方面的CPMs 文章進(jìn)行了分析，有450 個（63%）CPMs 報告了區(qū)分度信息，只有259 個（36%）CPMs報告了部分校準(zhǔn)度信息。由于大部分CPMs 缺少了校準(zhǔn)度的評估，因此使得這部分CPMs 預(yù)測的準(zhǔn)確性有待進(jìn)一步研究。本研究對構(gòu)建的列線圖同時進(jìn)行了區(qū)分度和校準(zhǔn)度的評估，結(jié)果均顯示預(yù)測模型具有較好的區(qū)分度（AUC=0.805）和校準(zhǔn)度（χ2= 5.98，P= 0.817），在預(yù)測TIPS 術(shù)后早期HE時具有較高的鑒別能力和準(zhǔn)確性。

CPMs 在臨床應(yīng)用過程中具有較高的準(zhǔn)確性是否就足夠，患者是否能一定從中獲益，這是應(yīng)該仔細(xì)考量的問題。因此，本文引入DCA 這一評價方法對CPMs 進(jìn)行臨床實用性評估。通過R 語言繪制的決策曲線，可以比較直觀的評估CPMs 的臨床獲益優(yōu)劣。本文繪制的決策曲線高于紅色橫線和藍(lán)色斜線兩條極端曲線，說明使用該CPMs 的患者能從模型中獲益。

列線圖又稱Nomogram 圖，能將復(fù)雜的回歸方程轉(zhuǎn)化為可視化的圖形，是預(yù)測模型的一種表現(xiàn)形式［20］。同時，本文將CPMs 以列線圖的形式呈現(xiàn)出來，可視化及可操作性較強，臨床實際工作中攜帶方便，能簡便快捷地對TIPS 術(shù)后早期HE 患者發(fā)生概率進(jìn)行個體化預(yù)測評估，使患者臨床獲益最大化。

本文的局限性在于：（1）由于本研究是回顧性研究，不可避免出現(xiàn)信息偏倚。（2）由于CPMs 本身存在校準(zhǔn)度漂移現(xiàn)象，其預(yù)測效能可能會隨之下降［21］。因此，今后還需要對CPMs進(jìn)行動態(tài)評估，實施多中心、大樣本的臨床研究，進(jìn)一步優(yōu)化CPMs。

綜上所述，本文基于Logistic 回歸分析構(gòu)建的TIPS 術(shù)后早期HE 的列線圖，可視化及可操作性較強，具有良好的準(zhǔn)確性、穩(wěn)定性和臨床應(yīng)用價值，可以作為臨床風(fēng)險預(yù)測和獲益評估的量化工具，在個體化醫(yī)療的道路上更進(jìn)一步，使患者臨床獲益最大化。