慢性HBV 感染肝臟炎癥風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)列線圖模型的建立與驗(yàn)證

黃圣楷，孫 龍

（海南醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院感染科，海南 海口 570102）

乙型肝炎病毒（hepatitis B virus，HBV）感染是一個(gè)全球性的健康問題，全球約有2.57 億慢性HBV感染者，全球每年約有88.7 萬人死于HBV 感染［1］。有研究顯示，HBV 本身不直接殺傷肝細(xì)胞，病毒引起的免疫應(yīng)答是導(dǎo)致肝細(xì)胞損傷及炎癥壞死的主要機(jī)制［2］，HBV 感染后導(dǎo)致肝細(xì)胞炎癥壞死是疾病進(jìn)展的重要病理生理過程［3］。顯著肝臟炎癥（A≥2）是抗乙肝病毒治療的條件之一［4-6］，評(píng)估肝組織學(xué)顯著肝臟炎癥及纖維化對(duì)于抗病毒治療具有重要意義，肝活檢仍然是金標(biāo)準(zhǔn)，但其有創(chuàng)性及不易重復(fù)等缺點(diǎn)限制了臨床應(yīng)用［7］。目前列線圖在HBV感染方面主要用于肝衰竭、肝癌、肝纖維化等方面，在肝臟炎癥方面少有報(bào)道［8，9］。傳統(tǒng)的預(yù)測(cè)模型僅能證明相關(guān)指標(biāo)與肝臟炎癥的相關(guān)性，不能詳盡闡明其相關(guān)程度，而列線圖是一種由一簇互不相交的線段將多因素回歸分析結(jié)果展示在同一平面上的定量預(yù)測(cè)圖形［10］，憑借著可視可讀、簡(jiǎn)捷實(shí)用的優(yōu)勢(shì)，在醫(yī)學(xué)領(lǐng)域受到越來越多的重視和應(yīng)用［11］?；谏鲜鲆蛩兀狙芯客ㄟ^血清學(xué)指標(biāo)聯(lián)合肝臟彈性成像構(gòu)建顯著肝組織炎癥列線圖評(píng)分系統(tǒng)，旨在提供一個(gè)針對(duì)慢性HBV 感染患者的無創(chuàng)肝組織學(xué)炎癥評(píng)估模型，對(duì)抗乙肝病毒治療時(shí)期提供一定的參考依據(jù)。

1 對(duì)象和方法

1.1 研究對(duì)象

回顧性選取2019 年01 月～2021 年12 月收治于海南醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院感染科住院并簽署知情同意且行肝活檢穿刺術(shù)的慢性HBV 感染患者，一共180 例。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）診斷符合《慢性乙型肝炎防治指南（2019 版）》；（2）意識(shí)清楚，可簽署知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）合并心血管疾病、糖尿病、風(fēng)濕性疾病、肝外腫瘤等肝外相關(guān)疾?。唬?）有自身免疫性肝炎、其他嗜肝病毒、脂肪肝、藥物肝損害、肝內(nèi)腫瘤等相關(guān)肝內(nèi)影響因素；（3）資料不全的患者。為防止模型過度擬合，采用整群隨機(jī)分組法將患者分為建模組（n=131）和驗(yàn)證組（n=49）。本研究經(jīng)海南醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院倫理委員會(huì)審批同意［倫理審批號(hào)：2020（科研）第（18）號(hào)］。

