急性生理學(xué)評分對老年膿毒癥患者院內(nèi)死亡風(fēng)險的預(yù)測價值

韓天勇 程 濤 何亞榮 劉伯夫 谷志寒 廖 葉 曹 鈺

膿毒癥(spesis)是機(jī)體對感染的反應(yīng)失調(diào)而導(dǎo)致危及生命的多臟器功能障礙，是危重癥患者死亡的重要原因之一[1～3]。而超過60%的膿毒癥發(fā)生在老年人中，同時老年患者由于機(jī)體衰老退化，免疫功能受損，又常合并多種慢性疾病，其復(fù)雜的生理病理狀態(tài)導(dǎo)致老年膿毒癥患者的死亡風(fēng)險遠(yuǎn)高于年輕患者[4,5]。因此對于老年膿毒癥患者的死亡風(fēng)險進(jìn)行早期預(yù)警具有重要意義。目前，已有多種評分系統(tǒng)可對膿毒癥患者嚴(yán)重程度和預(yù)后進(jìn)行預(yù)測，常用的主要有以下4種：急性生理學(xué)評分(acute physiological score，APS)Ⅲ、簡化急性生理學(xué)評分Ⅱ(simplified acute physiology scoreⅡ，SAPSⅡ)、全身炎癥反應(yīng)綜合征評分(systemic inflammatory response syndrome score，SIRS)和Logistic器官功能障礙系統(tǒng)評分(Logisticorgan dysfunction score，LODS)[6～10]。但這4種評分系統(tǒng)預(yù)測重癥監(jiān)護(hù)室(ICU)老年膿毒癥患者死亡風(fēng)險的準(zhǔn)確性如何尚不得而知。本研究旨在探討上述4種評分系統(tǒng)與ICU老年膿毒癥患者院內(nèi)死亡直接的關(guān)系，以確定何種評分系統(tǒng)能較好地應(yīng)用于臨床。

對象與方法

1.研究方案: 本研究基于貝斯以色列迪康醫(yī)學(xué)中心重癥監(jiān)護(hù)室數(shù)據(jù)庫(MIMIC-Ⅳ)中2008～2019年符合膿毒癥3.0診斷標(biāo)準(zhǔn)的老年膿毒癥患者臨床大數(shù)據(jù)進(jìn)行回顧性隊列研究，探討評價APSⅢ、SAPSⅡ、LODS及SIRS 4種評分系統(tǒng)對ICU老年膿毒癥患者院內(nèi)死亡風(fēng)險預(yù)測效能[2]。

2.研究對象: 納入標(biāo)準(zhǔn)：①年齡≥65歲；②符合膿毒癥3.0診斷標(biāo)準(zhǔn)，即可疑感染且SOFA≥2分。排除標(biāo)準(zhǔn)：①非首次住院病例(指在數(shù)據(jù)庫及電子病歷系統(tǒng)中有多次住院記錄且非第1次住院記錄)；②ICU住院時間<24h；③關(guān)鍵臨床資料指標(biāo)缺失病例。

3.人口學(xué)特征：年齡、性別、體重、總住院時長、ICU住院時長。入ICU 24h內(nèi)的檢測指標(biāo)：呼吸頻率、心率、平均動脈壓、實驗室檢驗結(jié)果、APSⅢ、SAPSⅡ、LODS及SIRS評分，若同一變量在入院當(dāng)天24h內(nèi)有多個取值記錄，則取其最差值。終點指標(biāo)：院內(nèi)死亡作為研究結(jié)局終點指標(biāo)。MIMIC-Ⅳ數(shù)據(jù)庫中研究對象臨床資料的提取使用Google Cloud BigQuery和PostgreSQL(v12.0)中的SQL語言(Structure query language)完成。用于提取數(shù)據(jù)的SQL腳本均從 GitHub 網(wǎng)站(https:∥github.com/MIT-LCP/mimic-iv)中獲取。本研究對MIMIC-Ⅳ數(shù)據(jù)庫的訪問及數(shù)據(jù)的獲取均得到貝斯以色列迪康醫(yī)療中心和麻省理工學(xué)院附屬機(jī)構(gòu)審查委員會批準(zhǔn)(No.9967206)。MIMIC-Ⅳ數(shù)據(jù)庫中患者均為匿名，以MIMIC-Ⅳ數(shù)據(jù)庫進(jìn)行相關(guān)研究無需獲得知情同意。

