基于列線圖的兒童膿毒癥早期診斷模型的建立

滕沁伶 鞠梅 劉章英 賀曉春

（1.四川省婦幼保健院，四川 成都 610000；2.西南醫(yī)科大學(xué)，四川 瀘州 646000）

膿毒癥是因機(jī)體對病原微生物感染失調(diào)所致的器官功能障礙，嚴(yán)重者可致患兒死亡［1］。因膿毒癥的病因各異，且臨床表現(xiàn)也具有多樣性，尚無明確的實(shí)驗(yàn)室檢查指標(biāo)作為膿毒癥早期診斷的依據(jù)［2］。血培養(yǎng)是明確病原體的重要手段，但因培養(yǎng)耗時較長可能有延誤治療的風(fēng)險［3］?？焖傩蜇炂鞴偎ソ咴u價（quick Sequential Organ Failure Assessment，qSOFA）常用作發(fā)病時器官功能障礙程度的評估［4］，該指標(biāo)包括收縮壓、呼吸頻率及意識障礙3項(xiàng)內(nèi)容，主要用于床旁評估，簡便易行，但上述指標(biāo)受多方面因素的影響，易引起誤判，因此有必要聯(lián)合其他指標(biāo)以提高該評分對兒童膿毒癥的早期診斷價值。可溶性髓樣細(xì)胞觸發(fā)受 體-1（soluble triggering receptor expressed on myeloid cell 1，sTREM-1）為近年新發(fā)現(xiàn)的細(xì)菌感染標(biāo)志物，研究顯示細(xì)菌或真菌感染時可上調(diào)sTREM-1在吞噬細(xì)胞上的表達(dá)而促進(jìn)炎癥因子的分泌，以放大宿主對微生物的反應(yīng)［5］，因而被認(rèn)為可能與膿毒癥的病情具有相關(guān)性。C反應(yīng)蛋白（Creactive protein，CRP）、降鈣素原（procalcitonin，PCT）等炎癥指標(biāo)也常用于膿毒癥患者炎癥程度的評估。兒童膿毒癥的發(fā)生受多方面因素影響，目前的早期診斷方法均難以全面反映患兒病情，因此本研究旨在通過多因素分析探討兒童膿毒癥早期診斷的指標(biāo)，并以此構(gòu)建列線圖模型，以期為兒童膿毒癥患者的早期診斷提供參考。

1 資料與方法

1.1 研究對象

回顧性選取2018年1月—2021年6月四川省婦幼保健院收治的兒童膿毒癥患者為膿毒癥組，根據(jù)性別、年齡（±2歲）進(jìn)行1∶1∶1配對選擇同期住院的局部感染患兒為局部感染組，非感染性疾病的患兒為對照組。

納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）膿毒癥組符合《兒童膿毒性休克（感染性休克）診治專家共識（2015版）》中膿毒癥的診斷［6］：發(fā)熱（肛溫＞38.5℃）或低體溫（肛溫＜35℃）、心動過速（低體溫者可以無心動過速），伴以下至少一個臟器功能異常：意識改變、低氧血癥、血清乳酸增高或洪脈。（2）局部感染組符合《諸福棠實(shí)用兒科學(xué)》［7］中感染的相關(guān)診斷但尚未達(dá)到膿毒癥的標(biāo)準(zhǔn)。（3）對照組無明顯的感染指征。（4）入院前均未接受藥物治療。（5）患兒家屬知情同意。

排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）患有先天性疾病；（2）合并免疫系統(tǒng)疾病。

1.2 實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)檢測

調(diào)查對象入組后抽取治療前空腹外周靜脈血2 mL，置促凝集生化管中，以3 000 r/min轉(zhuǎn)速離心15 min后取血清，采用雙抗體夾心酶聯(lián)免疫分析法對sTREM-1水平進(jìn)行檢測，試劑盒由上海瑞番生物科技生產(chǎn)。采用羅氏公司生產(chǎn)的Elecys2010型電化學(xué)免疫分析儀對CRP、PCT、白細(xì)胞介素-6（interleukin-6，IL-6）、白細(xì)胞介素-10（interleukin 10，IL-10）等指標(biāo)進(jìn)行檢測。

1.3 qSOFA

收集患兒入院時收縮壓、呼吸頻率及意識改變情況，采用qSOFA對各組調(diào)查對象進(jìn)行評估。標(biāo)準(zhǔn)如下：意識改變、收縮壓低于100 mmHg、呼吸頻率在22次/min以上，符合1項(xiàng)即計1分［8］。

