[摘要]目的構(gòu)建和驗(yàn)證結(jié)合總膽紅素和白蛋白比值(B/A)的預(yù)測(cè)模型,以預(yù)測(cè)高膽紅素血癥新生兒發(fā)生急性膽紅素腦?。ˋBE)的風(fēng)險(xiǎn)。方法選取2015年1月至2022年12月期間在黃河三門峽醫(yī)院住院的535例高膽紅素血癥新生兒為研究對(duì)象,根據(jù)有無(wú)ABE的發(fā)生,將患兒分為ABE新生兒(n=96)和無(wú)ABE新生兒(n=439)兩組。比較兩組新生兒人口統(tǒng)計(jì)學(xué)特征、病理信息及入院檢查結(jié)果等,受試者工作特征(ROC)曲線分析各變量預(yù)測(cè)ABE發(fā)生的能力。單因素和多因素Logistic回歸分析評(píng)估急性膽紅素腦病的影響因素,并進(jìn)一步構(gòu)建列線圖模型。采用ROC曲線、校正曲線評(píng)估模型的效能,采用臨床決策曲線(DCA)評(píng)估模型的臨床實(shí)用價(jià)值。結(jié)果多因素Logistic回歸分析顯示,母齡、白細(xì)胞計(jì)數(shù)、總膽紅素、B/A、高敏C反應(yīng)蛋白(CRP)是新生兒膽紅素腦病的獨(dú)立危險(xiǎn)因素(aOR值分別為2.548、3.640、1.236、6.289、1.680,Plt;0.05),白蛋白是新生兒膽紅素腦病的獨(dú)立保護(hù)因素(aOR=0.456,Plt;0.05);進(jìn)一步構(gòu)建了基于母親年齡、白細(xì)胞計(jì)數(shù)、B/A、CRP共4個(gè)變量的ABE發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的列線圖,模型C指數(shù)為0.879,曲線下面積(AUC)為0.899(95%CI:0.869~0.930),且校準(zhǔn)曲線顯示模型具有較好的辨別能力;DCA顯示模型在實(shí)際臨床工作中使得患者有更多獲益。結(jié)論B/A是高膽紅素血癥新生兒發(fā)生ABE的獨(dú)立影響因素和有效預(yù)測(cè)指標(biāo),構(gòu)建的包含B/A的列線圖,具有良好預(yù)測(cè)能力。
[關(guān)鍵詞]急性膽紅素腦?。晃kU(xiǎn)因素;列線圖;總膽紅素與白蛋白比值
Doi:10.3969/j.issn.1673-5293.2024.12.005
[中圖分類號(hào)]R174.1[文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼]A" [文章編號(hào)]1673-5293(2024)12-0034-08
[Abstract] Objective To construct and validate a prediction model based on ratio of total bilirubin to albumin (B/A) to predict risk of acute bilirubin encephalopathy (ABE) in neonates with hyperbilirubinemia. Methods A total of 535 neonates with hyperbilirubinemia who hospitalized in Yellow River Sanmenxia Hospital from January 2015 to December 2022 were selected as research subjects.According to whether ABE occurred,the neonates were divided into two groups:ABE neonate group (n=96) and ABEfree neonate group (n=439).Demographic characteristics,pathological information and admission examination results of the neonates were compared between the two groups.Receiver operating characteristic (ROC) curve was use to analyze predictive value of each variable for occurrence of ABE.Univariate and multivariate Logistic regression analyses were used to evaluate influencing factors of ABE,and then a nomogram model was constructed.ROC curve and calibration curve were used to evaluate efficacy of the model,and decision curve analysis (DCA) was used to evaluate clinical practical value of the model. Results Multivariate Logistic regression analysis showed that maternal age,neonates white blood cell count(WBC),total bilirubin,B/A ratio,hypersensitive Creactive protein (hsCRP) were independent risk factors for occurrence of ABE [adjusted odds ratio (aOR) values were 2.548,3.640,1.236,6.289 and 1.680 respectively,all Plt;0.05],and albumin was a protective factor for occurrence of ABE (aOR=0.456,Plt;0.05).Then a nomogram of risk of ABE occurrence based on a total of 4 variables including maternal age,neonates WBC,B/A ratio and hsCRP was constructed.The Cindex of the model was 0.879,the AUC was 0.899 (95%CI:0.8690.930),and the calibration curve showed that the model had good discrimination ability.The DCA showed that the model benefited to the neonates more in actual clinical work. Conclusion B/A ratio is an independent factor and an effective predictor of ABE in neonates with hyperbilirubinemia.
