代謝相關(guān)脂肪性肝病的嚴(yán)重程度預(yù)測(cè)模型構(gòu)建與驗(yàn)證

張大涯，陳世鋦，陳潤(rùn)祥，張曉冬，黃士美，曾 凡，陳 晨，李 達(dá)，白飛虎

（1.海南醫(yī)學(xué)院研究生院，海南 ?？?571199；2.海南醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院消化內(nèi)科，海南 ?？?570216；3.海南省消化疾病臨床研究中心，海南 ?？?570216）

非酒精性脂肪肝?。╪on-alcoholic fatty liver disease，NAFLD）是一種遺傳、飲食和生活方式等多因素相互作用導(dǎo)致的疾病。眾多研究證實(shí)了NAFLD與代謝異常的發(fā)生密切相關(guān)，包括肥胖、2 型糖尿病、高脂血癥和高血壓等。2020 年國(guó)際共識(shí)建議將NAFLD 更名為代謝相關(guān)性脂肪性肝?。╩etabolic associated fatty liver disease，MAFLD）［1］。以下所有NAFLD 的論述均更換為MAFLD。MAFLD 包括肝單純脂肪變性、脂肪性肝炎、肝硬化等一系列疾病［2］。重要的是，診斷MAFLD 不再需要排除慢性肝病的其他原因，例如酒精或病毒性肝炎［3］。MAFLD 的全球患病率為37%～39%，是全球最常見(jiàn) 的 肝 病，是 肝 移 植 的 第3 大 原 因［4-6］。中 國(guó)MAFLD 患病率約為26%左右［7，8］。

MAFLD 的發(fā)病機(jī)制不詳，準(zhǔn)確無(wú)創(chuàng)評(píng)估脂肪變程度的方法缺乏，肝活檢是診斷MAFLD 的金標(biāo)準(zhǔn)，且還沒(méi)有批準(zhǔn)用于治療MAFLD 的藥物［9］。目前發(fā)現(xiàn)磁共振質(zhì)子密度脂肪含量測(cè)定診斷中重度脂肪變的準(zhǔn)確度顯著高于超聲的受控衰減參數(shù)成像［10］。國(guó)內(nèi)鐘碧慧等［11］還使用了血脂等代謝參數(shù)創(chuàng)建了MAFLD 的新分類(lèi)，以更準(zhǔn)確地識(shí)別了心腦血管疾病等并發(fā)癥的風(fēng)險(xiǎn)。

MAFLD 雖被認(rèn)為是一種良性病變，但隨著病情不斷的進(jìn)展，最終發(fā)展為肝硬化，甚至走向肝細(xì)胞癌［12］。因此，迫切需要一種簡(jiǎn)單、準(zhǔn)確和有效的預(yù)測(cè)模型來(lái)預(yù)測(cè)MAFLD 的嚴(yán)重程度，并驗(yàn)證其有效性，指導(dǎo)臨床診療實(shí)踐。本研究擬進(jìn)行3 部分的研究，第一步收集訓(xùn)練集的資料，分析中重度MAFLD 的危險(xiǎn)因素，第二步構(gòu)建中重度MAFLD的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模型，第三步收集驗(yàn)證集資料，對(duì)模型進(jìn)行驗(yàn)證。

1 材料和方法

1.1 研究對(duì)象和設(shè)計(jì)

在2022 年1 月～2022 年5 月于海南醫(yī)學(xué)院附屬第二醫(yī)院進(jìn)行健康體檢的體檢人群中，篩選出278名MAFLD 作為研究對(duì)象。根據(jù)肝臟的超聲結(jié)果分為中重度MAFLD 組（78 人）（病例組）和輕度MAFLD 組（200 人）（對(duì)照組），比較兩組的人口學(xué)資料及化驗(yàn)指標(biāo)，單因素、多因素分析篩選獨(dú)立危險(xiǎn)因素，同時(shí)構(gòu)建中重度MAFLD 預(yù)測(cè)模型，使用列線圖可視化呈現(xiàn)模型，并繪制代表模型區(qū)分度的受試者工作特征（receiver operating characteristic curve，ROC）曲線、校準(zhǔn)曲線圖和模型臨床適用度評(píng)價(jià)模型效能等進(jìn)行模型內(nèi)部驗(yàn)證。同時(shí)收集2022 年11～12 月我院體檢中心的MAFLD 人群（外部驗(yàn)證集200 人）作為中重度MAFLD 預(yù)測(cè)模型的驗(yàn)證人群，分組及驗(yàn)證方法同前。該研究項(xiàng)目得到了海南醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院臨床倫理委員會(huì)的批準(zhǔn)，所有患者都簽署了書(shū)面知情同意書(shū)（批準(zhǔn)號(hào)：LW2022223）。

