老年冠心病患者冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)后發(fā)生肺部感染的影響因素及其風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)列線圖模型構(gòu)建

徐慧，劉鴻，管玉珍，陸真

冠心病是一種臨床常見(jiàn)的以冠狀動(dòng)脈管腔狹窄或阻塞為特征的多發(fā)生于老年人的疾病，可嚴(yán)重危害公眾健康［1］，且其發(fā)病率和死亡率呈逐年上升趨勢(shì)［2-3］。冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)（coronary artery bypass grafting，CABG）主要通過(guò)建立人工通道使血液繞過(guò)狹窄區(qū)域進(jìn)行血運(yùn)重建，從而達(dá)到緩解心肌缺血癥狀、改善心功能的目的［4］。但CABG作為一項(xiàng)有創(chuàng)性術(shù)式，術(shù)后易發(fā)生一系列并發(fā)癥，其中肺部感染較為常見(jiàn)，如未得到及時(shí)處理，不僅會(huì)增加患者的醫(yī)療負(fù)擔(dān)，影響術(shù)后恢復(fù)，甚至?xí)黾踊颊叩乃劳鲲L(fēng)險(xiǎn)，這也是心臟外科面臨的難題［5］。近年來(lái)，國(guó)內(nèi)外研究主要探討CABG后發(fā)生肺部感染的發(fā)生機(jī)制和治療方式，而在篩選相關(guān)易感人群和早期防控方面尚未取得顯著成果［6-7］。列線圖是一種定量評(píng)估特定風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測(cè)工具，其能夠?qū)⒏黜?xiàng)變量進(jìn)行整合，并以賦值的方式體現(xiàn)在同一平面上，使傳統(tǒng)回歸模型可視化、簡(jiǎn)易化［8］。本研究旨在探討老年冠心病患者CABG后發(fā)生肺部感染的影響因素，并構(gòu)建其風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)列線圖模型，以期為減少老年冠心病患者CABG后發(fā)生肺部感染的發(fā)生提供參考。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象 選取2020—2021年于江蘇省人民醫(yī)院行CABG的老年冠心病患者464例為建模集。選取2022年于江蘇省人民醫(yī)院行CABG的老年冠心病患者320例為驗(yàn)證集。納入標(biāo)準(zhǔn)：（1）符合《冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病診斷標(biāo)準(zhǔn)》中的冠心病診斷標(biāo)準(zhǔn)［9］；（2）年齡60～80歲；（3）符合CABG指征，初次行CABG；（4）臨床資料完整。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）具有冠狀動(dòng)脈彌漫性鈣化病變、心力衰竭、冠狀動(dòng)脈遠(yuǎn)端堵塞等CABG禁忌證者；（2）術(shù)前合并慢性阻塞性肺疾病及其他感染性疾病者；（3）近3個(gè)月使用過(guò)抗菌藥物或免疫抑制藥物者；（4）既往有主動(dòng)脈內(nèi)球囊反搏術(shù)史、心臟瓣膜置換術(shù)/整形術(shù)等心臟手術(shù)史者；（5）合并嚴(yán)重外傷、嚴(yán)重肝腎功能不全、精神疾病、血液系統(tǒng)疾病、免疫系統(tǒng)疾病、惡性腫瘤等者。建模集和驗(yàn)證集患者性別、年齡、BMI、有吸煙史者占比、既往史比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見(jiàn)表1。本研究通過(guò)江蘇省人民醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審批（批號(hào)：20190314022）。

表1 建模集和驗(yàn)證集患者一般資料比較〔n（%）〕Table 1 Comparison of general data between modeling set and validation set

1.2 臨床資料收集 收集所有患者的臨床資料，包括一般資料〔性別、年齡、BMI、吸煙史、既往史（糖尿病、高血壓、高脂血癥、心律失常史）〕、術(shù)前實(shí)驗(yàn)室檢查指標(biāo)〔白細(xì)胞計(jì)數(shù)、紅細(xì)胞計(jì)數(shù)、紅細(xì)胞分布寬度（red cell distribution width，RDW）〕、術(shù)前NYHA分級(jí)、術(shù)前左心室舒張末期內(nèi)徑（left ventricular end diastolic dimension，LVEDD）、住院時(shí)間、手術(shù)方式、手術(shù)時(shí)間、是否輸注懸浮紅細(xì)胞、術(shù)后呼吸機(jī)通氣時(shí)間。

