胡俊賢， 王蒙蒙， 董 妍， 莊蘇園， 張 煒， 楊志洲， 任 藝， 孫兆瑞， 韓小琴， 聶時(shí)南

膿毒癥(sepsis)每年全球新發(fā)病例約3000萬(wàn)，病死率可達(dá)20%，早期識(shí)別膿毒癥是治療的關(guān)鍵。2016年提出的快速序貫器官衰竭評(píng)分(quick sequential organ failure assessment，qSOFA)旨在根據(jù)患者臨床體征快速識(shí)別膿毒癥[1]，然而該方法敏感度較低導(dǎo)致假陰性患者的比例較大，相當(dāng)一部分患者延誤最佳治療時(shí)機(jī)。單純使用qSOFA在識(shí)別成人膿毒癥患者中診斷效能不足[2]。2018年提出的“1小時(shí)集束化治療方案”強(qiáng)調(diào)了動(dòng)脈血?dú)夥治鲈谀摱景Y患者中的診療地位，可快速評(píng)估患者氧合功能及游離鈣(iron calcium, iCa)水平[3]。氧合指數(shù)(PaO2/FiO2)作為膿毒癥相關(guān)序貫器官衰竭評(píng)分(sequential organ failure assessment，SOFA)項(xiàng)目之一，已用于識(shí)別膿毒癥患者。iCa是血鈣發(fā)揮生物活性的主要形式，當(dāng)感染性疾病患者進(jìn)展為膿毒癥時(shí)，炎癥因子可介導(dǎo)大量鈣離子內(nèi)流，從而誘發(fā)低鈣血癥的發(fā)生，低鈣血癥是膿毒癥患者發(fā)生不良預(yù)后的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[4]。本研究旨在聯(lián)合iCa、PaO2/FiO2及qSOFA構(gòu)建聯(lián)合模型，研究聯(lián)合模型在識(shí)別成人膿毒癥中的診斷效能，為臨床快速識(shí)別成人膿毒癥提供參考。

1 資料與方法

1.1研究對(duì)象 回顧性分析2019年10月至2021年3月就診于東部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院急診搶救室的147例膿毒癥患者及158例非膿毒癥感染性疾病患者。納入標(biāo)準(zhǔn)：膿毒癥組①符合膿毒癥3.0診斷標(biāo)準(zhǔn)，②患者年齡18～75歲；非膿毒癥組①入院主要診斷為感染性疾病，②患者年齡18～75歲。排除標(biāo)準(zhǔn)：①合并慢性腎功能不全，②急性胰腺炎，③合并嚴(yán)重臟器功能不全，④血液系統(tǒng)疾病，⑤惡性腫瘤，⑥頭顱疾病病史遺留意識(shí)不清，⑦臨床資料不全。本研究符合東部戰(zhàn)區(qū)總醫(yī)院倫理委員會(huì)審批標(biāo)準(zhǔn)(倫理批號(hào)：2021DZSKT-YBB-014)。

1.2膿毒癥3.0診斷標(biāo)準(zhǔn) 存在感染或疑似感染，SOFA較基線上升≥2分；低鈣血癥：iCa<1.15 mmol/L。

1.3研究方法 采用回顧性研究方法，收集兩組患者臨床資料[包括年齡、性別、原發(fā)感染部位、入院時(shí)生命體征、iCa、血清鈣(total calcium，tCa)、PaO2/FiO2、SOFA、qSOFA、降鈣素原(procalcitonin，PCT)、C-反應(yīng)蛋白(C-reactive protein，CRP)、血乳酸(lactic acid，Lac)、白細(xì)胞介素-6(interleukin-6, IL-6)等；對(duì)原數(shù)據(jù)集(n=305)患者的血鈣水平與炎癥指標(biāo)及SOFA等臨床資料進(jìn)行相關(guān)性分析。采用傾向性評(píng)分匹配(propensity score matching，PSM)對(duì)膿毒癥與非膿毒癥患者按照年齡、性別、感染部位進(jìn)行1∶1匹配得到訓(xùn)練集(n=186)，比較PSM前后膿毒癥與非膿毒癥患者的臨床資料。將訓(xùn)練集中兩組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的指標(biāo)經(jīng)篩選后納入Logistic回歸，得到感染性疾病患者發(fā)生膿毒癥的獨(dú)立危險(xiǎn)因素并聯(lián)合建模，通過(guò)受試者工作特征曲線(receive operating characteristic curve，ROC)及曲線下面積(area under curve，AUC)，比較各指標(biāo)及其聯(lián)合模型識(shí)別膿毒癥患者的診斷效能。最后將原數(shù)據(jù)集(n=305)作為驗(yàn)證集對(duì)聯(lián)合篩查模型的診斷效能進(jìn)行驗(yàn)證。

