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        重癥COVID-19預(yù)測(cè)模型的建立和評(píng)價(jià)

        2021-08-19 02:36:38余建峰張繼波覃慧群
        安徽醫(yī)學(xué) 2021年7期
        關(guān)鍵詞:血漿因素分析

        余建峰 龍 利 張繼波 覃慧群 金 晟 劉 浩 徐 敏

        目前已在全世界范圍內(nèi)流行的新型冠狀病毒性肺炎(novel coronavirus pneumonia,NCP),世界衛(wèi)生組織命名為COVID-19,對(duì)人類(lèi)生活和經(jīng)濟(jì)產(chǎn)生了嚴(yán)重的不良影響。確診的COVID-19患者中,重癥患者占比18.1%,死亡率約4.3%。臨床醫(yī)師如果能夠盡早識(shí)別哪些病例會(huì)進(jìn)展至重/危重型,對(duì)早期采取積極的干預(yù)措施極為有利。早在2020年1月份就有學(xué)者首次報(bào)道了COVID-19患者的臨床特征,發(fā)現(xiàn)重癥患者與非重癥患者比較,前者血漿中白細(xì)胞介素-2、白細(xì)胞介素-7、白細(xì)胞介素-10及腫瘤壞死因子-α等細(xì)胞因子水平均高于后者。Liang等通過(guò)單因素分析后發(fā)現(xiàn)X線(xiàn)異常、高齡、呼吸困難、有慢阻肺史、存在多個(gè)合并癥、癌癥史等是患者進(jìn)展至重/危重型病例的危險(xiǎn)因素,所有納入的變量均與疾病的進(jìn)展獨(dú)立相關(guān),可早期提示疾病的不良結(jié)局。但這些研究均為單因素分析,未考慮混雜因素的影響。因此,通過(guò)多個(gè)變量分析重癥COVID-19的高危因素,并由此建立一個(gè)可預(yù)測(cè)重癥病例發(fā)生的模型很有必要。本研究旨在通過(guò)多因素分析得出重癥病例發(fā)生的獨(dú)立危險(xiǎn)因素,并運(yùn)算出聯(lián)合預(yù)測(cè)因子建立預(yù)測(cè)模型,以幫助臨床醫(yī)師對(duì)重/危重型COVID-19患者進(jìn)行早期識(shí)別及干預(yù),從而降低死亡率。

        1 資料與方法

        1.1 一般資料 回顧性分析2020年1月1日至3月10日于湖北省武漢市江漢大學(xué)附屬湖北省第三人民醫(yī)院確診為COVID-19的350例住院患者的基線(xiàn)臨床資料,參照《新型冠狀病毒性肺炎(試行第七版)》的分型標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行臨床分型:輕型定義為臨床癥狀輕微,影像學(xué)未見(jiàn)肺炎表現(xiàn)。普通型定義為具有發(fā)熱、呼吸道等癥狀,影像學(xué)可見(jiàn)肺炎表現(xiàn)。符合下列任何一條定義為重型:①出現(xiàn)氣促,呼吸頻率≥30次/分;②靜息狀態(tài)下,指氧飽和度≤93%;③動(dòng)脈血氧分壓(arterial partial pressure of oxygen,PaO)/吸氧濃度(fraction of inspired oxygen,F(xiàn)iO)≤300 mmHg(正常值為400~500 mmHg)(1 mmHg≈0.133 kPa)。符合以下情況之一者定義為危重型:出現(xiàn)呼吸衰竭,且需要機(jī)械通氣;出現(xiàn)休克;合并其他器官功能衰竭需要ICU監(jiān)護(hù)治療。排除標(biāo)準(zhǔn):入院時(shí)已確診的重型/危重型病例36例。納入標(biāo)準(zhǔn):入院時(shí)確診為輕型/普通型的314例患者。

        1.2 方法 收集患者以下資料:年齡、性別、身體質(zhì)量指數(shù)(body mass index,BMI)、是否吸煙飲酒、合并癥、入院時(shí)實(shí)驗(yàn)室檢驗(yàn)結(jié)果[白細(xì)胞計(jì)數(shù)、血紅蛋白、中性粒細(xì)胞絕對(duì)值、嗜酸性粒細(xì)胞絕對(duì)值、淋巴細(xì)胞絕對(duì)值、血小板計(jì)數(shù)、血漿白蛋白、C反應(yīng)蛋白(C-reactive protein,CRP)、D二聚體(D-dimer,DD)、B型尿鈉肽(B-type Natriuretic peptide,BNP)、紅細(xì)胞沉降率(erythroeyte sedimentation rate,ESR)、血清淀粉樣蛋白A(serum amyloid A,SAA)]以及住院期間病情是否進(jìn)展為重癥等。將314例患者按住院后是否進(jìn)展至重癥,分為重癥組和非重癥組。采用二元logistic回歸分析重癥患者的獨(dú)立危險(xiǎn)因素,并由此運(yùn)算出聯(lián)合預(yù)測(cè)因子(L),進(jìn)一步構(gòu)建預(yù)測(cè)模型,采用受試者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲線(xiàn)對(duì)聯(lián)合預(yù)測(cè)因子的診斷價(jià)值進(jìn)行驗(yàn)證。