1.2 診斷標(biāo)準(zhǔn)

MAFLD 的診斷依據(jù)是肝臟脂肪變性的超聲證據(jù)和以下3 種情況中的任何一種，即超重/肥胖、存在糖尿?。╠iabetic Mellitus，DM）或代謝綜合征（metabolic syndrome，MS）［1］。脂肪肝的超聲診斷是基于肝臟和腎臟回聲增加、肝實(shí)質(zhì)回聲明亮、深部超聲束衰減或血管模糊的征象。由超聲醫(yī)生進(jìn)一步將其分為：（1）輕度脂肪變性（存在彌漫性回聲增強(qiáng)）或（2）中度或重度脂肪變性（可見(jiàn)明亮的回聲和或觀察到超聲束衰減）。MS 被定義為存在以下兩項(xiàng)或兩項(xiàng)以上的情況：（1）男性腰圍≥102 cm，女性腰圍≥88 cm；（2）血壓≥130/85 mmHg 或服用特定 藥 物；（3）甘 油 三 脂（triglycerides，TG）≥1.70 mmol/L 或服用特定藥物；（4）男性高密度脂蛋白（high-density lipoprotein，HDL-C）＜1.0 mmol/L，女性HDL-C＜1.3 mmol/L；（5）糖尿病前期［空腹血糖（fasting blood glucose，F(xiàn)PG）水 平 在5.6～6.9 mmol/L 或2 h 負(fù)荷后血糖水平在7.8～11.0 mmol/L 或糖化血紅蛋白在5.7%～6.4%］；（6）胰島素抵抗平衡模型評(píng)估評(píng)分≥2.5；（7）C 反應(yīng)蛋白水平＞2 mg/L。

1.3 臨床和實(shí)驗(yàn)室參數(shù)

使用結(jié)構(gòu)化的調(diào)查問(wèn)卷來(lái)收集數(shù)據(jù)，包括年齡、性別和既往病史。血液檢測(cè)由本醫(yī)院檢驗(yàn)科完成，包 括TG、總 膽 固 醇（total cholesterol，TC）、HDL-C、低 密 度 脂 蛋 白（low density lipoprotein，LDL-C）、尿酸（uric acid，UA）、FPG、紅細(xì)胞計(jì)數(shù)（red blood cell，RBC）、血 小 板 計(jì) 數(shù)（platelet，PLT）、淋巴細(xì)胞絕對(duì)數(shù)（lymphocyte，LYM）等。RPR 表示紅細(xì)胞分布寬度（red blood cell distribution width，RDW）與PLT 的比率，RLR 表示RDW與 LYM 的比率。甘油三酯葡萄糖指數(shù)（triglyceride-glucose，TyG）的計(jì)算公式為：TyG=ln ［TG（mg-dL-1）× FPG（mg-dL-1）/2］。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

連續(xù)變量以平均值±標(biāo)準(zhǔn)差（SD）或M （IQR）表示，用t檢驗(yàn)或Mann-Whitney U 檢驗(yàn)來(lái)比較組間的變量。分類(lèi)變量以頻率（百分比）表示，兩組之間的比較采用χ2檢驗(yàn)。所有的統(tǒng)計(jì)分析用 SPSS 26.0 和 R-Software 4.2.1 處 理，若P＜0.05 則 表 示 差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。訓(xùn)練集Logistic 單、多因素分析，篩選模型的最終危險(xiǎn)因素，rms 程序包繪制列線圖模型建立預(yù)測(cè)模型。通過(guò)繪制校準(zhǔn)曲線、臨床模型的ROC 曲線以及臨床適用度檢驗(yàn)?zāi)Ｐ偷膮^(qū)分度和實(shí)際應(yīng)用效能。