2 結(jié)果

2.1臨床資料比較 PSM前膿毒癥組(n=147)和非膿毒癥組(n=158)年齡、原發(fā)疾病感染部位差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)，將兩組患者按年齡、性別、原發(fā)疾病感染部位進(jìn)行1∶1 PSM，得到膿毒癥組(n=93)和非膿毒癥組(n=93)，匹配后兩組患者年齡、性別及原發(fā)疾病感染部位的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05),具有可比性。PSM前后膿毒癥組與非膿毒癥組qSOFA評(píng)分、iCa、PaO2/FiO2及低鈣血癥發(fā)生率等臨床資料差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001)。見(jiàn)表1。

表1 PSM前后膿毒癥組與非膿毒癥組患者的臨床資料比較

2.2血鈣水平的相關(guān)性分析 將305例感染性疾病患者的血鈣水平與PCT、IL-6、CRP、SOFA等臨床資料進(jìn)行Spearman秩相關(guān)分析，結(jié)果顯示，iCa和tCa與SOFA、APACHEⅡ評(píng)分、PCT、IL-6、CRP均呈負(fù)相關(guān)(P<0.05)；iCa與qSOFA評(píng)分無(wú)相關(guān)(P=0.262)；tCa與白蛋白具有高度相關(guān)性(r=0.732，P<0.001)。見(jiàn)表2。

表2 305例感染性疾病患者血鈣水平與相關(guān)臨床指標(biāo)的相關(guān)性分析

2.3感染性疾病患者發(fā)生膿毒癥的危險(xiǎn)因素分析 以感染性疾病患者是否發(fā)生膿毒癥為結(jié)局變量，將qSOFA分值、新發(fā)低鈣血癥(iCa<1.15 mmol/L；賦值：發(fā)生=1，未發(fā)生=0)、PaO2/FiO2(賦值：PaO2/FiO2>400=0，300≤PaO2/FiO2<400=1，PaO2/FiO2<300=2)、血乳酸、iCa作為自變量，將單因素分析有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的自變量經(jīng)篩選后代入多因素Logistic回歸分析，方法選擇向前偏似然法，結(jié)果顯示，新發(fā)低鈣血癥(iCa<1.15 mmol/L)、PaO2/FiO2及qSOFA分值與感染性疾病患者發(fā)生膿毒癥有回歸關(guān)系，其中新發(fā)低鈣血癥是獨(dú)立危險(xiǎn)因素(P<0.05)。見(jiàn)表3。

表3 感染性疾病患者發(fā)生膿毒癥的多因素Logistic回歸分析

2.4構(gòu)建聯(lián)合模型及診斷效能分析在訓(xùn)練集(n=186)中，將qSOFA分值(X1)、新發(fā)低鈣血癥(X2)及PaO2/FiO2(X3)為自變量進(jìn)行多因素Logistic回歸，得到聯(lián)合篩查模型的表達(dá)式為logit(P)=-2.11+1.177X1+1.254X2+0.707X3，生成qSOFA、新發(fā)低鈣血癥、PaO2/FiO2及三者聯(lián)合模型診斷膿毒癥患者的ROC。結(jié)果顯示，聯(lián)合模型識(shí)別膿毒癥的診斷效能優(yōu)于qSOFA、新發(fā)低鈣血癥和PaO2/FiO2單獨(dú)診斷(Z=3.461、Z=4.234和Z=3.529，P<0.001)。見(jiàn)表4、圖1。

表4 聯(lián)合篩查模型及原始協(xié)變量識(shí)別PSM后感染性疾病患者發(fā)生膿毒癥的診斷效能比較

圖1 聯(lián)合篩查模型及協(xié)變量診斷訓(xùn)練集(n=186)中成人膿毒癥患者的ROC曲線

2.5驗(yàn)證聯(lián)合模型 選擇原數(shù)據(jù)集(n=305)作為驗(yàn)證集代入聯(lián)合模型，結(jié)果顯示，聯(lián)合模型的敏感度為77.55%，特異度為77.85%，陽(yáng)性似然比為3.50，陰性似然比為0.29，AUC大于qSOFA評(píng)分、新發(fā)低鈣血癥和PaO2/FiO2(Z=5.067、Z=7.768和Z=4.752，P<0.001)，見(jiàn)表5、圖2。對(duì)聯(lián)合模型與SOFA評(píng)分進(jìn)行McNemar檢驗(yàn)結(jié)果顯示，P=0.904，說(shuō)明聯(lián)合模型與SOFA評(píng)分診斷的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義、一致性檢驗(yàn)Kappa值為0.554，P<0.001，說(shuō)明聯(lián)合模型與SOFA評(píng)分具有較好的一致性。