[Key words] acute bilirubin encephalopathy;risk factor;nomogram;total bilirubin to albumin ratio
高膽紅素血癥是新生兒的常見疾病,發(fā)生于超過(guò)84%的晚期早產(chǎn)兒和足月新生兒[1]。雖然大多數(shù)患者在2周齡時(shí)消退,但仍有部分患者會(huì)出現(xiàn)嚴(yán)重的并發(fā)癥。急性膽紅素腦病(acute bilirubin encephalopathy,ABE)是高膽紅素血癥的嚴(yán)重并發(fā)癥,患有ABE中期或晚期的嬰兒發(fā)生死亡或慢性膽紅素腦病(核黃疸)的風(fēng)險(xiǎn)較高。
美國(guó)兒科學(xué)會(huì)(American Academy of Pediatrics,AAP)針對(duì)新生兒預(yù)防膽紅素腦病的指南是基于血清總膽紅素(total serum bilirubin,TSB)水平制定的[2]。然而,膽紅素的神經(jīng)毒性被認(rèn)為主要由不與白蛋白結(jié)合的非結(jié)合膽紅素(稱為游離或未結(jié)合膽紅素)決定,而不是TSB[34],因此,TSB對(duì)膽紅素神經(jīng)毒性的預(yù)測(cè)能力較差。
一些研究人員將總膽紅素與白蛋白相結(jié)合(total serum bilirubin/albuin,B/A)用來(lái)預(yù)測(cè)ABE發(fā)生,結(jié)果表明B/A比值在預(yù)測(cè)高膽紅素血癥新生兒患者的并發(fā)癥和預(yù)后中起重要作用[57]。但目前國(guó)內(nèi)仍然缺乏TSB與其他臨床預(yù)測(cè)因子聯(lián)合應(yīng)用預(yù)測(cè)ABE的相關(guān)研究。列線圖預(yù)測(cè)模型作為一種用于預(yù)測(cè)個(gè)體特定結(jié)果的統(tǒng)計(jì)工具,本質(zhì)是回歸模型的可視化,被認(rèn)為能夠準(zhǔn)確地幫助臨床醫(yī)生進(jìn)行臨床決策[8],已廣泛應(yīng)用于臨床研究中[910]。因此,本研究的目的是發(fā)現(xiàn)具有預(yù)測(cè)性的臨床因素,然后與其他有價(jià)值的變量相結(jié)合,構(gòu)建和驗(yàn)證列線圖模型,以預(yù)測(cè)高膽紅素新生兒發(fā)生ABE的風(fēng)險(xiǎn)。
1資料與方法
1.1研究對(duì)象
選取2015年1月至2022年12月期間在黃河三門峽醫(yī)院住院的535例高膽紅素血癥新生兒為研究對(duì)象,根據(jù)有無(wú)ABE的發(fā)生,將患兒分為ABE新生兒(n=96)和無(wú)ABE新生兒(n=439)兩組。納入標(biāo)準(zhǔn)為:①入院日齡≤28d;②病史資料完整可靠。排除標(biāo)準(zhǔn):
①排除內(nèi)環(huán)境紊亂、圍產(chǎn)期窒息、宮內(nèi)感染、染色體異常等造成的神經(jīng)系統(tǒng)異常;
②患顱內(nèi)感染、缺氧缺血性腦病、先天性顱腦畸形等;③數(shù)據(jù)不完整:人口統(tǒng)計(jì)學(xué)特征、實(shí)驗(yàn)室檢查、臨床相關(guān)變量的任何變量缺失。本研究獲得黃河三門峽醫(yī)院倫理委員會(huì)的批準(zhǔn)(倫理審查號(hào):2023臨倫審第20230108013)。
根據(jù)患兒入院24h內(nèi)的病例記錄,采用膽紅素誘導(dǎo)神經(jīng)功能障礙方案(bilirubininduced neurological dysfunction score,BIND評(píng)分)評(píng)估患兒的精神狀態(tài)、肌張力、哭鬧情況??侭IND評(píng)分在1~3之間表明膽紅素的毒性很微弱,通常是可逆的;4~6分被認(rèn)為是中度但可能可逆的ABE;7~9分提示嚴(yán)重ABE,可能導(dǎo)致核黃疸并引起長(zhǎng)期后遺癥。在本研究中,ABE定義為BIND≥4,即中度及以上評(píng)分。所有患兒均進(jìn)行BIND評(píng)分并篩選出中重度ABE。
