基于免疫-炎癥-營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)預(yù)測(cè)慢加急性肝衰竭合并膿毒癥患者28天死亡率的預(yù)后模型開發(fā)與驗(yàn)證
《Journal of Inflammation Research》:A Prognostic Model Based on Immune–Inflammatory–Nutritional Indicators for 28-Day Mortality in Sepsis Patients with Acute-on-Chronic Liver Failure
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這篇研究為慢加急性肝衰竭合并膿毒癥這一高危人群的臨床預(yù)后預(yù)測(cè)提供了新工具。研究者整合了肝性腦病、D-二聚體及多種免疫-炎癥-營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)(如PLR、LMR、ALBI、SIRI),開發(fā)并內(nèi)部驗(yàn)證了一個(gè)列線圖預(yù)后模型。該模型在預(yù)測(cè)28天死亡率方面表現(xiàn)出色,其區(qū)分能力(AUC>0.86)顯著優(yōu)于傳統(tǒng)的序貫器官衰竭評(píng)估(SOFA)評(píng)分,校準(zhǔn)與決策曲線分析也證實(shí)了其良好的臨床凈獲益,有望用于早期識(shí)別高風(fēng)險(xiǎn)患者并指導(dǎo)個(gè)體化干預(yù)。
背景與引言
膿毒癥是一種由宿主對(duì)感染反應(yīng)失調(diào)引起的危及生命的器官功能障礙,是全球重癥監(jiān)護(hù)病房(ICU)的主要死亡原因。當(dāng)膿毒癥發(fā)生于患有慢性肝病的患者時(shí),會(huì)顯著加劇臨床進(jìn)程,導(dǎo)致慢加急性肝衰竭(ACLF)的發(fā)生。ACLF以急性肝功能失代償、嚴(yán)重全身炎癥反應(yīng)及因肝外器官衰竭導(dǎo)致的高短期死亡率為特征。膿毒癥與ACLF相互交織,形成惡性循環(huán):膿毒癥常誘發(fā)ACLF,而ACLF相關(guān)的免疫受損狀態(tài)又增加了對(duì)嚴(yán)重和復(fù)發(fā)性感染的易感性。研究表明,膿毒癥與ACLF的發(fā)病密切相關(guān),尤其在乙型肝炎相關(guān)的ACLF患者中,感染會(huì)顯著增加疾病嚴(yán)重程度和死亡率。這種有害的協(xié)同作用導(dǎo)致28天死亡率可超過42.9%,對(duì)臨床醫(yī)生構(gòu)成重大挑戰(zhàn)。
精確的風(fēng)險(xiǎn)分層對(duì)于優(yōu)化資源分配、指導(dǎo)臨床決策至關(guān)重要。序貫器官衰竭評(píng)估(SOFA)評(píng)分是廣泛使用的評(píng)估器官功能障礙和預(yù)測(cè)危重患者(包括膿毒癥患者)死亡率的工具。然而,將其應(yīng)用于特定的ACLF合并膿毒癥患者群體時(shí)存在明顯局限性。它未明確納入關(guān)鍵的肝臟特異性預(yù)后決定因素,也未能捕捉到對(duì)該獨(dú)特人群病理生理和結(jié)局至關(guān)重要的免疫-炎癥和營(yíng)養(yǎng)軸動(dòng)態(tài)。其他肝臟特異性評(píng)分系統(tǒng)(如Child-Pugh、MELD)在此背景下也有其固有局限性。免疫-炎癥-營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)在該背景下尤為重要。