HBV相關(guān)慢加急性肝衰竭并發(fā)細(xì)菌感染的預(yù)測(cè)模型的構(gòu)建

鄭惠芳 林升龍 鄭嵩 黃雨欣 肖珊穎 葉子杰 林明華 高海兵

慢加急性肝衰竭患者肝功能嚴(yán)重?fù)p傷，免疫防御功能低下，并發(fā)感染后進(jìn)一步加重肝功能衰竭，使病情持續(xù)惡化，形成惡性循環(huán)[1]。因此有效地預(yù)測(cè)HBV-ACLF患者發(fā)生細(xì)菌感染并降低發(fā)生率，對(duì)于改善HBV-ACLF患者的預(yù)后，提高生存率和生存質(zhì)量有著重要意義。目前關(guān)于早期預(yù)測(cè)感染發(fā)生和發(fā)展、準(zhǔn)確判斷預(yù)后、指導(dǎo)治療的評(píng)價(jià)體系的研究較少。本研究收集HBV-ACLF患者的資料，對(duì)其臨床特征進(jìn)行分析，探討HBV-ACLF患者并發(fā)細(xì)菌感染的危險(xiǎn)因素，并構(gòu)建預(yù)測(cè)模型。

資料與方法

一、一般資料

納入2015年1月至2018年12月在福建醫(yī)科大學(xué)孟超肝膽醫(yī)院住院治療、資料完整、出院診斷為HBV-ACLF的患者255例，診斷及臨床分型按《肝衰竭診治指南(2018年版)》[2]，其中男198例，女57例，合并細(xì)菌感染者203例(79.6%)，年齡(48.7±13.1)歲。

二、納入標(biāo)準(zhǔn)和排除標(biāo)準(zhǔn)

細(xì)菌感染診斷標(biāo)準(zhǔn)：有明確病原學(xué)證據(jù)(血、尿、腹水、糞便、胸水或分泌物等細(xì)菌培養(yǎng)陽(yáng)性)者，或病原微生物學(xué)培養(yǎng)陰性，但臨床上有可疑感染灶的相應(yīng)癥狀和體征，發(fā)熱、外周血白細(xì)胞總數(shù)和(或)中性粒細(xì)胞升高，以及肺部X線、CT等影像學(xué)檢查提示有感染者[3-5]。排除標(biāo)準(zhǔn)：年齡<18歲，合并HAV、HCV、HDV或HEV感染，甲狀腺功能亢進(jìn)或甲狀腺功能減退，各種惡性腫瘤，急性胰腺炎，HIV 感染，真菌感染，結(jié)核感染，自身免疫性疾病，嚴(yán)重腎、心功能不全，長(zhǎng)期免疫抑制劑治療者(包括器官移植后患者)，長(zhǎng)期酗酒，重大手術(shù)，確診2 d內(nèi)發(fā)生細(xì)菌感染，妊娠以及資料不全的患者。本研究通過(guò)福建醫(yī)科大學(xué)孟超肝膽醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審核批準(zhǔn)(科審2020_099_ 01)。

三、研究方法

采用回顧性隊(duì)列研究方法，通過(guò)查閱患者的電子病歷和檢驗(yàn)報(bào)告單獲取患者的臨床信息，應(yīng)用Microsoft Excel 2016軟件建立病史及隨訪資料數(shù)據(jù)庫(kù)，摘錄患者流行病學(xué)資料、臨床特征、入院后確診肝衰竭的2 d內(nèi)的實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)(血常規(guī)、生化和凝血功能、CRP及PCT等)及并發(fā)癥，確診2 d后發(fā)生細(xì)菌感染為臨床終點(diǎn)事件。