        2 結(jié)果

        2.1 兩組一般資料及實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)比較 兩組年齡、BMI、CRP、DD、BNP、2型糖尿病病史占比情況、白細(xì)胞計(jì)數(shù)、嗜酸性粒細(xì)胞絕對(duì)值、淋巴細(xì)胞絕對(duì)值、血漿白蛋白比較,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(

        P

        均<0.05)。見(jiàn)表1。

        表1 兩組一般資料及實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)比較

        2.2 logistic回歸分析 以患者是否進(jìn)展為重癥作為因變量(是=1,否=0),將單因素分析中差異顯著(賦值情況:有2型糖尿病史=1,無(wú)2型糖尿病史=0,其余指標(biāo)以原值錄入)的指標(biāo),采用向前LR法帶入二元logistic回歸分析中,引入水準(zhǔn)α=0.05,剔除水準(zhǔn)α=0.10。結(jié)果顯示,年齡增大、BMI升高、白細(xì)胞計(jì)數(shù)降低、血漿白蛋白降低、CRP升高及DD升高為重癥COVID-19的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。見(jiàn)表2。

        表2 COVID-19重癥患者危險(xiǎn)因素的多因素logistic回歸分析值

        2.3 模型建立 納入二元logistic回歸分析得出的年齡、BMI、白細(xì)胞計(jì)數(shù)、血漿白蛋白、CRP及DD 6個(gè)危險(xiǎn)因素,并根據(jù)此6個(gè)危險(xiǎn)因素建立聯(lián)合預(yù)測(cè)因子(L)模型,模型建立:L=0.129×年齡+0.853×BMI-0.657×白細(xì)胞計(jì)數(shù)-0.368×血漿白蛋白+0.028×C反應(yīng)蛋白+0.245×D-二聚體。臨界值為12.90,表明L>12.90即可預(yù)測(cè)重癥COVID-19的發(fā)生。

        2.4 模型評(píng)價(jià) 將各自變量和聯(lián)合預(yù)測(cè)因子進(jìn)行ROC曲線(xiàn)分析,結(jié)果顯示,聯(lián)合預(yù)測(cè)因子預(yù)測(cè)COVID-19患者發(fā)生重癥的AUC為0.985(95%CI:0.974~0.996),約登指數(shù)為0.884,截?cái)帱c(diǎn)為12.90,敏感度為93.4%,特異度為95.0%。見(jiàn)表3、圖1。

        圖1 聯(lián)合預(yù)測(cè)因子預(yù)測(cè)重癥COVID-19的ROC曲線(xiàn)

        表3 各變量對(duì)重癥COVID-19的預(yù)測(cè)價(jià)值

        3 討論

        本中心進(jìn)展至重癥病例的比例相較其他中心所報(bào)道的明顯增高,可能與武漢早期疫情爆發(fā),醫(yī)療資源被擠兌無(wú)法提供足夠的醫(yī)療服務(wù)有一定關(guān)系,還可能與有選擇性的收治病患有關(guān),因?yàn)樽?020年2月5日開(kāi)始中國(guó)武漢建立了方艙醫(yī)院,集中收治輕型患者,導(dǎo)致三甲醫(yī)院收治的COVID-19患者中輕型比例明顯減少。

        隨著年齡的增大,人體免疫力會(huì)逐漸下降,更容易發(fā)生感染甚至死亡。與Wang等學(xué)者的研究結(jié)果一致,本研究顯示重癥組年齡明顯大于非重癥組,logistic回歸分析顯示年齡是發(fā)生重癥的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。這一發(fā)現(xiàn)也與金坤等學(xué)者的結(jié)論一致,該研究通過(guò)回顧性分析發(fā)現(xiàn)包括年齡在內(nèi)的多種危險(xiǎn)因素對(duì)判定COVID-19患者的嚴(yán)重程度具有一定價(jià)值。本研究也與Zheng等學(xué)者的一項(xiàng)薈萃分析的結(jié)果一致,該研究發(fā)現(xiàn)65歲以上的COVID-19患者發(fā)生不良進(jìn)展的風(fēng)險(xiǎn)是65歲以下的患者的6.06倍。