例如,中性粒細(xì)胞與淋巴細(xì)胞比值(NLR)、全身免疫炎癥指數(shù)(SII)提供了促炎細(xì)胞與免疫活性細(xì)胞平衡的洞察;營(yíng)養(yǎng)標(biāo)志物如預(yù)后營(yíng)養(yǎng)指數(shù)(PNI)不僅是營(yíng)養(yǎng)儲(chǔ)備的指標(biāo),也是免疫能力和整體生理恢復(fù)力的重要預(yù)測(cè)因子;白蛋白-膽紅素(ALBI)分級(jí)提供了對(duì)肝功能儲(chǔ)備客觀而精細(xì)的評(píng)估。目前,尚缺乏一個(gè)綜合多方面免疫-炎癥-營(yíng)養(yǎng)信息、專門用于預(yù)測(cè)ACLF合并膿毒癥患者死亡率的模型。
材料與方法
這是一項(xiàng)在陜西省人民醫(yī)院進(jìn)行的回顧性單中心隊(duì)列研究。研究篩選了2020年1月至2025年10月期間入住ICU的所有成年患者。最終納入的研究人群為同時(shí)診斷為膿毒癥和ACLF的成年患者(≥18歲)。膿毒癥的定義遵循膿毒癥-3國(guó)際共識(shí),需要疑似或確診的感染以及SOFA評(píng)分急性增加≥2分。ACLF的診斷基于中華醫(yī)學(xué)會(huì)制定的標(biāo)準(zhǔn),特征為既往慢性肝病的急性或亞急性加重,關(guān)鍵診斷標(biāo)準(zhǔn)包括顯著黃疸和嚴(yán)重凝血功能障礙。排除標(biāo)準(zhǔn)包括年齡小于18歲、ICU住院時(shí)間少于24小時(shí)、存在嚴(yán)重的慢性腎病、心肺疾病或其他重大合并癥、肝細(xì)胞癌或其他惡性腫瘤以及肝移植術(shù)后患者。
臨床和實(shí)驗(yàn)室數(shù)據(jù)從入院后24小時(shí)內(nèi)系統(tǒng)提取。收集的變量包括:人口統(tǒng)計(jì)學(xué)和合并癥;生命體征;慢性肝病病因和并發(fā)癥(如乙型肝炎病毒(HBV)感染、失代償性肝硬化、肝性腦病(HE)、食管胃靜脈曲張出血(EVB)、腹水、急性腎損傷(AKI));實(shí)驗(yàn)室參數(shù);臨床評(píng)分(SOFA評(píng)分);以及免疫-炎癥-營(yíng)養(yǎng)指標(biāo),包括ALBI分級(jí)、NLR、血小板與淋巴細(xì)胞比值(PLR)、淋巴細(xì)胞與單核細(xì)胞比值(LMR)、PNI、SII和全身炎癥反應(yīng)指數(shù)(SIRI)。所有數(shù)據(jù)由兩名資深重癥監(jiān)護(hù)醫(yī)師獨(dú)立審查。
在應(yīng)用排除標(biāo)準(zhǔn)后,最終分析隊(duì)列包括246名膿毒癥合并ACLF患者,形成一個(gè)完整病例數(shù)據(jù)集。整個(gè)隊(duì)列被隨機(jī)分為訓(xùn)練集(75%)和驗(yàn)證集(25%)。統(tǒng)計(jì)分析包括使用曼-惠特尼U檢驗(yàn)和卡方檢驗(yàn)比較組間差異,使用Kaplan-Meier法進(jìn)行生存分析。在訓(xùn)練集中,使用單因素邏輯回歸分析評(píng)估每個(gè)變量與28天死亡率的關(guān)系。對(duì)單因素分析中顯著的變量采用最小絕對(duì)收縮和選擇算子(LASSO)回歸以解決多重共線性并選擇最相關(guān)的特征。LASSO回歸中系數(shù)非零的變量隨后被納入多因素邏輯回歸模型以構(gòu)建最終預(yù)測(cè)模型。基于最終的多因素邏輯回歸模型開發(fā)了可視化的列線圖。通過計(jì)算訓(xùn)練集和驗(yàn)證集的受試者工作特征曲線下面積(AUC)來評(píng)估列線圖的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性,通過校準(zhǔn)曲線評(píng)估模型校準(zhǔn),并通過決策曲線分析(DCA)評(píng)估跨不同閾值概率的臨床凈獲益。