表5 聯(lián)合篩查模型驗(yàn)證305例感染性疾病患者發(fā)生膿毒癥

圖2 聯(lián)合篩查模型及協(xié)變量診斷驗(yàn)證集(n=305)中成人膿毒癥患者的ROC曲線

3 討論

近年來(lái)膿毒癥已成為急危重癥科室患者死亡的主要原因之一，早期識(shí)別對(duì)改善膿毒癥患者的預(yù)后具有重要意義。由于動(dòng)脈血?dú)夥治隹梢钥焖僭u(píng)估患者氧合功能、電解質(zhì)及灌注水平，本研究通過(guò)對(duì)動(dòng)脈血?dú)夥治鰠?shù)進(jìn)行回歸分析，發(fā)現(xiàn)新發(fā)低鈣血癥、PaO2/FiO2與感染性疾病患者發(fā)生膿毒癥有回歸關(guān)系，并與qSOFA聯(lián)合構(gòu)建模型，研究聯(lián)合模型在識(shí)別成人膿毒癥中的診斷效能。

iCa約占血總鈣的45%，是血鈣發(fā)揮生理功能的主要形式，非擴(kuò)散鈣約占血總鈣的40%，主要與血漿白蛋白結(jié)合，因此白蛋白水平同樣影響患者血鈣水平，Pekar等[5]認(rèn)為，應(yīng)將iCa作為患者血鈣水平的評(píng)估指標(biāo)。研究表明，膿毒癥相關(guān)低鈣血癥的發(fā)生率可達(dá)70%，目前研究[6-7]認(rèn)為，炎癥反應(yīng)介導(dǎo)細(xì)胞膜通透性改變導(dǎo)致細(xì)胞外大量鈣離子內(nèi)流是主要的病理機(jī)制，低鈣血癥是膿毒癥患者發(fā)生不良預(yù)后的危險(xiǎn)因素。一項(xiàng)納入153例膿毒性休克患者的單中心回顧性研究發(fā)現(xiàn)，與存活組(n=100)相比，死亡組(n=53)患者的tCa水平更低[mmol/L，1.62±0.26 vs.1.98±0.27，P<0.01][8]。另一項(xiàng)納入119例膿毒癥患者的單中心回顧性研究[4]發(fā)現(xiàn)，與血鈣水平正常的膿毒癥患者(n=50)相比，發(fā)生低鈣血癥的膿毒癥患者(n=69)28 d病死率更高(48.00% vs.78.26%，χ2=10.45，P<0.01)，血鈣水平可作為膿毒癥患者預(yù)后評(píng)估的指標(biāo)(AUC=0.70，95%CI0.602～0.798)。對(duì)病毒感染致膿毒癥的患者進(jìn)行臨床研究，同樣出現(xiàn)類(lèi)似現(xiàn)象。Wu等[9]對(duì)125例發(fā)生膿毒癥的COVID-19患者進(jìn)行單中心回顧性研究發(fā)現(xiàn)，低鈣血癥是COVID-19患者長(zhǎng)期住院的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。Sun等[10]回顧性分析241例COVID-19患者發(fā)現(xiàn)，tCa與發(fā)生膿毒癥的COVID-19患者病情及預(yù)后相關(guān)，iCa<2.0 mmol/L的COVID-19患者多器官功能障礙發(fā)生率及28 d病死率更高。本研究回顧性分析305例感染性疾病患者，采用PSM減少年齡、性別及感染部位等混雜因素對(duì)血鈣水平的影響，結(jié)果顯示，與非膿毒癥患者相比，膿毒癥患者iCa及tCa更低，同時(shí)血鈣水平與PCT、IL-6、CRP、SOFA評(píng)分等臨床指標(biāo)呈負(fù)相關(guān)，說(shuō)明隨著炎癥反應(yīng)的加重，感染性疾病患者血鈣水平呈下降趨勢(shì)，與相關(guān)研究[11]結(jié)果一致，由于iCa水平會(huì)受到動(dòng)脈血?dú)夥治鰞x器、試劑等因素的影響，本研究將iCa水平進(jìn)行定性分析，通過(guò)多因素Logistic回歸發(fā)現(xiàn)，低鈣血癥是感染性疾病患者發(fā)生膿毒癥的獨(dú)立危險(xiǎn)因素(OR=3.504，95%CI1.762～6.969，P<0.001)，提示新發(fā)低鈣血癥是判斷感染性疾病患者病情嚴(yán)重程度的指標(biāo)。