四、統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

采用開源統(tǒng)計(jì)軟件R語(yǔ)言(4.0.3)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。不符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以M(P25，P75)表示；經(jīng)單因素分析后選取差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的相關(guān)變量應(yīng)用logistic回歸法構(gòu)建預(yù)測(cè)模型；進(jìn)一步對(duì)模型進(jìn)行診斷，分別采用樣條函數(shù)分析納入變量的線性關(guān)系，Cook距離分析強(qiáng)影響點(diǎn)以及方差膨脹系數(shù)分析變量間的多重共線性；采用受試者工作特征曲線下面積(AUC)和校正曲線分析模型的預(yù)測(cè)效能；采用Bootstrap法對(duì)模型進(jìn)行內(nèi)部驗(yàn)證；最后制作列線圖展示模型。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

結(jié) 果

一、兩組患者臨床特征比較

比較HBV-ACLF并發(fā)細(xì)菌感染和無(wú)細(xì)菌感染患者的基線指標(biāo)，結(jié)果顯示年齡、白蛋白、膽堿酯酶、總膽紅素、直接膽紅素、總膽固醇、前白蛋白、血鈉、凝血酶原時(shí)間、凝血酶原活動(dòng)度、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化比值、部分凝血活酶時(shí)間、纖維蛋白原、白細(xì)胞、中性粒細(xì)胞、血紅蛋白、CRP、降鈣素原和并發(fā)肝性腦病差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見(jiàn)表1。

表1 兩組患者基線指標(biāo)比較

二、預(yù)測(cè)模型的建立

采用lasso回歸分析HBV-ACLF患者發(fā)生細(xì)菌感染的影響因素,最優(yōu)lambda值通過(guò)交叉驗(yàn)證來(lái)確定，折疊次數(shù)為10次，見(jiàn)圖1。選取lambda.1se的值為0.049 290，篩選得到年齡、基線DBil、CHE、 PT、APTT、CRP和是否伴有HE等7個(gè)變量是HBV-ACLF患者并發(fā)細(xì)菌感染的危險(xiǎn)因素(P<0.05)，建立回歸方程為： logistic(p)= -7.1733 + 0.0495×AGE + 0.4107×ln(DBil)-0.0002×CHE + 0.0350×PT + 0.0610×APTT + 0.5212×ln(CRP) + 1.3582×(HE = 1 or 0)。其中年齡(OR=1.05, 95%CI:1.02～1.09)、DBil(OR=1.51, 95%CI:1.06～2.17)、CRP(OR=1.68, 95%CI:1.11～2.62)和HE(OR=3.88, 95%CI:1.37～14.10)為獨(dú)立危險(xiǎn)因素。logistic回歸方差參數(shù)見(jiàn)表2?；趌ogistic 回歸模型的結(jié)果構(gòu)建列線圖如圖2，根據(jù)總分即可在列線圖上找到所對(duì)應(yīng)的感染發(fā)生概率。

表2 logistic回歸方差參數(shù)

圖1 log(λ)值與變量數(shù)目對(duì)應(yīng)走勢(shì)

圖2 預(yù)測(cè)HBV-ACLF患者發(fā)生細(xì)菌感染概率列線圖

三、模型的診斷

對(duì)納入模型的變量進(jìn)行線性分析，見(jiàn)圖3，各變量基本成單調(diào)線性分布且各變量離散程度與所得分布也較為契合。同時(shí)對(duì)本次模型構(gòu)建所采納的255例患者樣本進(jìn)行影響因子分析，如圖4所示各樣本Cook值均小于1，提示所用樣本中不存在對(duì)結(jié)果有巨大影響的點(diǎn)，說(shuō)明本模型可信度較高。年齡、DBil、CHE、PT、APTT、CRP進(jìn)行共線性分析，結(jié)果中方差膨脹因子(variance inflation factor, VIF)年齡(VIF = 1.27)、DBil(VIF = 1.42)、CHE(VIF = 1.10)、PT(VIF = 1.72)、APTT(VIF = 1.76)、CRP(VIF = 1.15)和HE(VIF = 1.01)全部小于5，說(shuō)明logistic回歸模型不存在多重共線性問(wèn)題，模型構(gòu)建良好。