1.2 研究方法

參考文獻(xiàn)中對(duì)慢性HBV 感染患者發(fā)現(xiàn)顯著炎癥的危險(xiǎn)因素進(jìn)行收集［12，13］。包括：（1）基本資料：收集納入患者年齡和性別。（2）肝組織炎癥分級(jí)結(jié)果：所納入患者均符合肝活檢穿刺術(shù)標(biāo)準(zhǔn)并已簽署知情同意書。統(tǒng)一由超聲科醫(yī)生進(jìn)行穿刺，病理科醫(yī)生進(jìn)行肝臟炎癥程度評(píng)分。根據(jù)Metavir 評(píng)分系統(tǒng)對(duì)肝組織炎癥程度分期，A≥2 分為顯著炎癥。（3）血液學(xué)檢測(cè)：所納入患者在進(jìn)行肝活檢穿刺術(shù)前48小時(shí)內(nèi)進(jìn)行血液學(xué)檢測(cè)，均為清晨空腹靜脈血。選取項(xiàng)目為乙肝表面抗原（hepatitis B surface antigen，HBsAg）、乙肝 e 抗原（hepatitis B e antigen，HBeAg）、乙肝核心抗體（hepatitis B core antibody，HBcAb），HBV DNA 定量，血小板計(jì)數(shù)（patelet，PLT），肝功能包括谷丙轉(zhuǎn)氨酶（alanine aminotransferase，ALT）、谷草轉(zhuǎn)氨酶（aspartate aminotransferase，AST）、堿性磷酸酶（alkaline phosphatase，ALP）、谷氨酰轉(zhuǎn)肽酶（gamma-glutamyl transpeptidase，GGT）、白蛋白（albumin，ALB）、球蛋白（globulin，GLB）、前白蛋白（prealbumin，PAB），白介素6（interleukin-6，IL-6），肝纖維化四項(xiàng)包括透明質(zhì)酸（hyaluronic acid，HA）、三型前膠原N 端肽（Nterminal peptide of type Ⅲ procollagen，PⅢP）、Ⅳ型膠原（collagen type Ⅳ，CⅣ）、層粘連蛋白（laminin，L.N）。（4）肝硬度值：統(tǒng)一由超聲科醫(yī)生使用二維剪切波彈性成像（2D-SWE）測(cè)量患者的肝臟硬度值（liver stiffness values，LSM）。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理

采用R 4.1.1 軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。計(jì)數(shù)資料以數(shù)字（%）表示，使用χ2檢驗(yàn)。計(jì)量資料符合正態(tài)分布的使用（±s）表示，采用t檢驗(yàn)；不符合正態(tài)分布使用M（P25-P75）數(shù)值表示，采用秩和檢驗(yàn)。多因素分析使用逐步向后回歸分析法。使用rms 包對(duì)回歸模型進(jìn)行分析繪制列線圖模型，同時(shí)應(yīng)用Bootstrap 方法重復(fù)抽樣1 000 次進(jìn)行內(nèi)、外部驗(yàn)證，采用H-L 擬合優(yōu)度檢驗(yàn)和ROC 曲線評(píng)估列線圖模型的校準(zhǔn)度和區(qū)分度。雙側(cè)檢驗(yàn)水準(zhǔn)為α=0.05。

2 結(jié)果

2.1 一般資料

一共納入180 例慢性HBV 感染患者，其中A0有6 例（3.3%）、A1 有82 例（45.6%）、A2 有72 例（40%）、A3 有19 例（10.6%）、A4 有1 例（0.5%）。顯著炎癥（A≥2）有92 例（51.1%）。進(jìn)行隨機(jī)分組為建模組131 例和驗(yàn)證組49 例。

2.2 建模組與驗(yàn)證組病例資料的比較

結(jié)果顯示在建模組中有67 例（51.1%）發(fā)生顯著炎癥。在建模組與驗(yàn)證組中，年齡、性別、疾病發(fā)展程度（是否發(fā)生顯著炎癥反應(yīng)）方面差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，說明所隨機(jī)的兩組數(shù)據(jù)具有可比性（表1）。

表1 建模組與驗(yàn)證組病例資料一致性檢驗(yàn)的評(píng)價(jià)結(jié)果Tab 1 Evaluation results of the consistency test of case information between the modeling and validation groups

2.3 在建模組中非顯著炎癥和顯著炎癥患者資料的比較

比較非顯著炎癥和顯著炎癥患者的HBV DNA、ALT、AST、ALB、ALP、PLT、GGT、PAB、IL-6、HA、PⅢP、CⅣ、L.N、HBeAg、LSM 差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）（表2）。

表2 在建模組中非顯著炎癥和顯著炎癥資料對(duì)比Tab 2 Comparison of non-significant inflammation and significant inflammation data in the modeled group

2.4 通過使用逐步向后回歸分析法，得出最佳評(píng)估HBV 感染后患者發(fā)生顯著炎癥模型

以發(fā)生顯著炎癥為因變量，Ln（HBV-DNA）、PLT、ALT、AST、ALB、ALP、GGT、PAB、IL-6、HA、PⅢP、CⅣ、L.N、HBeAg、LSM 為自變量，使用逐步向后回歸法得出最佳影響模型為PLT、Ln（HBV-DNA）（Z=3.95，P＜0.001）、AST（Z=3.04，P=0.002）、CⅣ、LSM（Z=2.50，P=0.012）。

