ICU多重耐藥菌感染判別分析預(yù)判模型建立研究

鄒 倩 丁夢媛 耿苗苗 馬 磊 祝延紅

隨著抗菌藥物的廣泛使用和耐藥細(xì)菌的傳播，多重耐藥菌(multidrug-resistant organism，MDRO)已經(jīng)逐漸成為醫(yī)院感染的重要病原菌[1]。專家指出細(xì)菌的耐藥性問題將逐漸威脅全球公共衛(wèi)生健康狀況[2]。重癥監(jiān)護(hù)病房(intensive care unit, ICU)患者病情危重且往往免疫力低下，ICU是院內(nèi)常見耐藥菌檢出率最高的一個科室[3]。MDRO感染常表現(xiàn)為腸道感染、呼吸道感染、手術(shù)部位感染等，MDRO感染大大增加患者住院時間以及治療費(fèi)用，感染者病死率遠(yuǎn)高于未感染者[4～7]。多重耐藥菌不僅存在于患者本身，還存在儀器設(shè)備等環(huán)境表面，當(dāng)醫(yī)護(hù)人員接觸到這些病菌時很可能會造成ICU內(nèi)住院患者之間的多重耐藥菌交叉?zhèn)鞑8]。張俊等[9]研究發(fā)現(xiàn)對MDRO感染患者實施針對性的消毒隔離措施干預(yù)后，患者周圍物品和醫(yī)護(hù)人員MDRO檢出率有所下降。臨床上針對多重耐藥菌檢測陽性患者將實行接觸隔離和單間隔離等防護(hù)措施來阻止交叉?zhèn)鞑?，而未知的多重耐藥菌感染患者是臨床醫(yī)護(hù)人員護(hù)理的盲點和難點[6]。本研究通過篩選影響因素指標(biāo)，并對選取的指標(biāo)采用逐步判別分析法建立預(yù)判模型，為醫(yī)務(wù)人員提前預(yù)測ICU內(nèi)患者M(jìn)DRO感染與否提供方法，從而有助于早期進(jìn)行有效隔離措施以防止病原微生物的傳播。

對象與方法

1.研究對象:選取上海市某三甲綜合醫(yī)院2017年1月～2019年12月入住綜合ICU>48h的住院成年患者845例(男性497例，女性348例)，其中MDRO感染患者118例，MDRO未感染者727例。

2.研究方法:采用回顧性研究方法，通過醫(yī)院電子病歷與紙質(zhì)病歷相結(jié)合的方式收集患者相關(guān)資料，包括：①基本情況：性別、年齡、ICU住院天數(shù)、手術(shù)史和感染前手術(shù)次數(shù)；②基礎(chǔ)疾病數(shù)量；③侵入性操作：侵入性操作種類數(shù)、留置鼻飼管天數(shù)、動靜脈置管天數(shù)、留置導(dǎo)尿管天數(shù)、機(jī)械通氣天數(shù)、氣管插管天數(shù)；④藥物使用情況：使用激素或免疫抑制劑天數(shù)、使用抗菌藥種類數(shù)、抗菌藥使用天數(shù)。

3.診斷標(biāo)準(zhǔn):基于臨床癥狀，院內(nèi)感染按照《醫(yī)院感染診斷標(biāo)準(zhǔn)(試行)》執(zhí)行,MDRO感染診斷依據(jù)2011年版《多重耐藥菌醫(yī)院感染預(yù)防與控制技術(shù)指南(試行)》[10,11]。

結(jié) 果

1.單因素分析：對15個與ICU內(nèi)MDRO感染可能相關(guān)的影響因素進(jìn)行單因素分析，結(jié)果顯示，性別、年齡、ICU住院天數(shù)、手術(shù)史和感染前手術(shù)次數(shù)、侵入性操作種類數(shù)、留置鼻飼管天數(shù)、動靜脈置管天數(shù)、留置導(dǎo)尿管天數(shù)、機(jī)械通氣天數(shù)、氣管插管天數(shù)、使用激素或免疫抑制劑天數(shù)、使用抗菌藥種類數(shù)和抗菌藥使用天數(shù)等14個因素與MDRO感染比較，差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，具體結(jié)果見表1。