2 結(jié)果

2.1 病例組和對(duì)照組臨床與代謝特征的比較

訓(xùn)練集兩組間的年齡（Z= - 1.048，P=0.294）、性別（χ2=1.656，P=0.198）、H.pylori感染（χ2=0.1，P=0.922）、RBC（Z= - 1.802，P=0.072）、LYM（Z=-1.172，P=0.241）、RLR（Z=-1.647，P=0.10）、RPR （Z=-0.639，P=0.523）和LDL-C（Z=-1.298，P=0.194），差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。訓(xùn)練集中重度MAFLD 組UA（t=11.490，P＜0.001）、FPG（Z=-4.558，P＜0.001）、TG（Z=-4.326，P＜0.001）、TyG（Z=-5.337，P＜0.001）和CHOL 水平較高（Z=-2.405，P=0.016）以及RDW（Z=-2.487，P=0.013）和HDL-C 水平較低（Z=-3.791，P＜0.001），差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。驗(yàn)證集兩組間的年齡（Z=-1.247，P=0.213）、性別（χ2=4.088，P=0.054）、H.pylori感染（χ2=0.167，P=0.735）、RBC（Z=-0.552，P=0.583）、LYM（Z=- 0.811，P=0.419）、RLR（Z= - 1.639，P=0.101）、RPR （Z=-0.686，P=0.495）、FPG（Z=-1.357，P=0.176）和LDL-C（Z=-0.068，P=0.947），差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。驗(yàn)證集中重度MAFLD 組UA（Z=-6.649，P＜0.001）、TG（Z=-3.090，P=0.002）、TyG（Z=-2.004，P=0.045）和CHOL 水平較高（Z=-2.769，P=0.005）以及RDW（Z=-2.006，P=0.045）和HDL-C 水平較低（Z=-2.422，P=0.015），差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2.2 列線圖（Nomogram）模型

構(gòu)建逐步向前l(fā)ogistic 回歸模型，結(jié)果顯示UA［（OR=1.021，95%CI（1.015，1.027），P＜0.001］和FPG［OR=1.575，95%CI（1.158，2.143），P=0.004］是中重度MAFLD 人群的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，見(jiàn)表2。利用訓(xùn)練集中l(wèi)ogistic 回歸模型篩選出來(lái)的UA 和FPG，以 中 位 數(shù) 為 臨 界 點(diǎn)（401.5 μmol/L，5.48 mmol/L）轉(zhuǎn)化成二分類(lèi)變量后，構(gòu)建中重度MAFLD 危險(xiǎn)因素的列線圖模型，見(jiàn)圖1。

表2 與中重度MAFLD 相關(guān)的危險(xiǎn)因素的邏輯回歸分析Tab 2 Multivariate logistic regression analysis of factors associated with MAFLD

圖1 模型的列線圖Fig 1 Column line diagram of the model

2.3 預(yù)測(cè)模型區(qū)分度分析

R 語(yǔ)言分析：采用 Bootstrap 重抽樣法（B=1 000）對(duì)模型進(jìn)行內(nèi)部驗(yàn)證和外部驗(yàn)證。ROC 曲線顯示訓(xùn)練集、內(nèi)部驗(yàn)證集和外部驗(yàn)證集的AUC 值分別為0.870 1、0.868 6 和 0.799 1。見(jiàn)圖 2。

圖2 訓(xùn)練集、驗(yàn)證集內(nèi)外部驗(yàn)證（R 語(yǔ)言）Fig 2 Internal and external validation of training set，validation set （R language）

2.4 模型校準(zhǔn)度分析 （R 語(yǔ)言分析）

采用Bootstrap 重抽樣法（1 000 次）對(duì)模型進(jìn)行內(nèi)部驗(yàn)證，Hosmer-Lemesshow 檢驗(yàn)中校準(zhǔn)后曲線幾乎與參考線相重合，HL 檢驗(yàn)P＞0.05，表明模型預(yù)測(cè)結(jié)果與實(shí)際臨床觀察結(jié)果一致性較好，有良好的校準(zhǔn)度。見(jiàn)圖3。