1.3 分組 根據(jù)CABG后住院期間是否發(fā)生肺部感染將建模集患者分為肺部感染組和非肺部感染組。參照《醫(yī)院感染診斷標(biāo)準(zhǔn)（試行）》［10］中的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，肺部感染包括肺部感染的臨床癥狀（咳嗽/發(fā)熱）、典型胸部影像學(xué)特征、支氣管鏡檢查陽(yáng)性、痰細(xì)菌培養(yǎng)陽(yáng)性等。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS 22.0統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理。術(shù)前白細(xì)胞計(jì)數(shù)、術(shù)前紅細(xì)胞計(jì)數(shù)、術(shù)前LVEDD屬于計(jì)量資料符合正態(tài)分布以（±s）表示，兩組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)；性別、年齡、BMI、吸煙史、既往史、術(shù)前RDW、術(shù)前NYHA分級(jí)、住院時(shí)間、手術(shù)方式、手術(shù)時(shí)間、是否輸注懸浮紅細(xì)胞、術(shù)后呼吸機(jī)通氣時(shí)間屬于計(jì)數(shù)資料以相對(duì)數(shù)表示，組間比較采用χ2檢驗(yàn)；老年冠心病患者CABG后發(fā)生肺部感染的影響因素采用多因素Logistic回歸分析；采用R 4.1.2軟件包及rms程序包建立老年冠心病患者CABG后發(fā)生肺部感染的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)列線圖模型；采用Bootstrap法重復(fù)抽樣1 000次對(duì)該列線圖模型進(jìn)行內(nèi)部驗(yàn)證，計(jì)算其一致性指數(shù)；采用Hosmer-Lemeshoe擬合優(yōu)度檢驗(yàn)評(píng)價(jià)該列線圖模型的擬合程度；繪制校準(zhǔn)曲線以評(píng)估該列線圖模型預(yù)測(cè)老年冠心病患者CABG后發(fā)生肺部感染的性能；采用ROC曲線分析該列線圖模型對(duì)老年冠心病患者CABG后發(fā)生肺部感染的預(yù)測(cè)價(jià)值。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 肺部感染組和非肺部感染組臨床資料比較 建模集464例老年冠心病患者CABG后發(fā)生肺部感染69例，發(fā)生率為14.87%。肺部感染組和非肺部感染組性別、BMI、有吸煙史者占比、既往史、術(shù)前白細(xì)胞計(jì)數(shù)、術(shù)前紅細(xì)胞計(jì)數(shù)、術(shù)前NYHA分級(jí)、術(shù)前LVEDD、住院時(shí)間比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）；肺部感染組和非肺部感染組年齡、術(shù)前RDW、手術(shù)方式、手術(shù)時(shí)間、輸注懸浮紅細(xì)胞者占比、術(shù)后呼吸機(jī)通氣時(shí)間比較，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），見(jiàn)表2。

表2 肺部感染組和非肺部感染組臨床資料比較Table 2 Comparison of clinical data between pulmonary infection group and non-pulmonary infection group

2.2 老年冠心病患者CABG后發(fā)生肺部感染影響因素的多因素Logistic回歸分析 以老年冠心病患者CABG后是否發(fā)生肺部感染為因變量（賦值：發(fā)生=1，未發(fā)生=0），以表2中差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義的指標(biāo)〔年齡（賦值：≥70歲=1，＜70歲=0）、術(shù)前RDW（賦值：≥14.5%=1，＜14.5%=0）、手術(shù)方式（賦值：體外循環(huán)=1，非體外循環(huán)=0）、手術(shù)時(shí)間（賦值：≥5 h=1，＜5 h=0）、輸注懸浮紅細(xì)胞（賦值：是=1，否=0）、術(shù)后呼吸機(jī)通氣時(shí)間（賦值：≥24 h=1，＜24 h=0）〕為自變量，進(jìn)行多因素Logistic回歸分析，結(jié)果顯示，年齡、術(shù)前RDW、手術(shù)方式、手術(shù)時(shí)間、輸注懸浮紅細(xì)胞、術(shù)后呼吸機(jī)通氣時(shí)間是老年冠心病患者CABG后發(fā)生肺部感染的獨(dú)立影響因素（P＜0.05），見(jiàn)表3。

表3 老年冠心病患者CABG后發(fā)生肺部感染影響因素的多因素Logistic回歸分析Table 3 Multivariate Logistic regression analysis of influencing factors of pulmonary infection after CABG in elderly patients with coronary heart disease