2.5 慢性HBV 感染顯著肝臟炎癥風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)列線圖模型的建立與驗(yàn)證

2.5.1 慢性HBV 感染顯著肝臟炎癥風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)列線圖模型的建立 依據(jù)逐步向后回歸分析建立慢性HBV 感染顯著肝臟炎癥風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)列線圖模型（圖1）。根據(jù)繪制出的列線圖模型，右側(cè)端點(diǎn)自PLT 開始依次為50、90、26、85、9 分，總分260 分。列線圖模型總分越高，顯著炎癥發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)越高。

圖1 慢性HBV 感染顯著炎癥風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)列線圖模型Fig 1 Nomogram model for predicting significant inflammation risk of chronic HBV infection

2.5.2 慢性HBV 感染顯著肝臟炎癥風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)模型列線圖模型的驗(yàn)證 建模組和驗(yàn)證組的Hosmer-Lemeshoe 擬合優(yōu)度檢驗(yàn)（H-L 擬合優(yōu)度檢驗(yàn)）的χ2值分別為0.279 和2.098，對(duì)應(yīng)的P值為0.87 和0.35，表示所建立的列線圖模型有較好的預(yù)測(cè)精準(zhǔn)能力（圖2、3）；列線圖預(yù)測(cè)建模組和驗(yàn)證組的HBV 感染后發(fā)生顯著肝臟炎癥的ROC 曲線下面積分別為0.895［95%CI（0.843 - 0.948）］和0.760［95%CI（0.622-0.897）］，結(jié)果提示模型具有良好區(qū)分度（圖4、5）。

圖2 預(yù)測(cè)建模組中發(fā)生顯著炎癥的矯正曲線Fig 2 Calibration curve of the risk of developing significant inflammation in HBV infection in modeling set predicted

圖3 預(yù)測(cè)驗(yàn)證組中發(fā)生顯著炎癥的矯正曲線Fig 3 Calibration curve of the risk of developing significant inflammation in HBV infection in validation set predicted

圖4 預(yù)測(cè)建模組中發(fā)生顯著炎癥的ROC 曲線Fig 4 ROC curve of the risk of developing significant inflammation in HBV infection in modeling set predicted

圖5 預(yù)測(cè)驗(yàn)證組中發(fā)生顯著炎癥的ROC 曲線Fig 5 ROC curve of the risk of developing significant inflammation in HBV infection in validation set predicted

3 討論

HBV 的不斷復(fù)制及釋放抗原等可引起肝細(xì)胞持續(xù)性炎性反應(yīng)，導(dǎo)致肝細(xì)胞纖維化，最終進(jìn)展為肝硬化［14］。目前國(guó)內(nèi)有多種關(guān)于肝纖維化的預(yù)測(cè)模型，而肝臟炎癥的預(yù)測(cè)模型較少，長(zhǎng)期反復(fù)的肝細(xì)胞損傷及炎癥壞死是發(fā)展成肝纖維化的關(guān)鍵。在臨床實(shí)踐中常以ALT、AST 等指標(biāo)評(píng)價(jià)肝臟炎癥程度，但仍有部分患者實(shí)際肝臟炎癥水平不能明確，需要通過肝活檢進(jìn)一步確診［1，15，17］。10%～49%的慢性HBV 感染患者存在明顯的肝細(xì)胞炎癥壞死和肝纖維化病理學(xué)改變［18］，與慢性乙型肝炎自然進(jìn)程不相符，此類患者真實(shí)肝臟炎癥程度以及是否應(yīng)抗病毒治療逐漸成為熱點(diǎn)問題。