結(jié) 果

1.患者基線資料比較: 本研究最終納入MIMIC-Ⅳ數(shù)據(jù)庫中15917例年齡≥65歲老年膿毒癥患者，其中男性8670例(54.5%)，中位年齡為77(70，84)歲；院內(nèi)死亡患者3149例(19.8%)。死亡組患者年齡、心率、呼吸頻率、ICU住院時長、白細(xì)胞計數(shù)、尿素氮、肌酐、APSⅢ、SAPSⅡ、LODS及SIRS評分均明顯高于存活組患者，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，死亡組患者體重、總住院時長、血紅蛋白、血小板計數(shù)均明顯低于存活組患者，差異均有統(tǒng)計學(xué)意義(P<0.05)，兩組患者性別比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，詳見表1。

表1 不同預(yù)后患者基線資料比較[n(%), M(Q1,Q3)]

2.4種不同評分系統(tǒng)對ICU老年膿毒癥患者死亡風(fēng)險的預(yù)警效能：APSⅢ、SAPSⅡ、LODS、SIRS預(yù)測ICU老年膿毒癥患者院內(nèi)死亡風(fēng)險ROC曲線下面積(AUC)分別為0.779(0.770～0.788)、0.713(0.703～0.723)、0.763(0.753～0.772)、0.587(0.576～0.598)，詳見表2。將4種評分系統(tǒng)預(yù)測ICU老年膿毒癥患者院內(nèi)死亡的AUC值進(jìn)行差異性分析(z檢驗)，結(jié)果顯示，APSⅢ評分系統(tǒng)預(yù)測ICU老年膿毒癥患者院內(nèi)死亡AUC值最大，明顯高于SAPSⅡ、LODS及SIRS評分(P<0.05)；SIRS評分系統(tǒng)對于ICU老年膿毒癥患者院內(nèi)死亡具有一定預(yù)測價值，但其AUC值較小，相對于另外3種評分預(yù)測效能有限(P<0.05)。

表2 4種評分系統(tǒng)對ICU老年膿毒癥患者院內(nèi)死亡風(fēng)險的預(yù)警效能

3.4種評分系統(tǒng)對ICU老年膿毒癥患者院內(nèi)死亡風(fēng)險DCA曲線的比較：將4種評分系統(tǒng)作為臨床決策輔助工具，進(jìn)行DCA分析。以凈獲益率為縱坐標(biāo)，高風(fēng)險閾值為橫坐標(biāo)，繪制DCA曲線(圖1)，其中高風(fēng)險閾值設(shè)為(0，1)。決策分析曲線結(jié)果顯示，凈效益范圍由高到低依次為APSⅢ、LODS、SAPSⅡ、SIRS，即APSⅢ 在4種評分系統(tǒng)中最優(yōu)(圖1)。

圖1 4種評分系統(tǒng)預(yù)測ICU老年膿毒癥患者院內(nèi)死亡風(fēng)險DCA分析all.代表所有患者給予緊急干預(yù)，患者的凈受益；none.所有患者均不給予緊急干預(yù)，此時凈受益為0