2.3 老年冠心病患者CABG后發(fā)生肺部感染的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)列線圖模型構(gòu)建及驗(yàn)證 基于多因素Logistic回歸分析結(jié)果，構(gòu)建老年冠心病患者CABG后發(fā)生肺部感染的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)列線圖模型，見(jiàn)圖1。采用Bootstrap法分別在建模集與驗(yàn)證集中重復(fù)抽樣1 000次對(duì)該列線圖模型進(jìn)行內(nèi)部驗(yàn)證，結(jié)果顯示，其一致性指數(shù)分別為0.794〔95%CI（0.766，0.822）〕和0.759〔95%CI（0.737，0.782）〕。Hosmer-Lemeshoe擬合優(yōu)度檢驗(yàn)結(jié)果顯示，在建模集和驗(yàn)證集中，該列線圖模型擬合較好（χ2=1.294，P=0.255；χ2=0.326，P=0.568）。校準(zhǔn)曲線分析結(jié)果顯示，該列線圖模型預(yù)測(cè)建模集與驗(yàn)證集老年冠心病患者CABG后發(fā)生肺部感染的校準(zhǔn)曲線接近于理想曲線，見(jiàn)圖2～3。ROC曲線分析結(jié)果顯示，該列線圖模型預(yù)測(cè)建模集與驗(yàn)證集老年冠心病患者CABG后發(fā)生肺部感染的AUC分別為0.801〔95%CI（0.771，0.831）〕和0.762〔95%CI（0.734，0.790）〕，見(jiàn)圖4～5。

圖1 老年冠心病患者CABG后發(fā)生肺部感染的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)列線圖模型Figure 1 Nomogram model for predicting the risk of pulmonary infection after CABG in elderly patients with coronary heart disease

圖2 列線圖模型預(yù)測(cè)建模集老年冠心病患者CABG后發(fā)生肺部感染的校準(zhǔn)曲線Figure 2 Calibration curve of nomogram model for predicting pulmonary infection after CABG in elderly patients with coronary heart disease in modeling set

圖3 列線圖模型預(yù)測(cè)驗(yàn)證集老年冠心病患者CABG后發(fā)生肺部感染的校準(zhǔn)曲線Figure 3 Calibration curve of nomogram model for predicting pulmonary infection after CABG in elderly patients with coronary heart disease in validation set

圖4 列線圖模型預(yù)測(cè)建模集老年冠心病患者CABG后發(fā)生肺部感染的ROC曲線Figure 4 ROC curve of nomogram model for predicting pulmonary infection after CABG in elderly patients with coronary heart disease in modeling set

圖5 列線圖模型預(yù)測(cè)驗(yàn)證集老年冠心病患者CABG后發(fā)生肺部感染的ROC曲線Figure 5 ROC curve of nomogram model for predicting pulmonary infection after CABG in elderly patients with coronary heart disease in validation set

3 討論

肺部感染是CABG后常見(jiàn)的并發(fā)癥，可能與術(shù)后早期機(jī)體內(nèi)線粒體損傷及其他易感因素有關(guān)［11］。ALHARBI等［12］對(duì)459例CABG患者統(tǒng)計(jì)發(fā)現(xiàn)，術(shù)后發(fā)生肺部感染發(fā)生率為8.7%；鄧佩琳等［13］研究報(bào)道，老年冠心病患者CABG后發(fā)生肺部感染發(fā)生率為47.06%；本研究結(jié)果顯示，老年冠心病患者CABG后發(fā)生肺部感染發(fā)生率為14.87%。各研究結(jié)果差異較大，可能與受試者數(shù)量、臨床特征及隨訪時(shí)間等不同有關(guān)，但上述結(jié)果均表明行CABG的冠心病患者是罹患肺部感染的高風(fēng)險(xiǎn)人群。本研究結(jié)果還顯示，革蘭陰性菌為肺部感染的主要致病菌，與SAKHAEI等［14］和韓冬等［15］報(bào)道結(jié)果一致，臨床醫(yī)生應(yīng)根據(jù)患者藥敏試驗(yàn)結(jié)果選擇相應(yīng)的抗菌藥物予以治療。