本研究通過構(gòu)建列線圖模型以無創(chuàng)的方式評(píng)估慢性HBV 感染患者的肝臟炎癥程度，篩選出5 個(gè)顯著肝損傷的高危因素，包括PLT、HBV DNA、AST、CⅣ、LSM，其中有研究顯示PLT 通過與白細(xì)胞、巨噬細(xì)胞相互作用參與肝臟損傷［19］，并且PLT減少是慢性肝病和肝硬化的標(biāo)志性特征［20］。本研究所構(gòu)筑的列線圖模型中可看出，隨著PTL 的減少其所賦予的分值越高，這與Kondo 等［21］的研究結(jié)果一致。CⅣ是從基底膜降解而來，是反映膠原降解的指標(biāo)，在肝臟發(fā)生病變時(shí)水平升高，隨病情的嚴(yán)重程度升高［22］。慢性HBV 感染患者反復(fù)出現(xiàn)的肝細(xì)胞損傷及炎癥壞死最終將發(fā)展成肝纖維化甚至肝硬化，CⅣ與肝纖維化程度密切相關(guān)，因此本研究將肝纖維化四項(xiàng)指標(biāo)均納入列線圖模型的構(gòu)筑當(dāng)中，經(jīng)過逐步向后回歸分析發(fā)現(xiàn)肝纖維化四項(xiàng)中的CⅣ與顯著肝臟炎癥具有相關(guān)性，這與黃莉萍等人的報(bào)道的CⅣ水平升高與肝臟炎癥活動(dòng)度有關(guān)具有一致性［23］。已有報(bào)道證實(shí)了HBV DNA 與AST 的水平升高與肝臟炎癥程度的相關(guān)性［16，24］，本研究顯示肝組織學(xué)的改變概率隨著HBV-DNA 與AST 的水平升高而升高，因此HBV DNA 與AST 是肝臟炎癥的危險(xiǎn)因素。既往研究中顯示LSM 與慢性肝病患者的纖維化階段顯著相關(guān)［1，25-27］，本研究結(jié)果顯示LSM 數(shù)值越大，肝組織顯著炎癥發(fā)生概率越高，表明LSM 是預(yù)測(cè)肝組織顯著炎癥的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，雖然受膽汁淤積和重度脂肪變等多種因素影響致使LSM 實(shí)際診斷價(jià)值受影響［1，28］，但LSM 為體外檢測(cè)所得結(jié)果，本研究通過LSM 聯(lián)合血清學(xué)結(jié)果構(gòu)建列線圖模型以提高單獨(dú)血清學(xué)或單獨(dú)LSM 檢測(cè)的準(zhǔn)確性。

為了獲得良好的預(yù)測(cè)效果，將慢性HBV 感染患者分為建模組和驗(yàn)證組，以建模組篩選出的危險(xiǎn)因素為基礎(chǔ)構(gòu)筑慢性HBV 感染顯著肝臟炎癥的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)列線圖模型。同時(shí)本模型通過可視化分值的方式體現(xiàn)各項(xiàng)風(fēng)險(xiǎn)因素的重要程度，具體量化了顯著肝臟炎癥發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的水平，更著重于臨床上的個(gè)體評(píng)估。本研究評(píng)估驗(yàn)證了列線圖模型的預(yù)測(cè)效能，結(jié)果顯示建模組和驗(yàn)證組的H-L 擬合優(yōu)度檢驗(yàn)的χ2值分別為0.279（P=0.87）和2.098（P=0.35），曲線下面積分別為0.895［95%CI（0.843-0.948）］和0.760［95%CI（0.622-0.897）］，這表明模型具有良好的預(yù)測(cè)效能?？筛鶕?jù)模型中的危險(xiǎn)因素對(duì)患者的顯著肝臟炎癥風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行動(dòng)態(tài)評(píng)估，并可及早對(duì)炎癥進(jìn)行干預(yù)。

綜上所述，經(jīng)過逐步向后回歸分析后確立PLT、HBV DNA、AST、CⅣ、LSM 與HBV 感染后發(fā)生顯著肝臟炎癥更為密切相關(guān)，通過以上危險(xiǎn)因素構(gòu)筑的列線圖模型可有效評(píng)估和量化HBV 感染后發(fā)生顯著肝臟炎癥的風(fēng)險(xiǎn)。本研究不足之處：（1）本研究中所納入的樣本量均來自于同一所醫(yī)院，未能進(jìn)行多中心研究，存在選擇偏倚；（2）肝臟炎癥程度評(píng)估結(jié)果受穿刺樣本以及病理醫(yī)師閱片主觀性偏倚的影響。因此本模型有待進(jìn)一步研究完善。

作者貢獻(xiàn)度說明：

黃圣楷：進(jìn)行文章構(gòu)思設(shè)計(jì)，收集整理資料，撰寫論文；孫龍：負(fù)責(zé)文章的質(zhì)控及審校，對(duì)文章整體負(fù)責(zé)。

所有作者聲明不存在利益沖突關(guān)系。