預測極早產(chǎn)兒壞死性小腸結腸炎發(fā)生風險列線圖模型的建立

劉欣 劉利軍 蔣海燕 趙常亮 何海英

（1.包頭醫(yī)學院研究生學院，內(nèi)蒙古包頭 014040；2.包鋼集團第三職工醫(yī)院新生兒科，內(nèi)蒙古包頭 014010）

壞死性小腸結腸炎（necrotizing enterocolitis，NEC）是新生兒期最常見、最為致命的胃腸道急癥。其發(fā)病機制尚未完全清楚，目前的研究認為NEC 可能與腸道屏障功能不成熟、腸黏膜缺血缺氧、感染、喂養(yǎng)不恰當?shù)榷喾N因素的協(xié)同作用有關［1］。極早產(chǎn)兒是指出生胎齡＜32 周的早產(chǎn)兒［2］。研究顯示，約85%的NEC發(fā)生于胎齡＜32周或出生體重＜1 500 g的早產(chǎn)兒，而中、晚期早產(chǎn)兒及足月兒僅占所有NEC 患兒的15%［3］。國內(nèi)近期一項多中心研究顯示＜32 周早產(chǎn)兒NEC 發(fā)生率為3.9%～10.7%，胎齡越小，發(fā)生率越高［4］；極低出生體重兒NEC 發(fā)生率為4.5%～8.7%，病死率為20%～30%［5］。國外高收入國家NEC 的發(fā)生率為3.5%～6.8%［6］。國內(nèi)一項對39個新生兒重癥監(jiān)護中心極早產(chǎn)兒或超低出生體重兒死亡原因調(diào)查顯示，9.4%的極早產(chǎn)兒死于NEC［7］。綜上所述，NEC 在極早產(chǎn)兒中發(fā)生率高、病死率高，明確極早產(chǎn)兒發(fā)生NEC 的危險因素，盡早識別可能發(fā)生NEC 的高危極早產(chǎn)兒，及時采取預防或治療措施，對提高極早產(chǎn)兒生存率和改善預后具有重要意義。雖然目前有關NEC 發(fā)生的危險因素的文獻較多，但納入的病例數(shù)和變量數(shù)均偏少，且缺乏專門針對極早產(chǎn)兒NEC 的研究；另外，所有的相關研究均未將危險因素轉(zhuǎn)換為可視化預測模型，臨床實用價值有限［8-9］。因此，本研究回顧性分析極早產(chǎn)兒的臨床資料，探討影響極早產(chǎn)兒NEC的危險因素，并在此基礎上建立列線圖預測模型，以期為極早產(chǎn)兒NEC的篩查和防治提供參考。

1 資料與方法

1.1 研究對象

選取2015 年1 月至2021 年12 月于包鋼集團第三職工醫(yī)院新生兒科住院的胎齡＜32 周的新生兒（極早產(chǎn)兒）為研究對象，將2015～2020 年的極早產(chǎn)兒設定為建模集，2021年的極早產(chǎn)兒為驗證集。根據(jù)是否發(fā)生NEC 分為NEC 組和非NEC 組。NEC的診斷參照修正Bell 分期［10］。排除標準：（1）疑似NEC 患兒：即BellⅠ期；（2）合并先天性疾病（如胃腸道畸形、嚴重先天性心臟病、染色體異常、遺傳代謝病等）。

1.2 資料收集

回顧性收集研究對象的臨床資料，包括：（1）出生情況：胎齡、出生體重、性別、出生方式、有無窒息、是否為小于胎齡兒（small for gestational age，SGA）、是否多胎等；（2）孕母圍生期情況：母親年齡、是否合并妊娠期高血壓疾病、妊娠糖尿病、胎膜早破＞18 h 等；（3）NEC 發(fā)病前患病情況及治療情況：新生兒呼吸窘迫綜合征（respiratory distress syndrome，RDS）、動脈導管未閉（patent ductus arteriosus，PDA）、敗血癥、休克、低白蛋白血癥、呼吸暫停、嚴重貧血、應用肺表面活性物質(zhì)（pulmonary surfactant，PS）、靜脈注射免疫球蛋白（intravenous immunogloblin，IVIG）等；（4）NEC 發(fā)病前喂養(yǎng)情況：開奶時間、是否配方奶喂養(yǎng)、益生菌使用等。NEC 組收集NEC 發(fā)病前患病、治療及喂養(yǎng)情況，非NEC 組對應的臨床資料收集至NEC 組患兒的NEC 平均發(fā)病日齡之前。