表1 重癥監(jiān)護(hù)室多重耐藥菌感染單因素分析

2.判別函數(shù)預(yù)判模型的建立：根據(jù)專業(yè)知識，選取單因素分析差異有統(tǒng)計學(xué)意義的變量，包括性別(X1)、年齡(X2)、住院天數(shù)(X3)、手術(shù)史(X4)、感染前手術(shù)次數(shù)(X5)、侵入性操作種類數(shù)(X6)、留置鼻飼管天數(shù)(X7)、動靜脈置管天數(shù)(X8)、留置導(dǎo)尿管天數(shù)(X9)、機(jī)械通氣天數(shù)(X10)、氣管插管天數(shù)(X11)、使用激素或免疫抑制劑天數(shù)(X12)、使用抗菌藥種類(X13)、抗菌藥使用天數(shù)(X14)。采用逐步Fisher判別分析，共篩選出10個差異有統(tǒng)計學(xué)意義的預(yù)測變量(性別、手術(shù)史、侵入性操作種類數(shù)、留置鼻飼管天數(shù)、動靜脈置管天數(shù)、留置導(dǎo)尿管天數(shù)、機(jī)械通氣天數(shù)、氣管插管天數(shù)、使用激素或免疫抑制劑天數(shù)和抗菌藥使用天數(shù))，得到判別函數(shù)方程式：Y=0.310X1+0.340X4-0.425X6-0.027X7+0.019X8+0.068X9+0.019X10+0.030X11+0.022X12-0.026X14-0.273。該判別函數(shù)的Wilks′Lambda值為0.542，χ2=412.523，df=10,P=0.000，差異有統(tǒng)計學(xué)意義。經(jīng)計算，感染組(Y=1)的判別得分均值ZA=2.27，未感染組(Y=0)判別得分均值ZB=-0.37，由公式ZC=(ZA+ZB)/2可得綜合的均值ZC=0.95。通過將樣本各指標(biāo)值代入上述函數(shù)中，得出判別得分。當(dāng)判別得分≥0.95，判為MDRO可能感染患者；當(dāng)判別得分<0.95，判為MDRO不太可能感染患者。

3.Fisher判別函數(shù)預(yù)判模型的驗證：判別函數(shù)預(yù)判效果的考核可以采用多種方法驗證，此處采用自身驗證法和刀切法驗證法，結(jié)果見表2和表3。自身驗證法和刀切法驗證法的敏感度分別為72.0%和70.34%，特異性分別為95.7%和95.19%，符合率分別為92.4%和91.72%，說明模型的預(yù)判效果較為理想。

表2 判別分析預(yù)判模型自身驗證結(jié)果(n)

表3 判別分析預(yù)判模型刀切法驗證結(jié)果(n)

4.Fisher判別函數(shù)預(yù)判模型的ROC曲線下面積分析:以判別得分作為檢驗值，病原微生物檢測結(jié)果為“金標(biāo)準(zhǔn)”，繪制ROC曲線。如圖1所示，ROC曲線下面積為0.938，面積的標(biāo)準(zhǔn)誤為0.013，P<0.05, 95%CI：0.912～0.964。

圖1 判別分析預(yù)判模型的ROC曲線

討 論

近年來，全球范圍內(nèi)MDRO的感染流行度不斷增加，感染未經(jīng)控制甚至?xí)餗DRO的暴發(fā)從而造成重大公共衛(wèi)生事件。疾病預(yù)警是當(dāng)下流行病學(xué)研究熱點,也是醫(yī)院感染流行病學(xué)研究的一種新方法。通過預(yù)測模型來實現(xiàn)MDRO醫(yī)院感染防控的戰(zhàn)線前移以降低MDRO醫(yī)院感染發(fā)生率，這將為患者減輕經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)和降低死亡風(fēng)險[5，7]。

