儿童重症腺病毒肺炎危险因素分析及预测模型构建 (1).pdf

基金项目:山西省医学重点攻关专项(2021XM25)作者单位:030000太原,山西医科大学公共卫生学院流行病学调研室(周浩、弓培慧、李秀辉、张岳琴、康娅楠、白丽霞);030001太原,山西医科大学第二临床医学院(贾晓云);030001太原,山西省儿童医院(山西省妇幼保健院)医务科(白丽霞)通信作者:白丽霞,电子信箱:bailixia111 儿童重症腺病毒肺炎危险因素分析及预测模型构建周浩贾晓云弓培慧李秀辉张岳琴康娅楠白丽霞摘要目的探讨影响儿童重症腺病毒肺炎的危险因素,构建风险预测模型,绘制临床决策曲线,为临床诊疗和预后提供指导。方法对 2017 年 1 月 2021 年 12 月因腺病毒肺炎住院的 65 例儿童进行回顾性分析,探讨重症腺病毒肺炎患儿的临床特征及危险因素,构建风险预测模型并绘制列线图。模型内部验证采用 Bootstrap 重抽样法。模型性能的量化使用受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线下面积(area under the curve,AUC)和校准曲线图进行拟合度测试和校准。绘制临床决策曲线分析模型的临床效用。结果单因素分析结果显示,重症与非重症肺炎患儿的住院天数、咳嗽天数、喘息、三凹征、乳酸脱氢酶(lactate dehydrogenase,LDH)比较,差异均有统计学意义(P 0.05)。多因素 Logistic 回归分析结果显示,住院天数、喘息、LDH 与儿童重症腺病毒肺炎显著相关。列线图显示,发生重度腺病毒肺炎概率为 80.3%。预测模型结果显示,影响重症腺病毒肺炎患儿感染的 AUC 为 0.899,其敏感度为 80.0%,特异性为 80.0%,预测效果较好。校准曲线图较好地显示了实际概率和预测概率之间的良好一致性。临床决策曲线显示了该模型对几乎所有阈值概率的明显净收益。结论腺病毒肺炎好发于婴幼儿期,住院天数、LDH 水平和有无喘息可作为预测儿童腺病毒肺炎严重程度的指标,为临床诊疗和预后提供指导性依据。关键词腺病毒儿童肺炎模型构建模型验证中图分类号R725.6文献标识码ADOI 10.11969/j.issn.1673-548X.2024.04.025Risk Factor Analysis and Prediction Model Construction of Severe Adenovirus Pneumonia in Children.ZHOU Hao,JIA Xiaoyun,GONGPeihui,et al.Department of Epidemiology Investigation,School of Public Health,Shanxi Medical University,Shanxi 030000,ChinaAbstractObjectiveTo explore the risk factors for severe adenovirus pneumonia in children,construct a risk prediction model,draw a clinical decision curve,and provide guidance for clinical diagnosis,treatment and prognosis.MethodsA retrospective analysiswas conducted for 65 children hospitalized with adenovirus pneumonia from January 2017 to December 2021,to explore the clinical fea-tures and risk factors of children with severe adenovirus pneumonia,construct a risk prediction model and draw a nomogram.Bootstrap re-sampling was used for model internal validation.The quantification of model performance used area under the curve(AUC)of receiver op-erating characteristic(ROC)curve and calibration curve for fit testing and calibration.Draw the clinical decision curve to analyze theclinical utility of the model.ResultsThe results of univariate analysis showed that there were statistically significant differences in hospi-tal stays,cough days,wheezing,trident sign and lactate dehydrogenase(LDH,P 70 次/分,年长儿呼吸 50 次/分,鼻煽,发绀,胸壁吸气性凹陷,间歇性呼吸暂停,拒食,呼吸呻吟,血氧饱和度92%,胸腔内出现积留液体,年长儿可见脱水体征的患儿则被诊断为重症肺炎。