1.4 小兒危重病例評分法

小兒危重病例評分法（Pediatric Critical Illness Score，PCIS）是目前臨床常用的小兒危重病例病情評估方法。該評分系統(tǒng)包括呼吸、氧分壓、pH等10項(xiàng)內(nèi)容，滿分100分，80分及以下者為危重病例［9］。

1.5 統(tǒng)計學(xué)分析

采用SPSS 22.3軟件行統(tǒng)計學(xué)分析。計數(shù)資料以例數(shù)與百分率（%）表示，組間比較采用χ2檢驗(yàn)；計量資料以均值±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，多組間比較行單因素方差分析，組間兩兩比較采用LSD-t檢驗(yàn)。兒童膿毒癥發(fā)生的多因素分析采用多因素logistic逐步回歸分析。采用R 4.1.2軟件的rms包構(gòu)建列線圖模型，以受試者工作特征（receiver operating characteristic，ROC）曲線分析評估模型的價值，并以計算機(jī)模擬充分采樣（Bootstrap）法進(jìn)行內(nèi)部驗(yàn)證。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 3組患兒的一般情況

2018年1月—2021年6月四川省婦幼保健院共收治兒童膿毒癥病例94例，排除先天性疾病患兒7例，抽血前已接受抗菌藥物治療8例，合并免疫系統(tǒng)疾病3例，最終入組76例。納入局部感染組76例，對照組76例。3組患兒性別、年齡、體重指數(shù)的比較差異均無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05），見表1。

表1 3組患兒一般資料比較

2.2 3組血液學(xué)生化指標(biāo)、qSOFA評分及PCIS評分的比較

膿毒癥組、局部感染組、對照組sTREM-1、CRP、PCT、IL-6、IL-10、qSOFA評分及PCIS評分差異均有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），且血清sTREM-1、CRP、PCT、IL-6、IL-10及qSOFA評分呈膿毒癥組＞局部感染組＞對照組的趨勢（P＜0.05），PCIS評分呈膿毒癥組＜局部感染組＜對照組的趨勢（P＜0.05），見表2。

表2 3組sTREM-1、qSOFA評分及PCIS評分的比較（±s）

表2 3組sTREM-1、qSOFA評分及PCIS評分的比較（±s）

注：a示與對照組比較，P＜0.05；b示與局部感染組比較，P＜0.05。［sTREM-1］可溶性髓樣細(xì)胞觸發(fā)受體-1；［qSOFA］快速序貫器官衰竭評價；［PCIS］小兒危重病例評分法；［CRP］C反應(yīng)蛋白；［PCT］降鈣素原；［IL-6］白細(xì)胞介素-6；［IL-10］白細(xì)胞介素-10。

組別對照組局部感染組膿毒癥組F值P值n 76 76 76 sTREM-1(pg/mL)128±33 174±42a 249±54a,b 147.734＜0.001 qSOFA評分(分)0.92±0.23 1.47±0.35a 2.21±0.69a,b 146.646＜0.001 PCIS評分(分)97±10 88±7a 64±8a,b 313.614＜0.001 CRP(mg/dL)3.7±1.2 6.9±1.9a 15.0±4.2a,b 344.628＜0.001 PCT(ng/mL)2.3±0.5 8.5±2.1a 10.9±3.0a,b 329.185＜0.001 IL-6(ng/dL)8.0±2.0 17.4±3.9a 32.1±6.1a,b 595.868＜0.001 IL-10(ng/dL)35±9 55±13a 82±24a,b 152.756＜0.001

2.3 觀察指標(biāo)與膿毒癥關(guān)系的多因素logisitc回歸分析

將上述3組比較差異有統(tǒng)計學(xué)意義的因素作為自變量，以是否發(fā)生膿毒癥為因變量行多因素logistic逐步回歸分析。結(jié)果顯示，sTREM-1、qSOFA評分、PCIS評分、CRP、IL-6及IL-10與兒童膿毒癥獨(dú)立相關(guān)（P＜0.05），見表3。