表1 病例組和對(duì)照組臨床與代謝特征的比較Tab 1 Comparison of clinical and metabolic characteristics between case group and control group in training set and validation set

2.5 模型臨床適用度分析 （R 語(yǔ)言分析）

本模型的臨床適用度較好，繪制的兩條 DCA曲線基本高于兩條極端曲線，提示模型有臨床價(jià)值（見(jiàn)圖4）。CIC 影響曲線的意義也很明顯（見(jiàn)圖5）。

圖 3 模型內(nèi)部驗(yàn)證校準(zhǔn)曲線Fig 3 Model internal validation calibration curve

圖4 模型的臨床決策曲線Fig 4 Clinical decision curve of the model

圖5 模型的臨床影響曲線Fig 5 Clinical impact curve of the model

3 討論

MAFLD 雖被認(rèn)為是一種良性病變，但可進(jìn)展為肝硬化、肝細(xì)胞癌［12］。本研究構(gòu)建建模組進(jìn)行訓(xùn)練集分析，構(gòu)建驗(yàn)證組進(jìn)行內(nèi)外部驗(yàn)證分析，最后采用ROC 曲線、DCA 曲線、CIC 曲線對(duì)訓(xùn)練集和驗(yàn)證集兩個(gè)預(yù)測(cè)模型進(jìn)行評(píng)價(jià)，顯示訓(xùn)練集和驗(yàn)證集兩個(gè)模型均具有中等預(yù)測(cè)價(jià)值。

UA 水平受多種因素影響，包括性別、年齡、種族、遺傳、飲食和生活習(xí)慣、藥物作用等［13］。隨著我國(guó)居民物質(zhì)生活水平的提高，高尿酸血癥發(fā)病率呈明顯上升趨勢(shì)［14］。UA 曾經(jīng)一度被人們遺忘，除了痛風(fēng)和腎結(jié)石外，并沒(méi)有引起太多的關(guān)注。既往研究報(bào)導(dǎo)，較高的UA 水平與重度NAFLD 顯著相關(guān)［15］，且與脂肪變性分級(jí)獨(dú)立相關(guān)［16］。研究證實(shí)，高UA 水平不僅作為一種常見(jiàn)的代謝異常狀態(tài)，而且還是 MAFLD 發(fā)生進(jìn)展的核心因素［17-19］。同樣，本研究UA 在預(yù)測(cè)中重度MAFLD上具有良好的預(yù)測(cè)價(jià)值。

UA 水平升高常見(jiàn)于代謝綜合征患者，其被廣泛認(rèn)為是高血壓、2 型糖尿病、血脂異常、痛風(fēng)、慢性腎病和心血管疾病的危險(xiǎn)因素之一［20］。UA 代謝紊亂可能通過(guò)胰島素抵抗、促進(jìn)線粒體和內(nèi)質(zhì)網(wǎng)氧化應(yīng)激、促進(jìn)炎癥反應(yīng)和誘導(dǎo)果糖代謝等途徑參與MAFLD 的發(fā)生與進(jìn)展［21，22］。高UA 可誘發(fā)脂肪酸合成酶和乙酰輔酶A 羧化酶1 的高表達(dá)，進(jìn)而導(dǎo)致肝臟脂肪的生成和堆積［23］。UA 也通過(guò)抑制肝內(nèi)胰島素受體底物1 和Akt 胰島素信號(hào)通路來(lái)誘導(dǎo)胰島素抵抗，從而促進(jìn)肝臟脂肪堆積［24］。此外，UA 還可以通過(guò)誘導(dǎo)線粒體氧化應(yīng)激和檸檬酸釋放來(lái)增加TG 的合成［25］。同時(shí)，UA 也可能通過(guò)激活NADPH氧化酶，特別是NOX4 跨膜蛋白，從而促進(jìn)活性氧的產(chǎn)生，導(dǎo)致NLRP3 炎性小體的異常激活，最后導(dǎo)致肝臟脂肪變性以及長(zhǎng)期慢性炎性損傷［22，26］。近來(lái)研究證實(shí)，UA 還可通過(guò)ROS / JNK / AP-1 途徑誘導(dǎo)肝臟脂肪堆積［27］。因此，高UA 水平可能有助于早期識(shí)別MAFLD 患者的肝臟脂肪變性或相關(guān)的代謝異常。