        本研究表明BMI是COVID-19患者發(fā)展至重/危重型的獨(dú)立危險(xiǎn)因素,一項(xiàng)薈萃分析也有相似的結(jié)論,該研究表明BMI超過(guò)25 kg/m的COVID-19患者的死亡風(fēng)險(xiǎn)更高(比值比為7.6),且原因可能與肥胖導(dǎo)致各種免疫細(xì)胞的應(yīng)答出現(xiàn)損傷有關(guān)。已有研究表明,嚴(yán)重的肥胖會(huì)損傷支氣管功能,更容易出現(xiàn)呼吸道感染。Almond等學(xué)者證實(shí),肥胖癥與2009年H1N1的大流行后的嚴(yán)重后果有關(guān)。Louie等學(xué)者則發(fā)現(xiàn)在BMI超過(guò)30 kg/m的肥胖患者中,H1N1感染導(dǎo)致的死亡風(fēng)險(xiǎn)顯著增加(比值比為3.1),BMI超過(guò)40 kg/m的患者其死亡風(fēng)險(xiǎn)更高(比值比為7.6)。Phung 等學(xué)者對(duì)BMI與肺炎的關(guān)系進(jìn)行薈萃分析,發(fā)現(xiàn)BMI與社區(qū)獲得性肺炎的危險(xiǎn)性呈J型關(guān)系,而B(niǎo)MI與流感病毒肺炎的危險(xiǎn)性呈U型關(guān)系。關(guān)于肥胖導(dǎo)致感染的機(jī)制研究,有學(xué)者通過(guò)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)?zāi)P桶l(fā)現(xiàn),飲食誘導(dǎo)的肥胖小鼠感染流感病毒后具有更高的死亡率。另有學(xué)者發(fā)現(xiàn)肥胖小鼠產(chǎn)生更嚴(yán)重的肺部炎癥和損傷,其體內(nèi)細(xì)胞毒性CD8+T細(xì)胞的數(shù)量增加,抑制性T調(diào)節(jié)細(xì)胞減少,與瘦小鼠相比,感染流感病毒的肥胖小鼠的免疫應(yīng)答出現(xiàn)下降。另外,人血管緊張素轉(zhuǎn)換酶2(angiotensin converting enzyme 2,ACE2)受體對(duì)2019新型冠狀病毒(SARS-COV-2)有極高的親和力,脂肪組織中ACE2受體的表達(dá)水平高于肺組織,由于肥胖患者脂肪組織質(zhì)量較大,故會(huì)表達(dá)更多的ACE2受體,這也可以解釋肥胖的COVID-19患者更容易進(jìn)展至重癥的原因。

        本研究logistic回歸分析顯示,白細(xì)胞降低、血漿白蛋白降低、C反應(yīng)蛋白升高為進(jìn)展至重/危重型的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。Huang等曾報(bào)道過(guò),在COVID-19早期階段,可出現(xiàn)白細(xì)胞計(jì)數(shù)下降。Zhang等通過(guò)納入4 203名患者進(jìn)行薈萃分析后發(fā)現(xiàn),白細(xì)胞升高、CRP升高以及血漿白蛋白降低屬于COVID-19患者較為常見(jiàn)的血液指標(biāo)異常,其中白細(xì)胞升高可預(yù)測(cè)ICU入院以及死亡率,本研究與該學(xué)者的結(jié)論相反,顯示白細(xì)胞升高為保護(hù)因素,推測(cè)可能與白細(xì)胞計(jì)數(shù)容易受到治療藥物或其他不明原因的影響,本研究所收集的白細(xì)胞計(jì)數(shù)均為患者入院當(dāng)天的基線(xiàn)水平,受影響較小。

        與Wu等的一項(xiàng)回顧性分析結(jié)果相仿,本研究顯示DD在重癥組患者中顯著高于非重癥組,且logistic回歸分析顯示DD為進(jìn)展至重/危重型的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。有學(xué)者對(duì)183例COVID-19患者的常規(guī)凝血指標(biāo)進(jìn)行回顧性分析發(fā)現(xiàn),死亡患者入院時(shí)的血漿纖維蛋白原降解產(chǎn)物和DD水平均顯著高于生存患者,目前DD引起COVID-19患者的不良預(yù)后的具體分子機(jī)制尚不清楚,但推測(cè)可能因SARS-C0V-2通過(guò)復(fù)雜的病理生理過(guò)程引起血液高凝狀態(tài),并且在凝血過(guò)程中發(fā)揮促凝作用,從而引起不良后果。

        本研究為單中心回顧性研究,且樣本量偏少,具有一定的局限性。因方艙醫(yī)院建立后本中心就不再收治輕型患者,存在一定的選擇偏倚。本研究通過(guò)對(duì)COVID-19患者的臨床指標(biāo)進(jìn)行單因素及多因素分析,顯示年齡偏高、BMI偏高、白細(xì)胞計(jì)數(shù)下降、血漿白蛋白下降、CRP升高、DD升高是發(fā)生重癥的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。提示我們?cè)谂R床工作中,需高度關(guān)注患者的上述臨床指標(biāo),對(duì)重/危重型COVID-19患者進(jìn)行早期識(shí)別、早期干預(yù),以最大程度降低死亡率。本研究運(yùn)算出的預(yù)測(cè)模型對(duì)于重癥COVID-19患者的診斷和早期治療避免不良結(jié)局有一定的臨床指導(dǎo)意義。

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