結(jié)果
基本特征
共246名患者被納入研究,其中91名(37.0%)發(fā)生28天死亡。訓(xùn)練集包含185名患者,驗(yàn)證集包含61名患者。兩組在人口統(tǒng)計(jì)學(xué)特征、生命體征、合并癥、實(shí)驗(yàn)室參數(shù)、免疫-炎癥-營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)和臨床結(jié)局方面均達(dá)到良好平衡。總?cè)巳旱闹形荒挲g為54歲,女性132名(53.7%),男性114名(46.3%)。28天累積生存概率為63.0%。
膿毒癥特征與器官衰竭
246名患者的主要感染部位為:肺部(39.8%)、腹腔內(nèi)(30.1%)、泌尿道(11.4%)、血流(10.2%)、軟組織(4.1%)和其他(4.5%)。72.4%的患者接受了適當(dāng)?shù)某跏伎股刂委煛3喂δ芩ソ咄猓畛R姷钠鞴偎ソ呤呛粑ソ撸≧F,17.5%)、心力衰竭(HF,24.8%)和急性腎功能衰竭(ARF,9.3%)。
單因素分析
在訓(xùn)練集中進(jìn)行的單因素邏輯回歸分析確定了多個(gè)與死亡率增加顯著相關(guān)的變量,包括HE、EVB、D-二聚體(D-D)、活化部分凝血活酶時(shí)間(APTT)、凝血酶原時(shí)間(PT)、白細(xì)胞計(jì)數(shù)(WBC)和SOFA評(píng)分。球蛋白和凝血酶原時(shí)間活動(dòng)度(PTA)與死亡率呈負(fù)相關(guān)。在免疫-炎癥-營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)中,NLR、PLR、SIRI、SII和淋巴細(xì)胞與白蛋白比值(LAR)是顯著的正向預(yù)測(cè)因子,而LMR和PNI是保護(hù)性因素。
變量選擇與模型開發(fā)
基于訓(xùn)練集的結(jié)果,對(duì)單因素分析中顯著的變量進(jìn)行了LASSO回歸分析,通過10折交叉驗(yàn)證選擇最優(yōu)lambda值。LASSO回歸保留了HE、EVB、PTA、D-D、PT、球蛋白、ALBI、PLR、LMR、SIRI和LAR用于進(jìn)一步分析。訓(xùn)練集中的多因素邏輯回歸分析確定HE、D-D、PLR、LMR、ALBI和SIRI是28天死亡率的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子。這些變量被整合到一個(gè)用于個(gè)體化風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)的預(yù)后列線圖中。
模型驗(yàn)證與性能
列線圖的預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性通過ROC曲線分析進(jìn)行評(píng)估。在訓(xùn)練集中,AUC為0.907,在驗(yàn)證集中為0.862。該模型的區(qū)分能力顯著優(yōu)于SOFA評(píng)分(訓(xùn)練集AUC = 0.651,驗(yàn)證集AUC = 0.624)。校準(zhǔn)曲線顯示兩個(gè)隊(duì)列中預(yù)測(cè)概率與觀察結(jié)果之間具有良好的一致性。決策曲線分析進(jìn)一步證實(shí)了該列線圖在廣泛閾值概率范圍內(nèi)具有臨床凈獲益。
討論