圖3 變量參數(shù)的線性分析

圖4 模型的影響因子分析

四、新建預(yù)測(cè)模型與其他模型預(yù)測(cè)能力的比較

采用AUC評(píng)估本模型與分別單獨(dú)運(yùn)用CRP和PCT對(duì)HBV-ACLF患者發(fā)生細(xì)菌感染預(yù)測(cè)的準(zhǔn)確性。ROC曲線顯示如圖5，新建模型的AUC(0.851)>CRP的AUC(0.719)>PCT的AUC(0.655)，提示新建模型預(yù)測(cè)HBV-ACLF患者發(fā)生細(xì)菌感染的價(jià)值高于CRP和PCT。當(dāng)約登指數(shù)取最大值時(shí)，預(yù)測(cè)模型的截?cái)嘀禐?.83，特異度為84.62%，靈敏度為69.49%。

圖5

五、預(yù)測(cè)模型的驗(yàn)證

采用Hosmer-Lemeshow test分析模型的擬合程度(圖6)，所擬合的直線與參考線基本接近，說(shuō)明該預(yù)測(cè)模型的校準(zhǔn)度較高。通過(guò)Bootstrap采樣對(duì)新建模型進(jìn)行100次內(nèi)部校準(zhǔn)(圖7)，驗(yàn)證集中的模型表現(xiàn)與訓(xùn)練集(模型的粗表現(xiàn))基本一致，得到的預(yù)測(cè)值能夠較好地代表實(shí)際值。

圖6 HBV-ACLF患者發(fā)生細(xì)菌感染預(yù)測(cè)模型校準(zhǔn)圖

圖7 驗(yàn)證集與訓(xùn)練集的校正曲線

討 論

HBV-ACLF是一種復(fù)雜的臨床綜合征，并發(fā)感染后病死率極高[6-7]。早期判斷病情進(jìn)展和積極治療對(duì)改善HBV-ACLF患者預(yù)后十分重要。HBV-ACLF患者發(fā)生細(xì)菌感染通常是由多種因素相互作用所致。本研究通過(guò)lasso回歸法篩選得到7個(gè)影響HBV-ACLF患者發(fā)生感染的變量，即年齡、DBil、CHE、PT、APTT、CRP和HE。

