經(jīng)皮腎鏡取石術(shù)后患者發(fā)生尿路感染預(yù)警模型的建立

應(yīng)建新，尹國紅，季士本

(1.武漢市第六醫(yī)院江漢大學(xué)附屬醫(yī)院泌尿外科,湖北武漢 430015；2.武漢市漢口醫(yī)院,湖北武漢 430014)

經(jīng)皮腎鏡取石術(shù)(percutaneous nephrolithotomy,PCNL)具有損傷面積小、疼痛輕、取石徹底、恢復(fù)快等優(yōu)勢，已廣泛在臨床開展[1-2]。然而，術(shù)后?？赡馨l(fā)生尿路感染，引起輸尿管炎、尿道炎、腎盂腎炎甚至并發(fā)膿毒血癥以及全身炎癥反應(yīng)綜合征等，對患者的生存和預(yù)后構(gòu)成極大的威脅[3]。據(jù)文獻報道，腎結(jié)石術(shù)后發(fā)生尿路感染的幾率可達到30%，且女性發(fā)生率高于男性，已成為僅次于呼吸道感染的第二大類感染性疾病[4]。當(dāng)前針對術(shù)后發(fā)生尿道感染的研究大多集中在治療與危險因素分析等方面，并且取得了良好的成績，但依然滿足不了臨床工作中對預(yù)測風(fēng)險的實際需求。列線圖具備使用方便、預(yù)測效果好等優(yōu)勢，正逐漸在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域被廣泛應(yīng)用[5]。本研究擬在單因素分析和多因素Logistic回歸分析的基礎(chǔ)上，建立PCNL術(shù)后發(fā)生尿路感染的列線圖預(yù)測模型，旨在為臨床及時診斷和制定相關(guān)防治措施提供科學(xué)的參考依據(jù)。

1 資料與方法

1.1 一般資料回顧性分析2018年4月—2020年3月在武漢市漢口醫(yī)院接受治療的273例PCNL患者的一般資料，納入標(biāo)準(zhǔn)：①經(jīng)計算機斷層掃描(computed tomography,CT)或腎-輸尿管-膀胱X線檢測確診為腎結(jié)石；②均實施PCNL；③年齡≥18歲且性別不限；④臨床資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn)：①智力低下并患有精神疾病者；②妊娠或哺乳期女性；③有手術(shù)禁忌或者手術(shù)未能成功完成者；④甲狀腺功能亢進者；⑤先天性腎臟畸形，如馬蹄腎、多囊腎等；⑥體內(nèi)留置導(dǎo)尿管支架或既往存在腎開放手術(shù)史者；⑦患有嚴(yán)重心腦腎肺肝等功能損害或惡性腫瘤疾病者；⑧存在酗酒、吸毒、藥物濫用者。本研究通過醫(yī)院倫理會批準(zhǔn)，患者均簽署知情同意書。

1.2 方法所有患者手術(shù)前均進行尿培養(yǎng)及尿常規(guī)檢測，在尿液無菌時可實施手術(shù)。在手術(shù)前3 d可以預(yù)防性使用一代頭孢硫脒等抗生素。術(shù)后發(fā)生尿路感染的時間定義：無植入物術(shù)后30 d內(nèi)，有植入物術(shù)后1年內(nèi)。按照《中國泌尿外科疾病診斷治療指南》診斷標(biāo)準(zhǔn)[6]：①術(shù)后發(fā)生尿路刺激癥狀，如尿急、尿痛、尿頻等，或者存在體溫超過38 ℃、低于36 ℃，接觸性下腹痛以及腎區(qū)叩擊痛等；②術(shù)后尿培養(yǎng)檢測革蘭陰性桿菌超過105CFU/mL，革蘭陽性球菌超過104CFU/mL；③術(shù)后尿常規(guī)檢測高倍視野女性白細胞高于10個，男性白細胞高于5個。隨訪時間止于2020年9月，根據(jù)PCNL后患者是否發(fā)生尿路感染，將其分為感染組和無感染組。

1.3 觀察指標(biāo)咨詢本院泌尿外科專家意見,收集資料包括性別、年齡、體重指數(shù)(body mass index，BMI)；是否存在糖尿病、心臟病、高血壓并發(fā)癥；是否存在吸煙、尿道感染史、腎功能不全、尿培養(yǎng)陽性、鹿角形結(jié)石等；以及手術(shù)時間、術(shù)中出血量、結(jié)石表面積、結(jié)石位置以及結(jié)石數(shù)量等。計算結(jié)石表面積(mm2)公式為L×W×π2×0.25，經(jīng)影像學(xué)檢測可得出結(jié)石的長(L)和寬(W)[7]。

1.4 統(tǒng)計學(xué)處理采用SPSS 20.0統(tǒng)計軟件對兩組PCNL患者數(shù)據(jù)進行分析，計數(shù)資料采用卡方檢驗，P<0.05表示差異具有統(tǒng)計學(xué)意義。采用Logistic回歸方程篩選獨立危險因素，采用R(R3.5.3)軟件包制作列線圖，列線圖預(yù)測模型通過采用RMS程序包進行建立。同時應(yīng)用Caret程序包進行Bootstrap法做內(nèi)部驗證，一致性指數(shù)(consistency index，C-index)采用RMS程序包進行計算。受試者工作特征曲線(receiver operating characteristic,ROC)采用ROCR及RMS程序包進行制作。