討 論

2016年“拯救膿毒癥運動”(surviving sepsis campaign，SSC)提出了膿毒癥3.0診斷標(biāo)準(zhǔn)即機(jī)體對感染的反應(yīng)失調(diào)而引起危及生命的器官功能障礙[2]。膿毒癥進(jìn)一步惡化會導(dǎo)致膿毒性休克，病死率極高，有報道顯示接近40%[11]。因此早期識別感染較為嚴(yán)重、存在較高死亡風(fēng)險膿毒癥患者，分配適當(dāng)?shù)尼t(yī)療資源，并積極采取有效合理干預(yù)，探尋相應(yīng)的預(yù)防措施，可有效降低病死率[12]。老年患者由于機(jī)體機(jī)能下降，免疫功能容易受損，自我調(diào)節(jié)能力較差，合并基礎(chǔ)疾病較多，發(fā)生感染時容易導(dǎo)致膿毒癥的發(fā)生，同時老年患者往往表現(xiàn)出非典型、非特異性癥狀，導(dǎo)致診治延誤，病死率更高，因此早期對老年膿毒癥患者的病情評估更為重要[13]。迄今為止，已有多種評分系統(tǒng)用于評估預(yù)測膿毒癥患者的疾病嚴(yán)重程度及預(yù)后，但針對各種評分系統(tǒng)對ICU老年膿毒癥患者院內(nèi)死亡風(fēng)險預(yù)測效能的研究較少，凈效益仍然不確定。因此，本研究遵循膿毒癥3.0診斷標(biāo)準(zhǔn)，基于最新的MIMIC-Ⅲ數(shù)據(jù)庫的更新版本——MIMIC-Ⅳ數(shù)據(jù)庫進(jìn)行大樣本回顧性隊列研究，探討比較APSⅢ、SAPSⅡ、LODS和SIRS評分對ICU老年膿毒癥患者院內(nèi)死亡風(fēng)險預(yù)測效能，為后期臨床應(yīng)用提供一定的依據(jù)[14]。

通過ROC曲線和AUC值比較，本研究發(fā)現(xiàn),APSⅢ、SAPSⅡ以及LODS評分系統(tǒng)對于預(yù)測ICU老年膿毒癥患者院內(nèi)死亡風(fēng)險具有良好的性能，而SIRS評分預(yù)測效能有限?？赡茉蚴怯捎赟IRS評分是一種簡易評分工具，其評分標(biāo)準(zhǔn)包括體溫、心率、呼吸和白細(xì)胞計數(shù)4項，評估參數(shù)少，且均為臨床診斷感染最基本指標(biāo)[6,15]。同時，SIRS評分系統(tǒng)指標(biāo)未能體現(xiàn)器官功能障礙，以至其不足以識別發(fā)展為器官功能障礙具有高死亡風(fēng)險的患者[16]。同時本研究發(fā)現(xiàn)，SIRS評分特異性明顯低于其他評分。SIRS綜合征不僅是由感染引起的，如創(chuàng)傷、嚴(yán)重急性胰腺炎和休克都可導(dǎo)致SIRS，這可能是SIRS標(biāo)準(zhǔn)缺乏特異性的根本原因。由此可見，SIRS評分難以準(zhǔn)確預(yù)測ICU老年膿毒癥患者院內(nèi)死亡風(fēng)險，需結(jié)合其他指標(biāo)聯(lián)合檢測以提高預(yù)測效能。

SAPSⅡ評分最初由Jean-Roger等于1993年提出，在既往回顧性研究中SAPSⅡ被證明可以有效地評估危重癥患者的預(yù)后[17～19]。鄒琳琳等[20]基于MIMIC-Ⅲ公共數(shù)據(jù)庫評價不同重癥評分系統(tǒng)對呼吸重癥監(jiān)護(hù)患者ICU死亡風(fēng)險的預(yù)測價值時發(fā)現(xiàn)，當(dāng)預(yù)測呼吸重癥監(jiān)護(hù)患者ICU死亡風(fēng)險時，SAPSⅡ評分的AUC略高于LODS評分、APSⅢ評分、OASIS評分、SOFA評分以及SIRS 評分，具有較好的預(yù)測價值。LODS評分于1996年提出，每個變量都是經(jīng)過Logistic回歸篩選與計算權(quán)重，主要用于評價器官功能狀態(tài)[21]。Wang等[22]通過多中心回顧性研究發(fā)現(xiàn)，LODS在預(yù)測ICU嚴(yán)重膿毒癥患者住院病死率方面具有良好表現(xiàn)。但既往相關(guān)研究中研究人群并非ICU老年膿毒癥患者,關(guān)于預(yù)測ICU老年膿毒癥患者死亡風(fēng)險相關(guān)研究甚少。筆者基于MIMIC-Ⅳ數(shù)據(jù)庫大規(guī)模臨床數(shù)據(jù)的研究結(jié)果顯示，SAPSⅡ和LODS在預(yù)測ICU老年膿毒癥患者的院內(nèi)死亡風(fēng)險方面較APSⅢ評分并無優(yōu)先權(quán)，APSⅢ評分預(yù)測ICU老年膿毒癥患者院內(nèi)死亡風(fēng)險的AUC值高于SAPSⅡ和LODS評分，且其敏感度和特異性分別為71.32%和67.54%，不低于其他評分系統(tǒng)。由于ICU老年膿毒癥患者往往病情復(fù)雜，合并全身多系統(tǒng)功能損傷，對預(yù)后影響較大，而APSⅢ評分作為APACHEⅡ評分系統(tǒng)的一部分，評價系統(tǒng)涉及患者主要體征、生理指標(biāo)等多項相關(guān)危險因素，可以反映機(jī)體的綜合情況，從而提高評分系統(tǒng)的預(yù)測能力。雖然臨床醫(yī)生可能更傾向于使用相對簡易評分，但APSⅢ評分中所包含的這些項目在ICU中很容易獲取，所以APSⅢ的復(fù)雜性可能不會影響其臨床應(yīng)用。