該研究成功開發(fā)并嚴(yán)格驗(yàn)證了一個(gè)創(chuàng)新的預(yù)后列線圖,整合了肝性腦病、D-二聚體以及四個(gè)免疫-炎癥-營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)(PLR、LMR、ALBI和SIRI),用于預(yù)測(cè)ACLF合并膿毒癥患者的28天死亡率。該模型表現(xiàn)出卓越的區(qū)分能力,在兩個(gè)隊(duì)列中的AUC值均超過0.86,顯著優(yōu)于SOFA評(píng)分的性能。其優(yōu)異的校準(zhǔn)性能和在廣泛風(fēng)險(xiǎn)閾值內(nèi)明確的臨床凈獲益進(jìn)一步證實(shí)了其穩(wěn)健性,凸顯了其立即應(yīng)用于臨床的潛力。
該模型的預(yù)后效能部分歸功于其對(duì)關(guān)鍵臨床并發(fā)癥(特別是HE)的整合。HE是晚期肝功能不全的直接表現(xiàn),也是ACLF的基本病理生理特征。HE的發(fā)生不僅表明由于肝功能衰竭導(dǎo)致的氨清除受損,還表明顯著的全身性神經(jīng)炎癥和腦灌注改變,這些常因膿毒癥相關(guān)的全身炎癥反應(yīng)而加劇。因此,將HE納入模型概括了基于ACLF基本血流動(dòng)力學(xué)和代謝紊亂的疾病嚴(yán)重程度的關(guān)鍵方面,這些紊亂在膿毒癥的背景下會(huì)惡化。
該模型通過納入D-二聚體作為關(guān)鍵指標(biāo),強(qiáng)調(diào)了凝血功能障礙的重要性。在膿毒癥和ACLF患者中,凝血功能障礙體現(xiàn)了一種復(fù)雜的雙重性。APTT延長(zhǎng)意味著必需凝血因子的肝臟合成受損,這是合成性肝功能衰竭的直接結(jié)果。相反,D-二聚體水平升高表明纖溶活性增強(qiáng)和微血栓形成,源于膿毒癥誘導(dǎo)的廣泛內(nèi)皮損傷、彌散性血管內(nèi)凝血(DIC)和全身炎癥。這種出血傾向和促血栓形成傾向并存的狀態(tài)建立了一種不穩(wěn)定的止血平衡。
該模型的主要?jiǎng)?chuàng)新在于有效整合了免疫-炎癥-營(yíng)養(yǎng)指標(biāo)。ALBI分級(jí)提供了比傳統(tǒng)評(píng)分更客觀、更精細(xì)的肝臟合成功能評(píng)估,因?yàn)樗皇芨顾湍X病主觀分級(jí)的影響。其強(qiáng)大的預(yù)測(cè)能力強(qiáng)調(diào)了基線肝臟儲(chǔ)備作為在膿毒癥等新打擊事件中生存的關(guān)鍵決定因素的重要性。SIRI是一個(gè)包含中性粒細(xì)胞、單核細(xì)胞和淋巴細(xì)胞的綜合指數(shù),提供了全身炎癥環(huán)境的概覽。SIRI升高表明以中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞水平升高為特征的促炎狀態(tài)占主導(dǎo),同時(shí)伴有淋巴細(xì)胞減少所標(biāo)志的免疫耗竭。這種表型與膿毒癥和癌癥中的組織損傷和不良結(jié)局密切相關(guān)。在膿毒癥相關(guān)的ACLF背景下,高SIRI可能代表了引發(fā)多器官衰竭的不受控制的細(xì)胞因子風(fēng)暴。