PaO2/FiO2是評(píng)估患者氧合功能的指標(biāo)之一，常用于指導(dǎo)急性呼吸窘迫綜合征(acute respiratory distress syndrome，ARDS)患者的診療。肺是炎癥因子最容易累及的器官之一，膿毒癥時(shí)全身炎癥反應(yīng)可損傷肺泡，導(dǎo)致患者氧合能力下降，嚴(yán)重時(shí)可誘導(dǎo)ARDS，膿毒癥合并嚴(yán)重ARDS患者的病死率高達(dá)60%[12]。本研究對(duì)感染性疾病患者PaO2/FiO2經(jīng)等級(jí)資料轉(zhuǎn)化后進(jìn)行分析，結(jié)果顯示，PaO2/FiO2與感染性疾病患者發(fā)生膿毒癥有回歸關(guān)系(OR=2.028，95%CI1.355～3.034，P<0.001)，并將變量轉(zhuǎn)化后PaO2/FiO2作為自變量構(gòu)建聯(lián)合模型，提高聯(lián)合模型與SOFA的一致性，提高診斷效能。

qSOFA是根據(jù)收縮壓、呼吸頻率以及意識(shí)狀態(tài)識(shí)別膿毒癥患者的方法，由于無(wú)需抽血檢驗(yàn)，目前廣泛應(yīng)用于院前及床旁評(píng)估可疑感染性疾病患者[1]。然而qSOFA在識(shí)別膿毒癥患者中表現(xiàn)出低敏感度，導(dǎo)致假陰性患者的比例較高。為此，近年來(lái)相關(guān)研究將qSOFA評(píng)分聯(lián)合相關(guān)生物標(biāo)志物，如血乳酸[13]、降鈣素原[2]、單核細(xì)胞分布寬度[14]等，通過(guò)構(gòu)建聯(lián)合模型以提高診斷效能，但該類(lèi)臨床研究通常未對(duì)聯(lián)合模型進(jìn)行驗(yàn)證，其臨床模型的可重復(fù)性及外推性未能得到驗(yàn)證[15]。本研究通過(guò)PSM獲得訓(xùn)練集，采用多因素Logistic回歸，將新發(fā)低鈣血癥、PaO2/FiO2聯(lián)合qSOFA構(gòu)建臨床模型，并將原數(shù)據(jù)集作為驗(yàn)證集，對(duì)聯(lián)合模型的診斷效能進(jìn)行內(nèi)部驗(yàn)證。結(jié)果顯示，聯(lián)合模型在訓(xùn)練集和驗(yàn)證集中的AUC及敏感度等診斷效能均優(yōu)于qSOFA評(píng)分，可顯著減少膿毒癥患者的假陰性率，提高診斷效能。

本研究存在一定的不足之處：首先本研究為單中心回顧性研究，同時(shí)非膿毒癥感染性疾病患者的樣本量較少，導(dǎo)致PSM后未能盡可能將膿毒癥患者進(jìn)行匹配，產(chǎn)生偏倚；其次本研究?jī)H對(duì)臨床模型進(jìn)行內(nèi)部驗(yàn)證，缺乏外推性。后續(xù)研究可通過(guò)增加樣本量、選擇外部數(shù)據(jù)集對(duì)聯(lián)合模型的診斷效能進(jìn)行檢驗(yàn)分析。

綜上所述，iCa、PaO2/FiO2和qSOFA分值均是臨床工作中容易獲得的指標(biāo)，新發(fā)低鈣血癥、PaO2/FiO2低、qSOFA分值高與感染性疾病患者發(fā)生膿毒癥有回歸關(guān)系，其中新發(fā)低鈣血癥是獨(dú)立危險(xiǎn)因素，iCa、PaO2/FiO2聯(lián)合qSOFA構(gòu)成的臨床模型對(duì)識(shí)別膿毒癥患者的診斷效能優(yōu)于qSOFA，對(duì)輔助識(shí)別成人膿毒癥患者具有一定的參考價(jià)值。