2 結(jié) 果

2.1 PCNL后尿路感染組和尿路未感染組患者資料比較經(jīng)尿培養(yǎng)及尿常規(guī)檢測，273例PCNL患者中感染組58(21.25%)例，無感染組215(78.75%)例。比較兩組年齡、BMI、心臟病、高血壓、抽煙、尿道感染史、尿培養(yǎng)陽性、術(shù)中出血量、結(jié)石位置以及結(jié)石數(shù)量等資料差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，而性別、合并糖尿病、腎功能不全、鹿角形結(jié)石、手術(shù)時間及結(jié)石表面積等資料間差異有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05，表1)。

表1 PCNL后患者發(fā)生尿路感染的單因素分析 [例(%)]

2.2 PCNL后患者發(fā)生尿路感染的多因素Logistic回歸分析將單因素分析篩選(P<0.05)的因素(性別、合并糖尿病、腎功能不全、鹿角形結(jié)石、手術(shù)時間、結(jié)石表面積)為自變量，以PCNL后患者是否發(fā)生尿路感染為因變量(賦值：發(fā)生=1，未發(fā)生=0)，進行Logistic回歸分析，結(jié)果顯示，女性、合并糖尿病、腎功能不全、存在鹿角形結(jié)石、手術(shù)時間≥100 min、結(jié)石表面積≥1 000 mm2是PCNL后發(fā)生尿路感染的獨立危險因素(P<0.05，表2)。

表2 PCNL后患者發(fā)生尿路感染的多因素Logistic回歸分析

2.3 預(yù)測PCNL術(shù)后發(fā)生尿路感染的列線圖風(fēng)險模型的建立基于6項獨立危險因素建立PCNL術(shù)后發(fā)生尿路感染的風(fēng)險列線圖預(yù)警模型見圖1。各條評分線左側(cè)端點均對應(yīng)為0分，右側(cè)端點自性別指標(biāo)起依次為83、99、88、85、90、81分，總分526分。使用方法：例如，1位行PCNL術(shù)后的女性患者，同時患有糖尿病、腎功能不全，則分值為83+99+88=270分，與之對應(yīng)的尿路感染發(fā)生風(fēng)險約為24%。

圖1 預(yù)測PCNL術(shù)后患者發(fā)生尿路感染的列線圖風(fēng)險模型

2.4 預(yù)測PCNL后發(fā)生尿路感染的列線圖風(fēng)險模型的驗證模型驗證結(jié)果顯示：C-index為0.790(95%CI：0.757～0.823)；校正曲線趨近于理想曲線(圖2A)，表明預(yù)測準(zhǔn)確性良好；ROC曲線下面積(area under curve,AUC)為0.803(95%CI：0.768～0.872)，表明區(qū)分度良好(圖2B)，決策曲線顯示閾值概率在1%～67%時具有較高的凈獲益值(圖2C)，表明本列線圖模型的臨床預(yù)測效用良好。

A：列線圖模型的校正曲線驗證圖；B：列線圖模型的ROC曲線驗證；C：列線圖模型的決策曲線。圖2 預(yù)測PCNL術(shù)后患者發(fā)生尿路感染的列線圖風(fēng)險模型的驗證

3 討 論

泌尿外科疾病種類繁多，其中泌尿系結(jié)石約占90%，是泌尿外科常見的疾病，而泌尿系結(jié)石中又以腎結(jié)石最為多見[8]。PCNL及輸尿管軟鏡碎石術(shù)是治療腎結(jié)石的主要微創(chuàng)手術(shù)[9]。然而，術(shù)前未服用抗生素、術(shù)中經(jīng)水流沖洗及術(shù)后留置導(dǎo)尿管等都易引發(fā)尿道感染。特別是在手術(shù)前就伴有感染的患者，經(jīng)手術(shù)清除結(jié)石后，可緩解感染癥狀，但有一部分患者會重新發(fā)生感染或感染加重，若不及時采取合理治療會形成頑固性感染，影響預(yù)后效果，甚至?xí)鹑硌仔苑磻?yīng)以及膿毒血癥，還會增加結(jié)石的復(fù)發(fā)率[10-11]。本文273例行PCNL的患者術(shù)后發(fā)生尿路感染58例，其發(fā)生率為21.25%。因此，掌握相關(guān)疾病誘發(fā)因素對PCNL術(shù)后發(fā)生尿路感染的預(yù)測和防控尤為關(guān)鍵。