表3 觀察指標(biāo)與膿毒癥關(guān)系的多因素logisitc回歸分析結(jié)果

2.4 列線圖模型的建立與驗(yàn)證

將多因素logistic回歸分析顯示的與膿毒癥顯著關(guān)聯(lián)的指標(biāo)用于建立早期診斷膿毒癥的列線圖（圖1）。根據(jù)各變量具體值進(jìn)行賦分，將各變量得分相加后得到總分可得出兒童膿毒癥的預(yù)測概率。如某患兒sTREM-1為140 pg/mL，得33分；qSOFA評分為1分，得21分；PCIS評分為60分，得37分；CRP為80 mg/dL，得52分；IL-6為20 ng/dL，得41分；IL-10為50 ng/dL，得29分。則該患兒總分合計213分，根據(jù)列線圖（圖1）總分213分對應(yīng)膿毒癥發(fā)生概率在0.2～0.3之間，可預(yù)測該患兒膿毒癥發(fā)生概率為20%～30%之間。以ROC分析法評估列線圖模型的預(yù)測價值，曲線下面積為0.837，95%CI為0.760～0.914，提示本研究建立的模型區(qū)分度較好（圖2）。再以Bootstrap法對列線圖進(jìn)行內(nèi)部驗(yàn)證，以原始數(shù)據(jù)重復(fù)抽樣1 000次，結(jié)果顯示：平均絕對誤差為0.024，模型表現(xiàn)與理想模型基本擬合，提示模型預(yù)測準(zhǔn)確度較高（圖3）。

圖1 膿毒癥發(fā)生概率的列線圖預(yù)測模型 通過獲取患兒模型中各指標(biāo)值，相應(yīng)坐標(biāo)軸上分別向上作垂直線，與分值線段相交點(diǎn)則為該指標(biāo)的分?jǐn)?shù)，各指標(biāo)相加后獲得總分，再在總分坐標(biāo)軸上向下作垂直線，與膿毒癥發(fā)生概率軸相交點(diǎn)即為膿毒癥的預(yù)測概率。［sTREM-1］可溶性髓樣細(xì)胞觸發(fā)受體-1；［qSOFA］快速序貫器官衰竭評價；［PCIS］小兒危重病例評分法；［CRP］C反應(yīng)蛋白；［IL-6］白細(xì)胞介素-6；［IL-10］白細(xì)胞介素-10。

圖2 膿毒癥發(fā)生概率列線圖的ROC曲線

圖3 膿毒癥發(fā)生概率列線圖的校準(zhǔn)曲線 “理想模型”代表最優(yōu)的預(yù)測效能，“模型表現(xiàn)”代表列線圖模型擬合出的預(yù)測概率曲線，“偏差校正”為校正過度擬合后的預(yù)測概率曲線，代表列線圖模型的預(yù)測效能，與“理想模型”越接近則列線圖模型的預(yù)測效能越好。

3 討論

膿毒癥是因細(xì)菌、真菌等病原微生物感染所引起的疾病，膿毒癥及其所引起的膿毒癥休克及多器官功能不全仍是引起兒科危重癥患者死亡的主要原因［10-11］。兒童膿毒癥患者早期體征及臨床表現(xiàn)多不典型，病原微生物檢測則需要48～72 h才能獲得結(jié)果，且具有一定的假陰性率，因此該病的早期診斷難度較大［12］。PCIS評分為目前臨床常用的兒童危重癥病例評估指標(biāo)，目前也常用作兒童膿毒癥患者的病情評估，但該評分系統(tǒng)不是針對兒童膿毒癥患者而設(shè)計，導(dǎo)致其診斷效能不高，難以對患兒的病情進(jìn)行快速識別，因此有必要尋找更為簡單、快捷的指標(biāo)以提高診斷效能［13］。

qSOFA為“Sepsis-3”新提出的用于早期識別膿毒癥患者的方法［14］，該方法目前在國內(nèi)主要用于成人膿毒癥的快速識別，在兒童膿毒癥患者中應(yīng)用的研究較少。本研究顯示：qSOFA評分與兒童膿毒癥獨(dú)立相關(guān)，且qSOFA評分呈膿毒癥組＞局部感染組＞對照組的趨勢，提示qSOFA評分可作為區(qū)分膿毒癥、局部感染及非感染性疾病的一個指標(biāo)。qSOFA與PCIS評分系統(tǒng)相比，臨床資料獲取容易且參數(shù)較少，指標(biāo)簡便易用，有助于指導(dǎo)臨床上對兒童膿毒癥患者的快速識別。但兒童收縮壓、呼吸頻率及意識障礙受多方面因素的影響，除膿毒癥外的其他多種疾病也可引起上述指標(biāo)的改變而引起臨床的誤判，因此本研究選擇血清sTREM-1、CRP等特異性較強(qiáng)的客觀指標(biāo)進(jìn)行聯(lián)合檢測［15］。