老年肺部感染患者病情進(jìn)展快、病死率高，因此分析相關(guān)危險(xiǎn)因素具有重要的臨床意義。本研究結(jié)果顯示，年齡≥70歲、術(shù)前RDW≥14.5%、手術(shù)方式為體外循環(huán)、手術(shù)時(shí)間≥5 h、輸注懸浮紅細(xì)胞、術(shù)后呼吸機(jī)通氣時(shí)間≥24 h是老年冠心病患者CABG后發(fā)生肺部感染的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。隨著年齡增長(zhǎng)機(jī)體各器官功能逐漸衰退，免疫力下降，遭受病原菌侵襲時(shí)自身防御能力較差，導(dǎo)致高齡患者CABG后更易發(fā)生肺部感染［16］。RDW是一種反映紅細(xì)胞體積異質(zhì)性和形態(tài)均勻程度的指標(biāo)，有研究報(bào)道，CABG前RDW可用于識(shí)別術(shù)后有肺部感染風(fēng)險(xiǎn)的患者［17］，本研究結(jié)果與其一致。究其原因，紅細(xì)胞的數(shù)量龐大且壽命較長(zhǎng)，其成熟受到炎癥影響，而未成熟的紅細(xì)胞可在炎癥作用下進(jìn)入外周血液循環(huán)，且紅細(xì)胞體積異質(zhì)性增加表明機(jī)體處于低度慢性炎癥狀態(tài)［18］。體外循環(huán)手術(shù)會(huì)使血液與外界環(huán)境和設(shè)備直接接觸，從而增加了病原菌侵襲的機(jī)會(huì)；此外，體外循環(huán)手術(shù)過(guò)程中血液再灌注可導(dǎo)致肺部微細(xì)血管損傷，從而更易誘發(fā)肺部感染［19］。劉輝等［20］研究報(bào)道，手術(shù)時(shí)間長(zhǎng)是CABG后發(fā)生肺部感染的危險(xiǎn)因素，本研究結(jié)果與其一致。手術(shù)時(shí)間長(zhǎng)意味著切口部位暴露時(shí)間長(zhǎng)，導(dǎo)致病原菌進(jìn)入血液并誘發(fā)感染的概率較大。同時(shí)手術(shù)部位長(zhǎng)時(shí)間牽拉可導(dǎo)致局部組織損傷，術(shù)后恢復(fù)時(shí)間較長(zhǎng)，從而增加肺部感染的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。MAZZEFFI等［21］研究報(bào)道，圍術(shù)期輸注懸浮紅細(xì)胞會(huì)增加CABG后發(fā)生肺部感染的發(fā)病率，這可能是由于血液制品本身攜帶致病菌所致，且在輸血過(guò)程中血液直接與外界環(huán)境接觸，增加了病原菌感染的概率。此外，異體輸血會(huì)造成一定的免疫抑制，因此輸血患者更易誘發(fā)肺部感染。樊國(guó)亮等［22］研究報(bào)道，呼吸機(jī)通氣時(shí)間與CABG后發(fā)生肺部感染的發(fā)生密切相關(guān)，可能是由于呼吸機(jī)造成氣道天然防御屏障受損，呼吸道分泌物排出受阻，而且呼吸機(jī)可能將環(huán)境中的致病微生物帶入呼吸道。此外，長(zhǎng)期插管可導(dǎo)致病原菌在管道上附著并繁殖，從而增加肺部感染的風(fēng)險(xiǎn)。

本研究基于上述影響因素，構(gòu)建老年冠心病患者CABG后發(fā)生肺部感染的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)列線圖模型，其擬合較好，且預(yù)測(cè)建模集和驗(yàn)證集老年冠心病患者CABG后發(fā)生肺部感染的AUC分別為0.801、0.762。提示本研究構(gòu)建的老年冠心病患者CABG后發(fā)生肺部感染的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)列線圖模型具有良好的臨床適用性，可為早期篩選出具有肺部感染的高危人群提供參考依據(jù)。

綜上所述，年齡≥70歲、術(shù)前RDW≥14.5%、手術(shù)方式為體外循環(huán)、手術(shù)時(shí)間≥5 h、輸注懸浮紅細(xì)胞、術(shù)后呼吸機(jī)通氣時(shí)間≥24 h是老年冠心病患者CABG后發(fā)生肺部感染的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，基于上述危險(xiǎn)因素構(gòu)建的風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)列線圖模型有助于預(yù)測(cè)老年冠心病患者CABG后發(fā)生肺部感染發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。但本研究樣本來(lái)自單中心，數(shù)據(jù)代表性不充足，可能導(dǎo)致結(jié)果存在偏倚，還需要進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量進(jìn)行驗(yàn)證。

作者貢獻(xiàn)：徐慧進(jìn)行文章的構(gòu)思與設(shè)計(jì)，研究的實(shí)施與可行性分析，論文撰寫；徐慧、劉鴻進(jìn)行資料收集、整理；徐慧、管玉珍進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理；徐慧、管玉珍、陸真進(jìn)行論文的修訂；管玉珍負(fù)責(zé)文章的質(zhì)量控制及審校，對(duì)文章整體負(fù)責(zé)、監(jiān)督管理。

本文無(wú)利益沖突。