多因素Logistic回歸分析是一種非線性概率型預(yù)測模型，能夠?qū)Ψ诸惤Y(jié)果和一些協(xié)變量之間的關(guān)系進行觀察，臨床上一般會將其用來分析誘發(fā)疾病的高危因素[12]。在發(fā)生尿路感染危險因素的研究中，劉紅雷等[13]報道女性患者行PCNL術(shù)后發(fā)生泌尿系感染的風(fēng)險遠高于男性，是其1.636倍，這可能是由于女性尿道結(jié)構(gòu)特殊，另外會陰部清潔、膀胱突出癥、萎縮性陰道炎以及更年期雌激素衰退等都是誘發(fā)尿路感染的因素。黃莉燕等[14]報道伴有腎功能不全和糖尿病更容易發(fā)生尿路感染。腎功能不全患者術(shù)后尿道感染發(fā)生率是腎功能正?；颊叩?.931倍，其原因是腎功能不全常會伴有腎積水，并產(chǎn)生大量的膿性分泌物，在行PCNL后會對腎臟的部分組織造成損傷，加劇炎性反應(yīng)水平；而伴有糖尿病的患者術(shù)后尿道感染發(fā)生率也顯著高于無糖尿病的患者，其原因是長時間的高血糖能夠造成體內(nèi)巨噬細胞、白細胞以及單核細胞的黏附性、移動性、吞噬性、趨化性下降，從而導(dǎo)致機體抵抗力降低，面對病原菌的入侵反應(yīng)能力喪失，從而降低體內(nèi)清除病原菌的能力，當(dāng)行PCNL中有細菌進入更易發(fā)生尿道感染。史建國等[15]報道鹿角形結(jié)石是引發(fā)泌尿系感染的獨立危險因素之一，分析其原因如下：①鹿角形結(jié)石會引起尿路阻塞，促進感染發(fā)生，而感染能夠促使結(jié)石更進一步地發(fā)展；②結(jié)石晶體包裹著大量的細菌，在碎石過程中被釋放出來，受壓力的影響細菌與毒素可經(jīng)過被破壞的腎盂黏膜從而進入到血液中發(fā)生尿路感染。林瑋鍵等[16]報道手術(shù)時間超過120 min發(fā)生尿道感染的概率是手術(shù)時間低于120 min的2.003倍。表明手術(shù)時間越長，創(chuàng)傷暴露時間延長，會增加出血量以及灌注液的吸收量，從而發(fā)生感染的風(fēng)險就會越大。此外，長時間灌注會引起高壓造成局部靜脈開放，若細菌進入血液，則會發(fā)生感染。程海峰等[17]研究發(fā)現(xiàn)結(jié)石表面積與發(fā)生尿道感染密切相關(guān)。結(jié)石表面積越大越容易與尿路上皮細胞發(fā)生摩擦，損傷尿路上皮組織，從而引起細菌感染。同時也容易造成尿道阻塞，若不及時把尿液排出，會給細菌的繁殖創(chuàng)造有利的條件。另外，結(jié)石表面積越大會提高手術(shù)難度，更容易累及到鄰近組織，延長了手術(shù)時間，增加了感染風(fēng)險。本研究Logistic回歸分析結(jié)果顯示，女性、合并糖尿病、伴腎功能不全、鹿角形結(jié)石、手術(shù)時間≥100 min、結(jié)石表面積≥1 000 mm2是PCNL術(shù)后患者發(fā)生尿路感染的獨立危險因素。這一結(jié)果佐證了上述各文獻對發(fā)生尿路感染危險因素的結(jié)論。

列線圖主要由3個部分組成，分別是預(yù)測模型的變量、變量相應(yīng)的得分和預(yù)測事件的發(fā)生概率，是近幾年興起的一種新的數(shù)據(jù)分析方式，可以把復(fù)雜的數(shù)據(jù)變成可視化圖型，臨床一般會將其用于表達預(yù)測模型中各變量之間的關(guān)系[18]。本次研究基于篩選出的危險因素建立了預(yù)測PCNL術(shù)后發(fā)生尿路感染的列線圖模型，從列線圖中顯示，女性為83分、合并糖尿病為99分、腎功能不全為88分、鹿角形結(jié)石為85分、手術(shù)時間≥100 min為90分和結(jié)石表面積≥1 000 mm2為81分。醫(yī)務(wù)人員可通過患者的各項目得分情況個體化預(yù)測PCNL術(shù)后發(fā)生尿路感染的概率，及早識別高風(fēng)險患者并將其列為醫(yī)院重點監(jiān)護人群。此外，本研究中校正曲線的預(yù)測值與實測值基本一致，C-index為0.790(95%CI：0.757～0.823)，內(nèi)部驗證PCNL術(shù)后發(fā)生尿路感染的風(fēng)險列線圖模型的AUC為0.803(95%CI：0.768～0.872)，閾值概率在1%～67%時具有較高的凈獲益值，表明本研究的列線圖具有較好的辨別度和預(yù)測效能。

綜上所述，女性、合并糖尿病、腎功能不全、鹿角形結(jié)石、手術(shù)時間≥100 min、結(jié)石表面積≥1 000 mm2是PCNL后發(fā)生尿路感染的獨立危險因素，基于上述危險因素建立的列線圖模型可準(zhǔn)確評估和量化PCNL后發(fā)生尿路感染的風(fēng)險，臨床價值較高，有利于醫(yī)護人員盡早診斷和擬定相關(guān)防治方案。另外，本研究存在一定局限性，樣本量較小且并未進行外部驗證，需要擴大樣本量進行更深一步的研究。