1.2資料搜集
從我院醫(yī)院信息系統(tǒng)(hospital information system,HIS)和實(shí)驗(yàn)室信息系統(tǒng)(laboratory information system,LIS)等數(shù)據(jù)庫(kù)平臺(tái)中提取了與以下變量相關(guān)的數(shù)據(jù):①患兒人口統(tǒng)計(jì)學(xué)特征:胎齡、性別、分娩類型、胎膜早破、新生兒窒息、出生體重等;②母親人口統(tǒng)計(jì)學(xué)特征:母親年齡、妊娠期高血壓疾病、妊娠期糖尿病、宮內(nèi)窘迫等;③實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)(入院最近一次檢查):血紅蛋白(hemoglobin,Hb)、紅細(xì)胞計(jì)數(shù)、白細(xì)胞計(jì)數(shù)、高敏C反應(yīng)蛋白(hypersensitive Creactive protein,CRP)、TSB、白蛋白(albuin,ALB)、B/A。
本研究膿毒癥要求為具有膿毒癥臨床癥狀且血培養(yǎng)結(jié)果呈陽(yáng)性的新生兒病例。新生兒窒息定義為具有以下3個(gè)特征:①臍動(dòng)脈表現(xiàn)出嚴(yán)重的代謝性酸中毒(pHlt;7);②Apgar評(píng)分lt;4;③神經(jīng)系統(tǒng)后遺癥和(或)多器官功能障礙。其中新生兒出生體重、白細(xì)胞、紅細(xì)胞、白蛋白和血紅蛋白等的正常值參照實(shí)用新生兒學(xué)(第五版)診斷標(biāo)準(zhǔn)。
1.3統(tǒng)計(jì)學(xué)方法
采用R 4.2.0軟件、SPSS 26.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析。列線圖的開發(fā)和驗(yàn)證使用“rms”R包進(jìn)行,決策曲線分析(decision curve analysis,DCA)使用“rmda”R包進(jìn)行。Plt;0.05被認(rèn)為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
符合正態(tài)分布的連續(xù)變量以均值±標(biāo)準(zhǔn)差(x-±s)表示,組間比較采用t檢驗(yàn);非正態(tài)分布數(shù)據(jù)采用中位數(shù)及四分位間距M(Q1~Q3)表示,組間比較采用MannWhitney U test;計(jì)數(shù)資料用例數(shù)(n)和百分比(%)表示,組間比較采用χ2檢驗(yàn)。將篩選出來(lái)具有差異的單因素變量,進(jìn)行受試者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲線分析,并計(jì)算曲線下面積(area under the curve,AUC)。使用單因素和多因素Logistic回歸分析來(lái)評(píng)估急性膽紅素腦病的影響因素。
根據(jù)多因素Logistic回歸分析結(jié)果,進(jìn)一步構(gòu)建列線圖。使用一致性指數(shù)(C指數(shù))、ROC曲線(AUC為0.5~lt;0.7具有低等可信度,0.7~0.9具有中等可信度,>0.9具有高等可信度)來(lái)評(píng)估列線圖的性能。繪制校準(zhǔn)曲線以確定校準(zhǔn),并且校準(zhǔn)曲線通過(guò)500次自舉重采樣進(jìn)行驗(yàn)證,從而減少過(guò)度擬合偏差。
2結(jié)果
2.1兩組新生兒一般資料比較
