個體化預(yù)測老年急性心肌梗死患者PCI術(shù)后肺部感染風(fēng)險列線圖模型的建立與驗(yàn)證

陶 娜，高 偉，秦國民

(阜陽市第二人民醫(yī)院心內(nèi)科，安徽 阜陽 236000)

急性心肌梗死(acute myocardial infarction，AMI)是由冠狀動脈病變引起的突發(fā)心肌持續(xù)缺血缺氧性壞死，多發(fā)于老年人，是威脅人類健康的常見疾病。我國AMI病死率呈持續(xù)上升趨勢，2002—2015年農(nóng)村和城區(qū)AMI病死率分別從12.00/10萬人、16.46/10萬人升至70.09/10萬人、56.38/10萬人[1]。經(jīng)皮冠狀動脈介入治療(percutaneous coronary intervention，PCI)是AMI的重要治療手段，能有效重建心肌血流，拯救缺血心肌，降低死亡風(fēng)險[2]。目前PCI應(yīng)用于AMI的治療率>50%，但作為一項(xiàng)有創(chuàng)術(shù)式，術(shù)后仍易引起各種并發(fā)癥[3]，肺部感染是PCI術(shù)后常見的并發(fā)癥[4-5]，尤其對于機(jī)體各項(xiàng)功能減退的老年患者，術(shù)后肺部感染不僅會加重病情，還會延長住院時間，嚴(yán)重者可導(dǎo)致死亡。目前對于如何早期預(yù)測老年AMI患者PCI術(shù)后肺部感染的報道較少。列線圖是一種以帶有刻度線段為主體，在回歸模型基礎(chǔ)上構(gòu)建的平面化模型，國內(nèi)外研究[6-7]證實(shí)可適用于臨床事件的預(yù)測?；诖?，研究通過分析老年AMI患者PCI術(shù)后肺部感染的影響因素構(gòu)建相關(guān)列線圖模型，旨在為降低醫(yī)院感染率，改善AMI預(yù)后提供參考。

1 對象與方法

1.1 研究對象 2018年7月—2021年6月于本院行PCI術(shù)的老年AMI患者，此研究經(jīng)本院倫理委員會審批通過。

1.2 納入與排除標(biāo)準(zhǔn) 納入標(biāo)準(zhǔn)：①年齡≥60歲，符合《急性心肌梗死診斷和治療指南》中的診斷標(biāo)準(zhǔn)[8]；②發(fā)病時間≤12 h；③符合《中國經(jīng)皮冠狀動脈介入治療指南(2016)》[9]中的手術(shù)指征，成功完成PCI并恢復(fù)血液灌注；④患者及其家屬簽署知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn)：①因侵入性診療或外周栓子脫落引起的急性心梗；②再次行血運(yùn)重建治療者；③合并創(chuàng)傷、感染、造血系統(tǒng)疾病、免疫系統(tǒng)疾病、惡性腫瘤者；④有先天性心臟病、心肌病、腦血管病、周圍血管病者；⑤合并嚴(yán)重心肝腎功能不全者；⑥近3個月使用過抗菌藥物、免疫抑制劑者；⑦妊娠期或哺乳期婦女。

1.3 研究方法 急診手術(shù)給予阿司匹林(300 mg)或氯吡格雷(300～600 mg)，經(jīng)橈動脈或股動脈行冠狀動脈造影，根據(jù)造影結(jié)果使用指引導(dǎo)管導(dǎo)絲、支架等完成PCI。術(shù)后嚴(yán)密監(jiān)測患者生命體征，初步評估是否發(fā)生感染，對可疑感染者參照《中國成人醫(yī)院獲得性肺炎與呼吸機(jī)相關(guān)性肺炎診斷和治療指南(2018年版)》[10]判斷是否屬于肺部感染，并對確診者進(jìn)行病原學(xué)檢查。

1.4 資料收集 調(diào)查AMI患者的臨床資料，包括性別、年齡、身體質(zhì)量指數(shù)(BMI)、吸煙、糖尿病、高血壓、慢性阻塞性肺疾病、Killip分級、梗死類型、梗死部位、支架植入數(shù)、氣管插管、機(jī)械通氣、留置導(dǎo)尿管、使用H2-受體阻滯劑和使用抗菌藥物情況。

1.5 統(tǒng)計學(xué)分析 應(yīng)用SPSS 22.0軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析，計數(shù)資料采用χ2檢驗(yàn)，采用logistic回歸分析影響因素，以P≤0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。采用R(R3.5.3)軟件包和rms程序包制作列線圖，采用Bootstrap法作內(nèi)部驗(yàn)證(將原始數(shù)據(jù)重復(fù)抽樣1 000次后完成)，采用一致性指數(shù)(C-index)、H-L擬合優(yōu)度檢驗(yàn)、受試者工作特征曲線(receive operating characteristic curve，ROC曲線)和決策曲線評估模型的預(yù)測效能。