此外,PLR和LMR進(jìn)一步完善了對(duì)免疫-炎癥和血栓形成環(huán)境的評(píng)估。PLR是一個(gè)反映炎癥應(yīng)激程度和宿主代償能力的復(fù)合標(biāo)志物。血小板減少癥是PLR的關(guān)鍵組成部分,在ACLF中很常見,原因是門脈高壓引起的脾臟扣押和衰竭肝臟產(chǎn)生的血小板生成素減少。同時(shí),膿毒癥中常見的淋巴細(xì)胞減少表明免疫麻痹和腎上腺應(yīng)激反應(yīng)。因此,PLR升高概括了一種炎癥加劇與免疫能力受損并存的狀態(tài),這與膿毒癥和肝衰竭等危重疾病的預(yù)后不良密切相關(guān)。相反,通常由淋巴細(xì)胞減少和單核細(xì)胞增多驅(qū)動(dòng)的LMR降低提供了獨(dú)特的預(yù)后信息。淋巴細(xì)胞減少表明適應(yīng)性免疫受損,而單核細(xì)胞計(jì)數(shù)升高反映了先天免疫系統(tǒng)的持續(xù)激活和持續(xù)的組織炎癥。在膿毒癥相關(guān)的ACLF患者中,低LMR與繼發(fā)感染和器官衰竭的風(fēng)險(xiǎn)增加特別相關(guān),概括了免疫麻痹和持續(xù)炎癥負(fù)荷的雙重打擊。
與SOFA評(píng)分相比,該列線圖為這一特定患者群體提供了明顯優(yōu)勢(shì)。盡管SOFA評(píng)分是膿毒癥公認(rèn)且有效的預(yù)后工具,但其在膿毒癥誘發(fā)的ACLF中的主要局限性是缺乏特異性。它未能充分納入關(guān)鍵的肝臟特異性參數(shù),也未能捕捉對(duì)ACLF病理生理學(xué)至關(guān)重要的免疫-炎癥-營(yíng)養(yǎng)軸的動(dòng)態(tài)。相比之下,該模型明確整合了這些維度,從而提高了其預(yù)測(cè)準(zhǔn)確性。此外,列線圖格式提供了一個(gè)用戶友好的界面,使臨床醫(yī)生能夠在床邊計(jì)算個(gè)體化的死亡風(fēng)險(xiǎn)。
局限性
該研究存在一些局限性。首先,回顧性和單中心設(shè)計(jì)本身引入了選擇偏倚的可能性,并限制了研究結(jié)果的普適性。在多中心前瞻性隊(duì)列中進(jìn)行外部驗(yàn)證對(duì)于確認(rèn)模型的穩(wěn)健性和可移植性至關(guān)重要。其次,盡管包含了全面的變量集,但某些潛在混雜因素的數(shù)據(jù)無法用于分析。第三,盡管樣本量和事件發(fā)生率達(dá)到了預(yù)后模型開發(fā)的常用推薦閾值,但最終模型中保留的預(yù)測(cè)因子數(shù)量需要對(duì)潛在過擬合保持警惕。第四,這是一項(xiàng)單中心研究,該模型尚未在其他人群或醫(yī)療環(huán)境中進(jìn)行外部驗(yàn)證。最后,應(yīng)用區(qū)域特定的ACLF診斷標(biāo)準(zhǔn)(中華醫(yī)學(xué)會(huì)標(biāo)準(zhǔn))是一個(gè)重要的考慮因素。目前尚無普遍接受的ACLF定義,因此研究結(jié)果對(duì)于根據(jù)其他標(biāo)準(zhǔn)診斷的人群的普適性可能有限。
結(jié)論
該研究成功開發(fā)并驗(yàn)證了一個(gè)創(chuàng)新的預(yù)后列線圖,整合了臨床并發(fā)癥、凝血參數(shù)和免疫-炎癥-營(yíng)養(yǎng)指標(biāo),用于預(yù)測(cè)ACLF合并膿毒癥患者的28天死亡率。該模型表現(xiàn)出優(yōu)于SOFA評(píng)分的性能,并提供了一個(gè)實(shí)用的個(gè)體化風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估工具。該模型已進(jìn)行內(nèi)部驗(yàn)證并顯示出良好的性能;然而,在推薦更廣泛應(yīng)用之前,需要在獨(dú)立的多中心隊(duì)列中進(jìn)行外部驗(yàn)證以確認(rèn)其普適性和臨床實(shí)用性。該列線圖有望增強(qiáng)臨床決策,實(shí)現(xiàn)對(duì)高風(fēng)險(xiǎn)患者的早期干預(yù),并成為臨床實(shí)踐和未來研究中有價(jià)值的風(fēng)險(xiǎn)分層工具。