研究期間我院確診高膽紅素血癥患者住院患兒604例,排除數(shù)據(jù)不完整33例、顱內(nèi)感染8例、缺氧缺血性腦病16例、染色體異常4例、先天性顱腦畸形2 例、電解質(zhì)紊亂2例、宮內(nèi)感染4例,最終535例患兒進(jìn)入本文分析,其中男310例,女225例;膽紅素腦病患兒96例,無(wú)膽紅素腦病患兒439例。
與無(wú)膽紅素腦病組相比,膽紅素腦病組的胎齡更小,母齡更大,膿毒癥、白細(xì)胞計(jì)數(shù)異常、血紅蛋白異常比例更高,總膽紅素、B/A、CRP水平更高,體重、白蛋白水平更低,差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Z/χ2值介于1.938~111.120之間,P<0.05);其余指標(biāo)差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(Pgt;0.05),見表1。
2.2 ROC曲線分析
通過(guò)ROC曲線分析計(jì)算出體重、總膽紅素、白蛋白、B/A、CRP等連續(xù)變量的最佳截?cái)嘀?,其AUC分別為0.625、0.765、0.600、0.782、0.663,見圖1及表2。
2.3構(gòu)建基于Nomogram的新生兒膽紅素腦病臨床預(yù)測(cè)模型
單因素Logistic回歸分析顯示,胎齡、母齡、膿毒癥、白細(xì)胞計(jì)數(shù)、血紅蛋白、體重、總膽紅素、白蛋白、B/A、CRP是新生兒膽紅素腦病的影響因素;進(jìn)一步多因素Logistic回歸分析顯示,母齡、白細(xì)胞計(jì)數(shù)、總膽紅素、B/A、CRP是新生兒膽紅素腦病的獨(dú)立危險(xiǎn)因素(aOR值分別為2.548、3.640、1.236、6.289、1.680,Plt;0.05),白蛋白是新生兒膽紅素腦病的獨(dú)立保護(hù)因素(aOR=0.456,Plt;0.05),見表3。其中B/A為總膽紅素與白蛋白比值,考慮模型的簡(jiǎn)潔性及防止模型出現(xiàn)過(guò)擬合情況,總膽紅素與白蛋白未被納入模型中。取其中與預(yù)后關(guān)聯(lián)最緊密的臨床因素,進(jìn)一步構(gòu)建了基于母齡、白細(xì)胞計(jì)數(shù)、B/A、CRP共4個(gè)變量的新生兒膽紅素腦病發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的列線圖預(yù)測(cè)模型(圖2)。通過(guò)將每個(gè)變量的分?jǐn)?shù)相加得到總分,可從列線圖中得到相應(yīng)的風(fēng)險(xiǎn)概率。
2.4列線圖模型的驗(yàn)證
本研究的列線圖模型C指數(shù)為0.879(C指數(shù)越接近1代表列線圖的可信性越高),繪制模型ROC曲線,計(jì)算AUC為0.899(95%CI:0.869~0.930),見圖3。構(gòu)建校準(zhǔn)曲線,評(píng)估模型的準(zhǔn)確性,明確模型有無(wú)過(guò)擬合現(xiàn)象,結(jié)果顯示構(gòu)建的模型具有較好的辨別能力,見圖4。
2.5列線圖的臨床獲益分析
進(jìn)一步評(píng)估包含B/A比值的列線圖預(yù)后模型是否可以使高膽紅素新生兒患者在臨床實(shí)踐中受益。列線圖的DCA評(píng)估了患者的凈受益(凈受益率越大,預(yù)后模型的預(yù)測(cè)能力越好),結(jié)果表明基于包含B/A比值的列線圖預(yù)測(cè)模型在實(shí)際臨床工作中使得患者有更多獲益,見圖5。
3討論
本研究分析表明母親年齡、白細(xì)胞計(jì)數(shù)、總膽紅素、白蛋白、B/A比值、CRP是高膽紅素新生兒發(fā)生膽紅素腦病的獨(dú)立影響因素,我們構(gòu)建并驗(yàn)證了B/A比值聯(lián)合母齡、白細(xì)胞計(jì)數(shù)、CRP的列線圖預(yù)測(cè)模型,基于這4個(gè)預(yù)測(cè)因子的列線圖模型的AUC值為0.899,表明我們構(gòu)建的模型具有較好的精確性,校準(zhǔn)曲線和DCA也表明列線圖具有良好的診斷性能。這種可視化的列線圖作為一種簡(jiǎn)便的工具,有助于識(shí)別膽紅素腦病高風(fēng)險(xiǎn)的個(gè)體,幫助醫(yī)生進(jìn)行臨床決策。