2.研究对象:研究对象入选标准均满足儿童肺炎诊疗指南的相关诊断标准。本研究经山西省儿童医院医学伦理学委员会批准 伦理学审 批号:IRB-KYYN-2020-001(1)。纳入标准:有发热、咳嗽病史,胸片或胸部 CT 提示肺部炎症改变;咽拭子腺病毒 PCR 检测、免疫荧光法检测或酶联免疫吸附试验中的任一项呈阳性;血清腺病毒特异性 IgM抗体阳性;急性期与恢复期双份血清标本腺病毒特异性 IgG 抗体 4 倍以上升高。排除标准:病例资料不完整;患有基础疾病及严重合并症的患儿;合并其他病原感染者;住院期间死亡或自动出院;其他原因。3.数据收集:从山西省儿童医院病案系统取得病案并进行双人核对。获得的数据包括基本情况(年龄、性别)、临床特征(咳嗽、咳痰、喘息、抽搐、呕吐、腹泻、发热、热程、热峰、三凹征)、实验室资料白细胞计数、C 反应蛋白(c-reaction protein,CRP)、降钙素原、乳酸脱氢酶、红细胞沉降率、影像学资料(斑片状渗出、实性改变)、住院天数等指标。三凹征是一种体征,是指吸气时,胸骨上窝、锁骨上窝、肋间隙凹陷,即吸气性呼吸困难。4.统计学方法:用 R 软件进行数据处理,检查数据的完整性和不一致性,缺失值采用具有完全条件规格的最大期望值法进行补全,对不一致或不完整的数据进行校正或修正。计数资料以例数(百分比)n(%)表示,组间比较采用 2检验;采用 Sha-piro-Wilik(W 检验)的方法进行正态性检验,符合正态分布或近似正态分布的计量资料以均数 标准差(x s)表示,组间比较采用 t 检验;不符合正态分布的计量资料以中位数(四分位数间距)M(Q1,Q3)表示,组间比较采用 Mann-Whitney U 检验。采用单因素 Logistic 回归方法对腺病毒肺炎的一般资料和临床特征进行分析,以探讨儿童重症腺病毒肺炎的危险因素,并将所有与重症腺病毒肺炎显著相关的变量引入多因素 Logistic 回归预测模型(向后逐步回归法),并绘制列线图。而列线图是基于将多变量 Logistic 回归中的每个回归系数按比例转换为 0 到 100 分的标度,这些点被跨独立变量相加,以得出总点数,这些点数被转换为预测的概率。通过受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线区分轻度和重度腺病毒肺炎感染的准确性。校准曲线可以评价预测模型估计的风险与实际风险的接近程度,即评估模型的准确度。决策曲线分析(decision curve analysis,DCA)的优势是将患者或决策者的偏好整合分析中,即根据模型结果进行干预后净收益的变化情况,以 P 0.05 为差异有统计学意义。结果1.儿童重症腺病毒肺炎感染的单因素分析:单因素分析结果显示,重症与非重症组腺病毒肺炎患儿的住院时间、咳嗽天数、LDH 浓度比较,差异有统计学意义;有喘息和三凹征的患儿病例数较非重症患儿明显增加,差异有统计学意义(P 0 且18(40.00)14(31.11)1 且39(45.00)20(44.44)3 且63(6.67)7(15.56)60(0)4(2.22)住院天数(天)8.00(7.25,10.75)7.00(5.00,8.00)2.7640.011药物过敏2(10.00)4(8.89)0.0200.886咳嗽19(95.00)43(95.60)0.0100.922咳嗽天数(天)4.00(2.00,6.75)6.00(3.00,13.50)-2.5460.013咳痰15(75.00)35(77.80)0.0600.806喘息12(60.00)8(17.80)11.5900.001腹泻2(10.00)1(7.14)1.9030.168呕吐4(20.00)4(8.89)1.5840.208热峰()38.85(38.20,39.75)39.00(38.50,39.75)-0.5870.559发热天数(天)3.50(1.00,6.75)3.50(1.00,5.00)0.6170.539三凹症10(76.90)5(9.43)11.7350.001斑片状阴影14(70.00)26(61.50)0.8740.350肺纹理增粗17(85.00)36(81.50)0.2300.632WBC(109/L)10.94(7.08,12.44)10.03(6.91,11.28)0.6440.522HGB(g/L)112.35(99.50,123.50)115.29(103.50,124.00)-0.7570.452LDH(U/L)449.00(300.75,488.25)298.58(262.50,337.00)4.199 0.05,表明实际发生概率与预测概率差异无统计学意义。校准曲线图也充分显示了实际概率和预测概率之间具有良531医学研究杂志 2024 年 4 月第 53 卷第 4 期论著好的一致性(图 2)。