本研究結(jié)果說(shuō)明年齡對(duì)HBV-ACLF患者并發(fā)細(xì)菌感染有影響，與胡正翠等[8]研究認(rèn)為年齡是HBV-ACLF發(fā)生肺部感染的危險(xiǎn)因素之一的結(jié)論相符。HBV-ACLF患者肝臟受損，肝細(xì)胞腫大，肝臟內(nèi)合成的DBil不能排入膽道進(jìn)行排泄，容易導(dǎo)致患者出現(xiàn)高DBil血癥。一些學(xué)者發(fā)現(xiàn)高膽紅素血癥(特別是與其他肝功能檢查不相稱的DBil升高)與兒童和成人的菌血癥及其他嚴(yán)重感染有關(guān)[9]。 本研究也發(fā)現(xiàn)高DBil血癥的HBV-ACLF患者更易發(fā)生細(xì)菌感染。于佳等[10]發(fā)現(xiàn)HBV患者病情越嚴(yán)重，血清中CHE活性越低，患者肝臟儲(chǔ)備功能受損越嚴(yán)重。本研究提示患者血清CHE水平是HBV-ACLF患者并發(fā)細(xì)菌感染的危險(xiǎn)因素之一。有研究發(fā)現(xiàn)，肺炎患者的 CHE 含量明顯下降，并將CHE作為評(píng)估肺部感染嚴(yán)重程度的重要指標(biāo)[11，12]。本研究表明，PT和APTT的延長(zhǎng)是HBV-ACLF患者并發(fā)細(xì)菌感染的高危因素。ACLF并發(fā)感染的患者常常伴有凝血功能紊亂，這是因?yàn)楦喂δ芩ソ邥r(shí)，凝血因子合成減少和缺乏導(dǎo)致PT和APTT的延長(zhǎng)[13]。譚麗俊等[14]研究表明凝血功能紊亂與炎癥反應(yīng)共同促進(jìn)了危重癥嬰幼兒感染的加重。本研究表明CRP增高提醒HBV-ACLF患者有存在感染的可能。CRP是一種重要的非特異性急性期蛋白，由肝臟合成并釋放入血，其代謝產(chǎn)生的活性氧可誘導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)氧化應(yīng)激，從而激活NF-κB；與補(bǔ)體C1q結(jié)合并通過(guò)經(jīng)典途徑激活補(bǔ)體系統(tǒng)，刺激機(jī)體釋放炎癥介質(zhì)加劇炎癥反應(yīng)，因而CRP的檢測(cè)常被用于監(jiān)測(cè)慢性炎癥性疾病的治療效果，是臨床上判斷炎癥的常用敏感指標(biāo)[15-18]。儲(chǔ)怡星等[19]發(fā)現(xiàn)，細(xì)菌性感染患者的CRP水平與病情密切相關(guān)，凡是治愈或好轉(zhuǎn)者CRP可從高水平恢復(fù)至正常水平，與本研究結(jié)果相似。HE是嚴(yán)重肝病并發(fā)的一種以代謝紊亂為基礎(chǔ)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能性失調(diào)的綜合征[20]。本研究結(jié)果表明，HBV-ACLF并發(fā)HE的患者要比沒(méi)有HE的患者更易發(fā)生細(xì)菌感染。臧紅等[21]研究發(fā)現(xiàn)，HE是誘發(fā)ACLF 患者感染的危險(xiǎn)因素，HE患者發(fā)生感染的風(fēng)險(xiǎn)是無(wú)HE患者的2.083倍。

本研究采用lasso-logistic回歸方法，從影響HBV-ACLF患者并發(fā)細(xì)菌感染的因素中排除混雜因素，并在R語(yǔ)言的基礎(chǔ)上構(gòu)建了HBV-ACLF患者并發(fā)細(xì)菌感染的預(yù)測(cè)模型。通過(guò)對(duì)模型的ROC曲線、校正曲線、內(nèi)部檢驗(yàn)的分析，提高了該模型對(duì)預(yù)測(cè)HBV-ACLF合并感染發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的可靠性。運(yùn)用列線圖中的7個(gè)危險(xiǎn)因素計(jì)算感染發(fā)生概率，可量化估計(jì)肝功能狀態(tài)以及細(xì)菌感染程度，預(yù)測(cè)HBV-ACLF患者并發(fā)細(xì)菌感染的風(fēng)險(xiǎn)。

本研究仍有不足之處:①樣本量較小，且為單中心數(shù)據(jù),需進(jìn)一步擴(kuò)大病例數(shù),包括相同等級(jí)醫(yī)院的病例;②部分重要數(shù)據(jù)存在較多缺失值，模型插補(bǔ)存在一定隨機(jī)性；③缺乏外部數(shù)據(jù)驗(yàn)證，對(duì)建立的列線圖模型只采用內(nèi)部驗(yàn)證法，模型的預(yù)測(cè)作用有待進(jìn)一步證實(shí)，日后可以進(jìn)行不同時(shí)間維度的補(bǔ)充，提高模型可信度。

綜上所述，HBV-ACLF患者的年齡越大、基線高DBil血癥、低CHE水平、PT延長(zhǎng)、APTT延長(zhǎng)、CRP升高和確診2 d內(nèi)發(fā)生HE是HBV-ACLF發(fā)生細(xì)菌感染的危險(xiǎn)因素，根據(jù)這七項(xiàng)危險(xiǎn)因素構(gòu)建的模型對(duì)HBV-ACLF患者并發(fā)細(xì)菌感染事件具有良好的預(yù)測(cè)效能。