1.3 相關名詞定義說明

低白蛋白血癥定義為血清白蛋白≤25 g/L［11］。嚴重貧血定義為早產(chǎn)兒血紅蛋白≤80 g/L［12-13］。妊娠期高血壓疾病、妊娠糖尿病、胎膜早破等圍生期疾病診斷標準依據(jù)《實用婦產(chǎn)科學》第4版［14］。新生兒窒息、RDS、敗血癥、PDA、呼吸暫停等新生兒疾病的診斷標準依據(jù)《實用新生兒學》第5版［2］。

1.4 統(tǒng)計學分析

采用SPSS 26.0 軟件進行統(tǒng)計學分析，P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。對于計數(shù)資料采用例數(shù)及百分率（%）進行描述，組間比較采用χ2檢驗；對于計量資料，服從正態(tài)分布者采用均數(shù)±標準差（±s）進行描述，組間比較采用成組t檢驗；不服從正態(tài)分布者采用中位數(shù)（四分位數(shù)間距）［M（P25，P75）］ 進行描述，組 間比較采用Mann‐WhitneyU檢驗。采用二元logistic 回歸分析篩選NEC發(fā)生的影響因素，利用R軟件（R4.0.4）將篩選出的變量繪制列線圖預測模型，使用500 次Bootstrap法做內(nèi)部驗證，繪制模型的受試者工作特征（receiver operator characteristic，ROC） 曲線，并計算曲線下面積（area under the curve，AUC），外部驗證通過驗證集完成。采用Hosmer‐Lemeshow擬合優(yōu)度檢驗評價模型的準確性，校正曲線評估模型的校準度。采用決策曲線分析（decision curve analysis，DCA）評價模型的臨床實用性。

2 結果

2.1 建模集和驗證集臨床資料的比較

建模集共納入654例極早產(chǎn)兒，驗證集共納入98 例極早產(chǎn)兒。建模集與驗證集各變量的比較差異均無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），見表1。

表1 建模集和驗證集臨床資料的比較

2.2 建模集NEC組和非NEC組臨床資料的比較

建模集中，NEC 組77 例，非NEC 組577 例。NEC 組新生兒窒息、敗血癥、休克、低白蛋白血癥、嚴重貧血及配方奶喂養(yǎng)的比例明顯高于非NEC 組（P＜0.05），而在生后30 min 開奶的比例明顯低于非NEC組（P＜0.05），見表2。

表2 建模集NEC組與非NEC組臨床資料的比較

2.3 極早產(chǎn)兒NEC 發(fā)生的多因素logistic 回歸分析

以極早產(chǎn)兒是否發(fā)生NEC 為因變量，以NEC組和非NEC組單因素分析中有統(tǒng)計學意義的7個因素（新生兒窒息、敗血癥、休克、低白蛋白血癥、嚴重貧血、配方奶喂養(yǎng)、生后30 min 開奶）為自變量進行多因素logistic 回歸分析。結果顯示：新生兒窒息、敗血癥、休克、低白蛋白血癥、嚴重貧血及配方奶喂養(yǎng)是極早產(chǎn)兒NEC 發(fā)生的獨立危險因素（P＜0.05），見表3。

表3 極早產(chǎn)兒NEC發(fā)生的多因素logistic回歸分析

2.4 列線圖預測模型的建立

采用R 軟件，基于多因素logistic 回歸分析的結果，將新生兒窒息、敗血癥、休克、低白蛋白血癥、嚴重貧血及配方奶喂養(yǎng)6個變量納入列線圖，建立極早產(chǎn)兒NEC 發(fā)生風險的預測模型，見圖1。R 軟件根據(jù)上述logistic 回歸分析結果中各變量OR值進行分值分配（新生兒窒息87分、敗血癥72 分、休克100 分、低白蛋白血癥70 分、嚴重貧血71分、配方奶喂養(yǎng)80分，無則為0分），根據(jù)極早產(chǎn)兒的具體情況將存在的變量的相應分數(shù)相加得出該患兒的總分，再繪制總分到風險軸的垂直線獲得患兒發(fā)生NEC 的概率，總分越高說明該極早產(chǎn)兒發(fā)生NEC 的可能性就越大，從而能夠根據(jù)得分對極早產(chǎn)兒NEC 的發(fā)生風險進行早期定量預測。例如：某極早產(chǎn)兒患新生兒窒息（得87 分），生后配方奶喂養(yǎng)（得80分），住院期間出現(xiàn)敗血癥（得72分）和低白蛋白血癥（得70分），未發(fā)生休克（得0分），未出現(xiàn)嚴重貧血（得0分），則該患兒總分約為310分，對應到NEC風險軸可以得出該患兒發(fā)生NEC的風險約為50%。