3.1 B/A比值與膽紅素腦病發(fā)生的關(guān)系
肝臟是一種免疫學(xué)復(fù)雜的器官,在炎癥中起關(guān)鍵作用,膽紅素水平是肝功能障礙的代表標(biāo)志物[11]。白蛋白是膽紅素轉(zhuǎn)移到肝臟的載體[12],白蛋白具有多個(gè)結(jié)合位點(diǎn),能夠與膽紅素結(jié)合,形成膽紅素白蛋白復(fù)合物,從而增加膽紅素在血液中的溶解度,便于在體內(nèi)運(yùn)輸。當(dāng)白蛋白含量降低或膽紅素產(chǎn)生過(guò)多,可能導(dǎo)致膽紅素與白蛋白的結(jié)合能力下降,未結(jié)合的膽紅素增多,容易透過(guò)血腦屏障引發(fā)膽紅素腦病等疾病。低白蛋白血癥(足月新生兒血清白蛋白lt;3.0g/dL,早產(chǎn)新生兒lt;2.5g/dL)是膽紅素神經(jīng)毒性的危險(xiǎn)因素,因?yàn)榈脱灏椎鞍姿娇赡芡ㄟ^(guò)降低膽紅素白蛋白結(jié)合能力來(lái)增加膽紅素腦病的風(fēng)險(xiǎn)[13]。此外,低白蛋白血癥已被證明是死亡率、發(fā)病率增加及住院時(shí)間延長(zhǎng)的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。
雖然高膽紅素血癥和低白蛋白血癥常見于新生兒患者,但很少有研究關(guān)注B/A比值[1315]。有研究報(bào)告,B/A比值可更好地估計(jì)血漿游離膽紅素值,B/A比值越大,游離膽紅素水平越高,更易與神經(jīng)細(xì)胞膜結(jié)合損傷細(xì)胞[16]。因此,B/A比值不僅反映體內(nèi)膽紅素水平,也能反映白蛋白水平,而且B/A比值在臨床實(shí)踐中容易計(jì)算,這表明它可能是高膽紅素血癥新生兒患神經(jīng)系統(tǒng)損傷潛在的臨床預(yù)測(cè)指標(biāo)。
既往的研究嘗試使用血液學(xué)指標(biāo)聯(lián)合影像學(xué)研究預(yù)測(cè)ABE[7,17],然而預(yù)測(cè)效果不盡人意[1819]。最近的一項(xiàng)研究報(bào)道了一種預(yù)測(cè)模型,該模型包括三個(gè)因素(TSB、B/A比值和膿毒癥)來(lái)評(píng)估ABE的風(fēng)險(xiǎn)[20],但該模型研究結(jié)果需要進(jìn)一步的臨床驗(yàn)證。此外,該預(yù)測(cè)模型得到的分?jǐn)?shù)不能直接轉(zhuǎn)換為預(yù)測(cè)概率,臨床實(shí)用性較為局限。
在本研究中,我們進(jìn)行了膽紅素腦病單因素ROC曲線分析,研究顯示B/A比值的AUC值高于總膽紅素(0.782 vs. 0.765),表明B/A擁有更好的早產(chǎn)兒膽紅素神經(jīng)毒性風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)能力。在既往的報(bào)道中,血清B/A比值有望作為新生兒膽紅素腦病和神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙的預(yù)測(cè)指標(biāo)[7,2122]。還有研究表明,TSB水平與膽紅素神經(jīng)毒性相關(guān)性差,不是神經(jīng)系統(tǒng)結(jié)局的敏感或特異性預(yù)測(cè)指標(biāo)[2324]。
本研究單因素及多因素Logistic回歸分析表明B/A是膽紅素腦病的獨(dú)立危險(xiǎn)因素,且B/A比TSB更能預(yù)測(cè)ABE。因此,臨床上不僅要關(guān)注總膽紅素值,還要加強(qiáng)B/A值的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè),及早采取干預(yù)措施更好地預(yù)防膽紅素腦病的發(fā)生。