DCA 结果显示,随着阈值概率的增加,模型的净收益会下降,且对于几乎所有阈值概率都有明显的净收益(图 3)。表 3儿童重症腺病毒肺炎感染危险因素的 ROC 分析项目截断值敏感度(%)特异性(%)AUC(95%CI)P住院天数7.5075.071.10.747(0.622 0.873)0.02喘息0.5060.082.20.711(0.587 0.835)0.01乳酸脱氢酶289.50100.048.90.776(0.661 0.892)0.04预测值0.40191.190.00.940(0.883 0.997)-图 2基于儿童重症腺病毒肺炎的 ROC 曲线及校准曲线验证图 3基于儿童重症腺病毒肺炎的 DCA 分析绿线表示所有患者都进行干预后的净收益情况;蓝线表示所有患者都不进行干预后的净收益情况讨论肺炎是一种常见的呼吸系统感染性疾病。据世界卫生组织报告,肺炎仍然是 5 岁以下儿童死亡的主要原因,占全球儿童病死率的 1/57。腺病毒感染在全球普遍存在,尤以北方各省最为常见,病情较重者较南方多见,该病毒致病性强、传染性强,其中以 6 个月到 2 岁的婴幼儿最为严重,发病后部分患者3 7天可发展为重症肺炎。近年来,因 HAdV 感染导致小儿重症 HAdV 肺炎的发生率高达 17.6%32.2%8 10。而本研究结果显示,93.8%的儿童年龄在 6 岁以下,重症肺炎的发生率高达 31.0%,这表明随着年龄的增长,对腺病毒感染的易感性越低,机体免疫力增强,导致患重症肺炎患儿的风险降低11。部分患者因感染腺病毒后病情较重,导致后续治疗较为复杂,进一步影响住院周期。另一项研究显示,严重呼吸道感染患儿的血清和胸腔积液中均发现了高水平的 LDH,甚至可损害肺组织,因此可认为高水平的 LDH 可作为儿童重症 HAdV 肺炎的预测指标,与本研究结论相似12,13。近年来,儿童感染 HAdV 后出现喘息的病例也逐渐增多,在临床中也逐渐被重视14。本研究通过比较发现,重度 HAdV 肺炎伴有喘息的患儿较非重症高,两者比较差异有统计学意义,即 HAdV 肺炎伴有喘息的患儿更易引发重症肺炎。国内有研究显示,6 岁以下儿童喘息性疾病的重度呼吸道病毒感染率高达 88.4%15。与本研究结果相吻合,原因在于引起的喘息机制比较复杂,除了直接损害气道外,还涉及到机体细胞因子、相关信号通路等多种因素的相互作用14。本研究使用多元 Logistic 回归分析结果构建了重症腺病毒肺炎预测模型,以预测概率值作为变量,是否出现重症腺病毒肺炎为状态变量,ROC 曲线分析显示危险因素在影响重症腺病毒肺炎发生得能力,结631论著J Med Res,April 2024,Vol.53 No.4果显示 ROC 曲线下面积为 0.940,区分度优异,提示该模型有助于预测重症腺病毒肺炎的发生;校准曲线图也很好得显示了预测结果与实际结果吻合较好。而在传统诊断实验中,ROC 曲线仅衡量预测模型的诊断准确率,没有考虑特定模型的临床效用,而 DCA的优势在于它将患者或决策者的偏好整合到分析中,即根据 模 型 结 果 进 行 干 预 后 的 净 收 益 的 变 化 情况16。本研究中 DCA 显示,随着阈值概率的增加,模型的净收益会下降,且对于几乎所有阈值概率都有明显的净收益。综上所述,重症腺病毒肺炎的发生受喘息、LDH、住院天数等因素影响,并据此构建风险预测模型对重症腺病毒肺炎的区分度良好。虽然本研究结果显示获得风险预测模型的区分度优异,但仍存在一些局限性:本研究样本量有限,可能会对研究结果产生一定影响;缺乏控制措施,腺病毒感染在肺炎中的归属作用尚未确定;腺病毒类型与疾病严重程度也有一定的关系,但目前尚无法确定腺病毒的血清型17,18。因此,未来对此进行深入分析并纳入模型,并扩大样本量进行前瞻性研究,进一步验证其实际应用价值。利益冲突声明:所有作者均声明不存在利益冲突。参考文献1 中华人民共和国国家卫生健康委员会,国家中医药管理局.儿童腺病毒肺炎诊疗规范(2019 年版)J.中华临床感染病杂志,2019,3:161-1662 彭力,钟礼立,黄振,等.儿童肺炎支原体肺炎合并腺病毒感染的临床观察J.中国当代儿科杂志,2021,23(10):1033-10373 Feng L,Li Z,Zhao S,et al.Viral etiologies of hospitalized acutelower respiratory infection patients in China,2009-2013J.PLoSOne,2014,9(6):e994194 戴鸽,王婷,蒋吴君,等.腺病毒肺炎后闭塞性细支气管炎 37例临床分析 J.中华实用儿科临床杂志,2020,16:1235-12385 李娟,刘秀云,徐保平,等.儿童腺病毒肺炎后闭塞性细支气管炎的危险因素分析J.中国医刊,2020,55(3):283-2876 崔小文.小儿重症腺病毒肺炎混合感染特征及高危因素分析J.当代医学,2017,23(24):16-187 Alzomor O,Alhajjar S,Aljobair F,et al.Management 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