圖1 極早產(chǎn)兒NEC 發(fā)生風險的列線圖模型 每個

2.5 列線圖模型的評價與驗證

繪制模型的ROC 曲線，并計算AUC，結果顯示：建模集AUC 為0.833（95%CI：0.715～0.952），驗證集AUC為0.826（95%CI：0.797～0.862），說明模型具有較好的預測能力，見圖2。Hosmer‐Lemeshow 擬合優(yōu)度檢驗結果：χ2=1.8339，自由度8，P=0.9857。同時繪制模型的校正曲線，建模集和驗證集的校正曲線均與理想曲線擬合良好，見圖3。Hosmer‐Lemeshow 擬合優(yōu)度檢驗和校正曲線均提示模型在實際發(fā)生率和預測發(fā)生率之間具有較好的一致性。以高風險閾概率為橫坐標，凈獲利率為縱坐標，繪制列線圖模型的DCA 曲線，見圖4。利用該列線圖模型評估出NEC發(fā)生風險較高的極早產(chǎn)兒后，繼而采取干預措施可能會使極早產(chǎn)兒獲得更高的臨床效益。

圖2 列線圖模型的ROC曲線

圖3 列線圖模型的校正曲線

3 討論

盡管早產(chǎn)兒救治水平有了明顯提高，但極早產(chǎn)兒NEC的發(fā)病率和病死率仍然居高不下［4-7］。國內(nèi)多中心研究顯示＜32周早產(chǎn)兒NEC的發(fā)生率波動于3.9%～10.7%［4］。本研究中NEC 發(fā)生率為7.6%（84/1 097），與多中心研究結果相一致。本研究通過回顧性收集2015～2020 年極早產(chǎn)兒的臨床資料，采用單因素分析和多因素分析相結合的方法，明確了新生兒窒息、敗血癥、休克、低白蛋白血癥、嚴重貧血及配方奶喂養(yǎng)是極早產(chǎn)兒NEC 的獨立危險因素，基于多因素logistic 回歸分析結果建立列線圖預測模型，并用2021 年極早產(chǎn)兒數(shù)據(jù)驗證模型的準確性。列線圖模型的優(yōu)點是可以將復雜、冗長的回歸方程轉(zhuǎn)換為簡便、易行、可視、可讀的圖線，使預測結果更直觀、連續(xù)，臨床實用性更強。本研究建模集和驗證集ROC 曲線的AUC 分別為0.833（95%CI：0.715～0.952）和0.826（95%CI：0.797～0.862），表明模型具有良好的區(qū)分度和預測精準度。繪制的校正曲線和Hosmer‐Lemeshow擬合優(yōu)度檢驗均說明模型在預測值與真實值之間準確性和一致性較好。同時DCA 曲線表明模型具有良好的臨床實用價值。