針對ICU內(nèi)患者多重耐藥菌感染風(fēng)險的預(yù)測，研究者主要使用Logistic回歸等方法[12～15]。本研究運(yùn)用Fisher判別分析構(gòu)建預(yù)判模型，第一時間評估入住ICU患者M(jìn)DRO可能感染與否從而幫助ICU內(nèi)醫(yī)護(hù)人員在人力財力有限的情況下精準(zhǔn)防護(hù)和有效控制傳播，從而達(dá)到降低目的整體MDRO院內(nèi)感染發(fā)生率的目的。有研究將使用MDRO危險因素預(yù)判后的精準(zhǔn)防護(hù)和主動篩查的全員防護(hù)進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)兩者比較差異并無統(tǒng)計學(xué)意義，從而證明了依據(jù)危險因素預(yù)判進(jìn)行防護(hù)的可行性和經(jīng)濟(jì)收益[16]。ICU內(nèi)患者一般具有急危重癥多、免疫功能差和護(hù)理治療操作多等特點，不及時對MDRO感染患者實行隔離措施，很可能引發(fā)患者院內(nèi)多重耐藥菌交叉感染率的上升，對此臨床專家建議ICU內(nèi)MDRO感染患者須實行單間隔離、接觸隔離或?qū)⑾嗤腥净颊甙仓糜谕环块g以防止患者之間的交叉?zhèn)鞑17]。但病原菌主動篩查的非強(qiáng)制性和病原檢測時間上的滯后性使得醫(yī)護(hù)人員早期對患者隔離安置帶來障礙。同時一項包含27篇原始研究文獻(xiàn)的Meta分析研究指出，醫(yī)院內(nèi)嚴(yán)重感染患者的不恰當(dāng)抗菌藥物使用率為14%～78%，并且原始文獻(xiàn)中超過一半的研究指出患者錯誤藥方率大于50%[18]。Tabah等[19]研究發(fā)現(xiàn)，MDRO感染往往由診斷不及時以及使用錯誤的抗菌藥導(dǎo)致。綜上所述，早期對MDRO感染患者進(jìn)行接觸隔離等措施和正確為ICU內(nèi)患者開具抗菌藥處方都依賴于對潛在多重耐藥病原菌的預(yù)判。因此本研究對ICU內(nèi)患者進(jìn)行MDRO感染風(fēng)險預(yù)測判別模型的構(gòu)建,可以提高醫(yī)院感染防控效率,從而遏制多重耐藥產(chǎn)生和傳播。

預(yù)判分析可以根據(jù)研究對象的若干指標(biāo)的觀測結(jié)果來判定其所屬類別，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域已有廣泛的應(yīng)用[20，21]。本研究以單因素分析挑選敏感因素，結(jié)合病原學(xué)檢測結(jié)果進(jìn)行逐步Fisher判別分析，本研究最終納入判別函數(shù)的因素與其他研究者對多重耐藥菌危險因素分析大致相同[22，23]。值得注意的是年齡這一變量單因素分析時兩組之間差異有統(tǒng)計學(xué)意義但在逐步判別分析過程中被剔除，原因可能是本研究所選取的醫(yī)院入住ICU患者年齡相仿，且MDRO感染組與未感染組人數(shù)比例相差較大，導(dǎo)致以此人群為數(shù)據(jù)的模型不足以支撐該因素的納入。本研究對所建立的判別函數(shù)進(jìn)行自身驗證和刀切法驗證，模型的預(yù)判效果較為理想但敏感度不夠高，可能與MDRO感染相關(guān)的危險因素收集不夠全面有關(guān)。從衛(wèi)生經(jīng)濟(jì)學(xué)的角度考慮特異性高于敏感度更有利于節(jié)約醫(yī)護(hù)人員照護(hù)成本和醫(yī)院其他資源成本，但是鑒于MDRO的傳染主要是接觸傳播，陽性患者的漏診會不會導(dǎo)致后續(xù)的治療成本大于前期節(jié)約下來的成本，這有待進(jìn)一步研究考證。

綜上所述，在大數(shù)據(jù)研究興起的新時代，預(yù)判是流行病學(xué)的熱點，也是醫(yī)院感染管理決策的一個高效手段。判別分析預(yù)判模型可早發(fā)現(xiàn)MDRO可能感染患者，對其進(jìn)行隔離等防控可以有效避免MDRO交叉感染與暴發(fā)。及時采取相應(yīng)干預(yù)措施對于防止病情惡化和保護(hù)同病房其他患者具有重要意義，真正做到早發(fā)現(xiàn)、早隔離、早防控。未來對于預(yù)判模型的構(gòu)建需要全面地收集危險因素、擴(kuò)大樣本含量以及前瞻性地驗證模型以達(dá)到更高的敏感度與特異性。國內(nèi)關(guān)于模型預(yù)判后進(jìn)行精準(zhǔn)防護(hù)所帶來的經(jīng)濟(jì)收益大小需要后續(xù)研究來進(jìn)一步證實。