本研究顯示，血清sTREM-1、CRP、IL-6及IL-10均與兒童膿毒癥獨(dú)立相關(guān)，且血清sTREM-1、CRP、IL-6及IL-10均呈膿毒癥組＞局部感染組＞對照組的趨勢。sTREM-1為近年新發(fā)現(xiàn)的炎癥相關(guān)免疫球蛋白的一種，其可選擇性地在巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞及單核細(xì)胞等髓樣細(xì)胞表面表達(dá)，并可通過促進(jìn)腫瘤壞死因子、IL-8等炎癥因子釋放而觸發(fā)或放大單核細(xì)胞炎癥反應(yīng)，在感染性疾病患者的血液、尿液、痰液中均有明顯的升高［16-17］。有研究顯示，細(xì)菌感染過程中中性粒細(xì)胞和單核/巨噬細(xì)胞膜結(jié)合可使sTREM-1的表達(dá)明顯改變，并在6 h達(dá)到高峰，在呼吸機(jī)相關(guān)性肺炎等細(xì)菌感染性疾病中均可明顯升高，且其濃度的高低可反映機(jī)體感染的嚴(yán)重程度，加上其具有出現(xiàn)時間早、半衰期短與體內(nèi)感染同步等優(yōu)勢，對該指標(biāo)進(jìn)行檢測可有效反映機(jī)體細(xì)菌感染嚴(yán)重程度［18］。CRP為肝臟合成的急性時相反應(yīng)蛋白的一種，在機(jī)體出現(xiàn)感染、炎癥、創(chuàng)傷等應(yīng)激反應(yīng)時可致其水平明顯升高，一般在感染6～8 h后CRP水平即開始升高，在24～48 h即可達(dá)到高峰，因此該指標(biāo)常用于多種感染性疾病的早期診斷［19］。此外，本研究顯示IL-6及IL-10也與兒童膿毒癥獨(dú)立相關(guān)。IL-6及IL-10為白細(xì)胞介素家族中的成員，上述因子均為T淋巴細(xì)胞所釋放，IL-6為促炎因子的一種，當(dāng)機(jī)體出現(xiàn)病原體進(jìn)入機(jī)體后可由吞噬細(xì)胞吞噬并將抗原信號呈遞至T細(xì)胞誘發(fā)炎癥反應(yīng)，會出現(xiàn)升高；而IL-10具有抑制炎癥的作用，因此，在炎癥時升高，發(fā)揮抑制炎癥的作用［20］。

列線圖模型為臨床常用的多因素logistic回歸分析的可視化模型。本研究在多因素分析基礎(chǔ)上建立的列線圖模型經(jīng)ROC分析及Bootstrap法進(jìn)行內(nèi)部驗(yàn)證證實(shí)具有較高的區(qū)分度與準(zhǔn)確度，這可能與本研究建立的列線圖指標(biāo)既保留了qSOFA和PCIS評分快捷、方便、操作簡便的特點(diǎn)，又有血清sTREM-1、CRP作為針對感染專屬性較高的指標(biāo)配合以提高兒童膿毒癥患者的早期診斷準(zhǔn)確度。列線圖模型最大的優(yōu)勢在于其為可視化預(yù)測模型，簡便、直觀、使用方便。醫(yī)護(hù)人員可使用該模型向患兒家屬展示并告知其采取預(yù)防措施的目的，有利于患兒家屬理解病情，提高患兒家屬的治療依從性。

綜上所述，本研究顯示sTREM-1、qSOFA評分、PCIS評分、CRP、IL-6及IL-10與兒童膿毒癥獨(dú)立相關(guān)，以上述指標(biāo)建立的列線圖模型對兒童膿毒癥的診斷具有較高的區(qū)分度與準(zhǔn)確度，臨床實(shí)用價值較高。但本研究為單中心研究，樣本量有限，選擇的指標(biāo)也較少，在后續(xù)的研究中將增加樣本量、增加指標(biāo)以進(jìn)一步豐富列線圖模型，提高模型的診斷效能。