本研究中建模集和驗證集中新生兒窒息發(fā)生率分別為14.5%（95/654）和14.3%（14/98），說明極早產(chǎn)兒窒息的發(fā)生率高，需要引起足夠的重視。根據(jù)世界衛(wèi)生組織的估計，全球每年超過20%的新生兒死于窒息，在早產(chǎn)兒中這一比例甚至達到60%，其中6%的窒息可導致NEC［15］。窒息的本質(zhì)是缺氧［16］，窒息早期患兒體內(nèi)血流重新分布，非重要臟器如胃腸道血供減少，黏膜屏障功能障礙，故易導致細菌移位和NEC。敗血癥是由病原菌導致的急性全身性感染，它繼發(fā)于宿主對感染的反應失調(diào)，會對腸道產(chǎn)生強烈的影響。多項研究已證實新生兒敗血癥是NEC 的獨立危險因素，敗血癥嬰兒的NEC 發(fā)生率約為非敗血癥嬰兒的3倍［17-18］。本研究也顯示敗血癥是極早產(chǎn)兒NEC 的危險因素（OR=2.866，P＜0.001）。本研究多因素logistic 回歸分析顯示，休克對NEC 發(fā)病的影響作用最大（OR=4.321，P＜0.001）。休克患兒組織長期灌注不足導致線粒體功能障礙、能量合成受損，最終引起細胞死亡和器官衰竭［19］，同時休克伴有炎癥介質(zhì)的釋放和氧自由基的產(chǎn)生，從而增加發(fā)生NEC 的風險，這一結論與Samuels 等［20］的報道一致。2016 年JAMA發(fā)表的一項多中心、大樣本、前瞻性隊列研究［21］顯示，輸注紅細胞與NEC發(fā)生沒 有 關 聯(lián)（HR=0.44， 95%CI： 0.17～1.12，P=0.09），但嚴重貧血（血紅蛋白≤80 g/L）是NEC 的獨立危險因素（HR=5.99，95%CI：2.00～18.0，P=0.001），且血紅蛋白每下降10 g/L，NEC 發(fā)生率增加65%。本研究參考JAMA的數(shù)據(jù)，將嚴重貧血（血紅蛋白≤80 g/L）作為極早產(chǎn)兒NEC危險因素篩選的變量，結果也顯示NEC 組嚴重貧血發(fā)生率明顯高于非NEC組（18.2%vs 5.5%），且嚴重貧血是極早產(chǎn)兒NEC發(fā)生的獨立危險因素（OR=2.847，P＜0.001）。白蛋白在維持血漿膠體滲透壓中發(fā)揮著關鍵作用［22］，白蛋白降低引起血漿膠體滲透壓下降，導致大量液體潴留在組織間隙中，機體有效循環(huán)血容量不足，繼而出現(xiàn)多臟器灌注減少和微循環(huán)功能障礙；白蛋白還有利于腸上皮細胞的自我更新和分化［22］，白蛋白缺乏可以引起腸道菌群失調(diào)、上皮細胞斷裂、免疫功能受損，從而促進病原體入侵，這些機制均與NEC 的發(fā)病有關［22］。喂養(yǎng)方式與NEC 的發(fā)生風險顯著相關。母乳中含有豐富的溶菌酶、乳鐵蛋白、免疫因子及生長發(fā)育因子等活性成分，具有抗感染、抗氧化及免疫調(diào)節(jié)的作用［23］?！缎律鷥簤乃佬孕∧c結腸炎臨床診療指南（2020）》［5］也推薦預防NEC首選親母母乳喂養(yǎng)，當母乳不足或缺乏時，推薦使用捐贈人乳。配方奶最大的特點在于缺乏這些活性物質(zhì)，故配方奶喂養(yǎng)兒較母乳喂養(yǎng)兒更易發(fā)生腸道感染。國內(nèi)一項包含639 例早產(chǎn)兒的回顧性研究［24］也證實與母乳喂養(yǎng)相比，配方奶明顯增加NEC的發(fā)生率，同時延長早產(chǎn)兒的住院時間。本研究顯示配方奶喂養(yǎng)兒發(fā)生NEC 的風險較純母乳喂養(yǎng)兒增加（OR=3.223，P＜0.05）。

綜上所述，本研究發(fā)現(xiàn)新生兒窒息、敗血癥、休克、低白蛋白血癥、嚴重貧血及配方奶喂養(yǎng)是極早產(chǎn)兒NEC 發(fā)生的獨立危險因素，基于多因素logistic回歸分析結果建立了列線圖預測模型，該模型的區(qū)分度和校準度較好，臨床實用價值較高，為臨床早期評估極早產(chǎn)兒發(fā)生NEC 的風險提供了一個定量、簡便、直觀的工具。本研究的局限性包括：（1）本研究為單中心、回顧性病例對照研究，不可避免會出現(xiàn)一定程度的選擇偏倚；（2）由于本研究樣本來源時間跨度較長，早年的診療水平和對疾病認識有限，部分潛在的可能影響極早產(chǎn)兒NEC發(fā)生的危險因素數(shù)據(jù)未能完整保存，比如母親及患兒維生素D 水平、延遲臍帶結扎時間、病原菌種類、妊娠期膽汁淤積等。因此未來還需要高質(zhì)量、前瞻性、多中心研究進一步檢驗本模型的效能。