高嘌呤飲食（如海鮮、豆類(lèi)和紅肉等）和高果糖飲食會(huì)導(dǎo)致HUA 的發(fā)生，進(jìn)而促進(jìn)MAFLD 的發(fā)生。果糖攝入量與MAFLD 患者肝臟炎癥和纖維化程度之間存在顯著相關(guān)性，原因是果糖可能誘導(dǎo)了許多促炎、促纖維化和致癌信號(hào)通路的激活［28，29］。果糖在腸道中被代謝后，導(dǎo)致腸道緊密連接的破壞，從而引起腸道通透性的增加，這是MAFLD 形成的重要觸發(fā)因素［30］。因此，減少含糖飲料和總果糖攝入量，將對(duì)減少肝臟脂肪堆積有顯著益處。

RDW、RLR 和RPR 是評(píng)估肝臟纖維化的新的非侵入性血液標(biāo)志物。在過(guò)去，RDW、RLR 和RPR只用于臨床診斷貧血或相關(guān)疾病?，F(xiàn)在，RPR、RDW 和RLR 已被證明與結(jié)直腸癌較低的生存率有關(guān)［31］。RDW 也被認(rèn)為是慢性心力衰竭急性失代償期的標(biāo)志物，是心肌梗死患者死亡率增加的指標(biāo)［32，33］。在肝病患者中，RDW、RLR 和RPR 似乎 是相對(duì)未被調(diào)查的參數(shù)，較少的調(diào)查研究了RDW、RLR和RPR 對(duì)MAFLD 的 診 斷 作 用［34，35］。MichalakA等［36］發(fā)現(xiàn)RDW、RPR 和RLR 可能是MAFLD 的潛在生物標(biāo)志物。然而，在本研究中，上述3 個(gè)指標(biāo)都不是預(yù)測(cè)中重度MAFLD 的獨(dú)立風(fēng)險(xiǎn)因素。

本研究有幾點(diǎn)局限性。首先，本研究為單中心回顧性研究，樣本量小，可能存在潛在的選擇偏差。其次，肝活檢仍然是NAFLD/MAFLD 診斷和分期的金標(biāo)準(zhǔn)，但未被本研究采用，考慮在本研究中進(jìn)行肝活檢是不現(xiàn)實(shí)的。

總之，本研究發(fā)現(xiàn)了中重度MAFLD 危險(xiǎn)因素有UA 和FPG，并以此構(gòu)建了風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模型，通過(guò)ROC 曲線、校準(zhǔn)度、DCA、CIC 等驗(yàn)證是一個(gè)預(yù)測(cè)性能良好的模型，可于臨床推廣應(yīng)用，優(yōu)化脂肪變性發(fā)展的預(yù)測(cè)。本研究結(jié)果可提醒臨床工作者，對(duì)于診斷有輕度MAFLD 的患者，更加需要定期監(jiān)測(cè)UA 和FPG 水平的變化，一旦指標(biāo)持續(xù)明顯升高，更應(yīng)及時(shí)進(jìn)行臨床干預(yù)，以便達(dá)到有效的治療。

作者貢獻(xiàn)度說(shuō)明

張大涯：醞釀和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，實(shí)施研究，采集數(shù)據(jù)，分析/解釋數(shù)據(jù)，起草文章；陳世鋦：醞釀和設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)，實(shí)施研究，采集數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)分析；張曉冬、陳潤(rùn)祥：實(shí)施研究，分析/解釋數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)分析；李達(dá)、黃士美、曾凡、陳晨：實(shí)施研究，采集數(shù)據(jù)，統(tǒng)計(jì)分析；白飛虎：對(duì)文章的知識(shí)性內(nèi)容作批評(píng)性審閱，統(tǒng)計(jì)分析，指導(dǎo)，支持性貢獻(xiàn)。

所有作者聲明不存在利益沖突關(guān)系。