即使各種評分系統(tǒng)在臨床應(yīng)用過程中具有較高的準(zhǔn)確性，但患者并非能一定從中獲益。通過R語言繪制的決策曲線是一種廣泛使用的方法來衡量一個特定模型的臨床效用，可以比較直觀地評估幾種評分系統(tǒng)的臨床獲益優(yōu)劣。因此，本研究引入決策曲線分析這一評價方法對上訴4種評分系統(tǒng)進(jìn)行臨床實用性評估。本研究決策分析曲線結(jié)果分析顯示，與AUC值由高到低排序相同，凈效益范圍由高到低同樣依次為APSⅢ、LODS、SAPSⅡ、SIRS。APSⅢ評分作為臨床決策輔助工具，在預(yù)測ICU老年膿毒癥患者院內(nèi)死亡風(fēng)險方面，凈獲益均高于其余3種評分系統(tǒng)，即APSⅢ在4種評分系統(tǒng)中最優(yōu)，再次證實了APSⅢ評分系統(tǒng)的優(yōu)越性。因此，從總體水平上分析，APSⅢ評分系統(tǒng)使用價值較優(yōu)。

但是，以上評分仍存在對ICU老年膿毒癥患者院內(nèi)死亡風(fēng)險預(yù)測價值偏低問題。國內(nèi)外多項研究發(fā)現(xiàn)聯(lián)合多項評分系統(tǒng)，有助于臨床更加快速準(zhǔn)確地評估患者的不良預(yù)后，后期可以嘗試聯(lián)合使用多項評分系統(tǒng)提高其預(yù)測能力。同時，隨著信息技術(shù)的不斷發(fā)展，以機(jī)器學(xué)習(xí)為手段的智慧醫(yī)療或?qū)⒊蔀榭焖贉?zhǔn)確預(yù)測方法之一，期待后續(xù)更多相關(guān)研究[23]。

同時，本研究存在一定的局限性。首先，本研究為回顧性研究，不能完全除外未被考慮的潛在的混雜因素的影響；其次，本研究未能區(qū)分不同感染部位的老年膿毒癥患者，不同的評分系統(tǒng)對預(yù)后的預(yù)測可能存在偏差；最后，本研究未能分析各項評分系統(tǒng)的動態(tài)變化，而其動態(tài)變化可能對老年膿毒癥患者的預(yù)后預(yù)測價值更高。

綜上所述，預(yù)警ICU老年膿毒癥患者院內(nèi)死亡時，APSⅢ評分均優(yōu)于SAPSⅡ、LODS、及SIRS評分，建議優(yōu)先選用APSⅢ評分。此外，由于ICU老年膿毒癥患者病情多較為危重，進(jìn)展迅速，制定準(zhǔn)確并且客觀預(yù)測評分系統(tǒng)是非常重要的，期待后續(xù)開展更多相關(guān)研究，開發(fā)出更為便捷、準(zhǔn)確的評分系統(tǒng)。