3.2白細(xì)胞與膽紅素腦病發(fā)生的關(guān)系
白細(xì)胞水平異常被認(rèn)為是黃疸發(fā)生的重要原因[25],我們的研究結(jié)果表明它也是ABE的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。白細(xì)胞水平異常多與感染有關(guān),感染可導(dǎo)致紅細(xì)胞破壞,結(jié)合膽紅素?cái)z取減少,肝臟限速酶活性抑制,黃疸嚴(yán)重程度增加。同時(shí)感染引起的血腦屏障通透性增加也進(jìn)一步加重了膽紅素的神經(jīng)毒性作用。
Zhang等[20]報(bào)道膿毒癥是ABE的危險(xiǎn)因素,但在本研究中ABE與非ABE新生兒之間沒有顯著差異,這可能與血培養(yǎng)陽(yáng)性率低有關(guān)。既往的研究中膿毒癥被定義為白細(xì)胞異常、C反應(yīng)蛋白陽(yáng)性或血培養(yǎng)陽(yáng)性。在本研究中,膿毒癥被定義為新生兒同時(shí)具有膿毒癥的臨床癥狀和血培養(yǎng)結(jié)果陽(yáng)性。在臨床上,膿毒癥并不能很好地預(yù)測(cè)ABE,因?yàn)樗枰荛L(zhǎng)時(shí)間才能通過(guò)血培養(yǎng)得到證實(shí)。我們的結(jié)果提示,ABE的真正危險(xiǎn)因素可能是白細(xì)胞水平異常,而不是膿毒癥。
3.3母齡與膽紅素腦病發(fā)生的關(guān)系
到目前為止,研究新生兒ABE與母親年齡之間關(guān)聯(lián)的研究非常少。但高齡孕婦被認(rèn)為是多種新生兒疾病的危險(xiǎn)因素,高齡孕婦可能會(huì)因身體機(jī)能下降、孕期并發(fā)癥增多等原因,增加新生兒出現(xiàn)各種健康問(wèn)題的風(fēng)險(xiǎn),高齡孕婦可能更容易出現(xiàn)妊娠期糖尿病、高血壓等疾病,這些情況可能影響胎兒的宮內(nèi)環(huán)境,間接增加新生兒膽紅素代謝異常的概率。其他因素如溶血性疾病、早產(chǎn)、窒息和感染都可能導(dǎo)致ABE的存在[2]。
此外,CRP包括在目前的列線圖模型中。列線圖中這些變量的組合提高了模型的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性,進(jìn)一步肯定了這些變量在預(yù)測(cè)新生兒急性膽紅素腦病方面起到了關(guān)鍵作用。
然而,本研究仍存在一些局限性。首先是列線圖模型是基于單個(gè)中心的回顧性研究構(gòu)建的。因此,有必要進(jìn)行前瞻性多中心研究以驗(yàn)證本研究結(jié)果。其次,納入研究的患者數(shù)量相對(duì)較少,這可能導(dǎo)致統(tǒng)計(jì)能力有限。在未來(lái)的研究中,我們將增加樣本量以驗(yàn)證我們的預(yù)測(cè)模型。
本研究構(gòu)建并驗(yàn)證了B/A比值及其他臨床因素的列線圖,以預(yù)測(cè)新生兒膽紅素腦病的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。構(gòu)建的這種可視化列線圖預(yù)測(cè)模型在預(yù)測(cè)新生兒膽紅素腦病方面顯示出了較好的準(zhǔn)確性,并擁有卓越的臨床獲益,能指導(dǎo)醫(yī)生進(jìn)行臨床決策。
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[專業(yè)責(zé)任編輯:艾婷]
[中文編輯:郭樂倩;英文編輯:楊周岐]
[收稿日期]2023-11-27
[作者簡(jiǎn)介]王雙雙(1986—),女,主治醫(yī)師,主要從事新生兒疾病研究。
[通訊作者]那利,副主任醫(yī)師。