2 結(jié)果

2.1 一般情況 2018年7月—2021年6月本院收治300例老年AMI患者，282例接受PCI治療，按納入及排除標(biāo)準(zhǔn)最終納入215例，老年AMI患者PCI術(shù)后肺部感染研究人群篩選流程見圖1。39例發(fā)生肺部感染，感染發(fā)病率為18.14%；共培養(yǎng)病原菌43株，其中革蘭陽性菌10株，革蘭陰性菌29株，真菌4株。見表1。

圖1 老年AMI患者PCI術(shù)后肺部感染研究人群篩選流程圖

表1 老年AMI患者PCI術(shù)后肺部感染病原菌構(gòu)成情況

2.2 PCI術(shù)后肺部感染單因素分析 215例老年AMI 接受PCI的患者，按術(shù)后是否發(fā)生肺部感染分為感染組和非感染組，兩組患者性別、身體質(zhì)量指數(shù)、高血壓、慢性阻塞性肺疾病、梗死類型、梗死部位、支架植入數(shù)、留置導(dǎo)尿管、使用H2-受體阻滯劑和使用抗菌藥物情況比較，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義(均P>0.05)；兩組患者年齡、吸煙、糖尿病、Killip分級、氣管插管和機(jī)械通氣情況比較，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(均P<0.05)。見表2。

表2 老年AMI患者PCI術(shù)后肺部感染的單因素分析[例(%)]

2.3 PCI術(shù)后肺部感染預(yù)測因素篩選 LASSO回歸結(jié)果顯示，年齡、吸煙、糖尿病、Killip分級、氣管插管和機(jī)械通氣是系數(shù)不為零的重要預(yù)測因素。見圖2。

注：A為二項(xiàng)式偏差曲線與Log(λ)的關(guān)系曲線，虛線垂直線顯示為最佳λ值；B為16個特征因素的LASSO系數(shù)分布，最佳λ產(chǎn)生了6個具有非零系數(shù)的特征。

2.4 PCI術(shù)后肺部感染的多因素logistic回歸分析 以肺部感染發(fā)生情況為因變量(發(fā)生=1，未發(fā)生=0)，以LASSO回歸分析篩選出的預(yù)測因子(年齡：≥70歲=1，<70歲=0；吸煙：是=1，否=0；糖尿?。菏?1，否=0；Killip分級：Ⅲ～Ⅳ級=1，Ⅰ～Ⅱ級=0；氣管插管：是=1，否=0；機(jī)械通氣：是=1，否=0)為自變量，進(jìn)行多因素logistic回歸分析，結(jié)果顯示：年齡≥70歲、吸煙、糖尿病、Killip分級Ⅲ～Ⅳ級、氣管插管和機(jī)械通氣是老年AMI患者PCI術(shù)后肺部感染的獨(dú)立危險因素(均P<0.05)。見表3。

表3 老年AMI患者PCI術(shù)后肺部感染的多因素logistic回歸分析

2.5 建立預(yù)測PCI術(shù)后肺部感染列線圖風(fēng)險模型 基于篩選出的危險因素構(gòu)建預(yù)測老年AMI患者PCI術(shù)后肺部感染風(fēng)險的列線圖模型，見圖3。使用方法：年齡、吸煙、糖尿病、Killip分級、氣管插管和機(jī)械通氣6個變量軸上相應(yīng)點(diǎn)對應(yīng)不同的分值，各項(xiàng)評分相加，獲得總分，不同總分對應(yīng)PCI術(shù)后發(fā)生肺部感染的不同風(fēng)險。

圖3 預(yù)測老年AMI患者PCI術(shù)后肺部感染的列線圖

2.6 列線圖模型的評價 模型驗(yàn)證結(jié)果顯示，C-index為0.823；H-L偏差度檢驗(yàn)結(jié)果χ2為4.122，P=0.537，表明預(yù)測準(zhǔn)確性良好，見圖4；ROC曲線下面積(AUC)為0.840(95%CI：0.805～0.875)，表明區(qū)分度良好，見圖5；在1%～96%范圍內(nèi)，模型預(yù)測凈獲益值較高，表明該模型臨床預(yù)測效能良好，見圖6。

圖4 列線圖的校正曲線驗(yàn)證圖

圖5 列線圖的ROC曲線驗(yàn)證圖

圖6 列線圖模型的決策曲線圖

3 討論

本研究結(jié)果顯示，老年AMI患者PCI術(shù)后肺部感染率為18.14%，與Lin等[11]報道一致，但高于張軍等[12]報道PCI患者總體醫(yī)院感染率(5.23%)，可能與本研究受試者均為免疫功能減退的老年患者，也可能與樣本量、研究方法、界定標(biāo)準(zhǔn)等不同有關(guān)。略低于文獻(xiàn)[13]報道的老年AMI患者住院治療期間肺部感染發(fā)生率(23.81%)，可能是由于PCI能迅速重建血運(yùn)，恢復(fù)AMI患者各項(xiàng)機(jī)能，進(jìn)而降低醫(yī)院獲得性肺炎的發(fā)生率。39例PCI術(shù)后肺部感染老年AMI患者，共培養(yǎng)病原菌43株，其中67.44%為革蘭陰性菌，提示臨床應(yīng)及早進(jìn)行微生物培養(yǎng)和藥敏試驗(yàn)，并根據(jù)試驗(yàn)結(jié)果選用抗菌藥物，對于急重癥感染，可經(jīng)驗(yàn)性使用廣譜抗菌藥物治療。

本研究篩選出年齡≥70歲、吸煙、糖尿病、Killip分級Ⅲ～Ⅳ級、氣管插管和機(jī)械通氣是AMI老年患者PCI術(shù)后發(fā)生肺部感染的危險因素。年齡較大與感染率增高密切相關(guān)[14]，可能是因?yàn)楦啐g患者各臟器功能和全身供氧能力逐漸衰退，免疫力低下，更易受到病原菌侵襲。屈永生等[15]報道，吸煙史是AMI患者發(fā)生肺部感染的獨(dú)立危險因素。分析原因，可能是由于長期吸煙會損傷肺上皮細(xì)胞和黏液纖毛系統(tǒng)，可造成呼吸道清除功能下降，黏液增加，從而引起氣道炎性反應(yīng)，長期的痰液淤積、氣道不暢，會增加醫(yī)院獲得性肺炎的風(fēng)險。國內(nèi)外研究[16-17]均指出糖尿病與術(shù)后肺部感染顯著相關(guān)。糖尿病患者體內(nèi)代謝紊亂，使患者處于營養(yǎng)不足狀態(tài)，導(dǎo)致體液免疫和細(xì)胞免疫能力下降。此外，高血糖不僅為病原菌提供了有利的生長環(huán)境，而且會抑制白細(xì)胞的生長，致其殺菌能力下降，造成細(xì)菌侵襲的風(fēng)險增加。而合并有血管和神經(jīng)病變時，會造成臟器對組織的氧供和血供減少，在接受有創(chuàng)手術(shù)后極易發(fā)生致病菌體內(nèi)定植。Killip分級Ⅲ～Ⅳ級表明存在嚴(yán)重心力衰竭或心源性休克，可導(dǎo)致患者全身各組織灌注不足，多臟器缺血缺氧，支氣管黏膜和肺部毛細(xì)血管受損，使機(jī)體對病原菌侵襲的防御能力下降，更易誘發(fā)肺部感染。此外，心功能較差的患者臥床時間相對更長，導(dǎo)致呼吸道分泌物不易排除，更易造成細(xì)菌在呼吸系統(tǒng)定植[13]。李勤等[18]指出，氣管插管可能會增加AMI患者住院治療期間醫(yī)院感染風(fēng)險。究其原因，可能是氣管插管和機(jī)械通氣作為侵入性操作，會造成人體自然防御屏障受損，導(dǎo)致機(jī)體抵抗能力下降，從而為病原菌的入侵提供有利條件，提示在進(jìn)行侵入性操作時，應(yīng)嚴(yán)格遵循消毒制度和執(zhí)行無菌操作規(guī)程，以降低肺部感染風(fēng)險。

Russotto等[19]通過GLMM法構(gòu)建預(yù)測術(shù)后肺部感染的變量回歸模型，而本文先采用LASSO初篩預(yù)測因子，再進(jìn)入多因素回歸模型進(jìn)行逐步回歸分析，以此篩選出的變量更為嚴(yán)謹(jǐn)。同時，本次構(gòu)建的列線圖模型具有可視化的特點(diǎn)，直觀、簡潔，使用時無需傳統(tǒng)數(shù)學(xué)模型的復(fù)雜運(yùn)算，方便快捷，臨床實(shí)用性更強(qiáng)。孫鈴等[20]研究采用ROC曲線進(jìn)行模型驗(yàn)證，本文為避免模型的過度擬合，采用計算C-index，繪制校正曲線、ROC 曲線和決策曲線多種驗(yàn)證方式，更具有可信度。驗(yàn)證結(jié)果顯示C-index為0.823，H-L偏差度檢驗(yàn)結(jié)果差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P=0.537)，AUC為0.840(95%CI：0.805～0.875)，在1%～96%范圍內(nèi)，模型預(yù)測凈獲益值較高，表明模型具有良好的預(yù)測效能，具備個體化預(yù)測老年AMI患者PCI術(shù)后發(fā)生肺部感染風(fēng)險的能力。

綜上所述，針對年齡≥70歲、吸煙、糖尿病、Killip分級Ⅲ～Ⅳ級、氣管插管和機(jī)械通氣的AMI患者，應(yīng)特別重視PCI術(shù)后肺部感染的發(fā)生。研究構(gòu)建的列線圖模型能夠有效預(yù)測老年AMI患者PCI術(shù)后發(fā)生肺部感染的風(fēng)險，有利于臨床篩查高風(fēng)險患者。本研究的不足在于：單中心樣本量較少，缺少多中心樣本對模型作進(jìn)一步的外部驗(yàn)證，且臨床資料收集時存在一定的選擇性偏倚，后續(xù)研究需要擴(kuò)大樣本量，納入更廣泛的資料對模型作進(jìn)一步完善。

利益沖突：所有作者均聲明不存在利益沖突。