經皮腎鏡取石術后患者發生尿路感染預警模型的建立

應建新，尹國紅，季士本

(1.武漢市第六醫院江漢大學附屬醫院泌尿外科,湖北武漢 430015；2.武漢市漢口醫院,湖北武漢 430014)

經皮腎鏡取石術(percutaneous nephrolithotomy,PCNL)具有損傷面積小、疼痛輕、取石徹底、恢復快等優勢，已廣泛在臨床開展[1-2]。然而，術后?？赡馨l生尿路感染，引起輸尿管炎、尿道炎、腎盂腎炎甚至并發膿毒血癥以及全身炎癥反應綜合征等，對患者的生存和預后構成極大的威脅[3]。據文獻報道，腎結石術后發生尿路感染的幾率可達到30%，且女性發生率高于男性，已成為僅次于呼吸道感染的第二大類感染性疾病[4]。當前針對術后發生尿道感染的研究大多集中在治療與危險因素分析等方面，并且取得了良好的成績，但依然滿足不了臨床工作中對預測風險的實際需求。列線圖具備使用方便、預測效果好等優勢，正逐漸在醫學領域被廣泛應用[5]。本研究擬在單因素分析和多因素Logistic回歸分析的基礎上，建立PCNL術后發生尿路感染的列線圖預測模型，旨在為臨床及時診斷和制定相關防治措施提供科學的參考依據。

1 資料與方法

1.1 一般資料回顧性分析2018年4月—2020年3月在武漢市漢口醫院接受治療的273例PCNL患者的一般資料，納入標準：①經計算機斷層掃描(computed tomography,CT)或腎-輸尿管-膀胱X線檢測確診為腎結石；②均實施PCNL；③年齡≥18歲且性別不限；④臨床資料完整。排除標準：①智力低下并患有精神疾病者；②妊娠或哺乳期女性；③有手術禁忌或者手術未能成功完成者；④甲狀腺功能亢進者；⑤先天性腎臟畸形，如馬蹄腎、多囊腎等；⑥體內留置導尿管支架或既往存在腎開放手術史者；⑦患有嚴重心腦腎肺肝等功能損害或惡性腫瘤疾病者；⑧存在酗酒、吸毒、藥物濫用者。本研究通過醫院倫理會批準，患者均簽署知情同意書。

1.2 方法所有患者手術前均進行尿培養及尿常規檢測，在尿液無菌時可實施手術。在手術前3 d可以預防性使用一代頭孢硫脒等抗生素。術后發生尿路感染的時間定義：無植入物術后30 d內，有植入物術后1年內。按照《中國泌尿外科疾病診斷治療指南》診斷標準[6]：①術后發生尿路刺激癥狀，如尿急、尿痛、尿頻等，或者存在體溫超過38 ℃、低于36 ℃，接觸性下腹痛以及腎區叩擊痛等；②術后尿培養檢測革蘭陰性桿菌超過105CFU/mL，革蘭陽性球菌超過104CFU/mL；③術后尿常規檢測高倍視野女性白細胞高于10個，男性白細胞高于5個。隨訪時間止于2020年9月，根據PCNL后患者是否發生尿路感染，將其分為感染組和無感染組。

1.3 觀察指標咨詢本院泌尿外科專家意見,收集資料包括性別、年齡、體重指數(body mass index，BMI)；是否存在糖尿病、心臟病、高血壓并發癥；是否存在吸煙、尿道感染史、腎功能不全、尿培養陽性、鹿角形結石等；以及手術時間、術中出血量、結石表面積、結石位置以及結石數量等。計算結石表面積(mm2)公式為L×W×π2×0.25，經影像學檢測可得出結石的長(L)和寬(W)[7]。

1.4 統計學處理采用SPSS 20.0統計軟件對兩組PCNL患者數據進行分析，計數資料采用卡方檢驗，P<0.05表示差異具有統計學意義。采用Logistic回歸方程篩選獨立危險因素，采用R(R3.5.3)軟件包制作列線圖，列線圖預測模型通過采用RMS程序包進行建立。同時應用Caret程序包進行Bootstrap法做內部驗證，一致性指數(consistency index，C-index)采用RMS程序包進行計算。受試者工作特征曲線(receiver operating characteristic,ROC)采用ROCR及RMS程序包進行制作。

2 結 果

2.1 PCNL后尿路感染組和尿路未感染組患者資料比較經尿培養及尿常規檢測，273例PCNL患者中感染組58(21.25%)例，無感染組215(78.75%)例。比較兩組年齡、BMI、心臟病、高血壓、抽煙、尿道感染史、尿培養陽性、術中出血量、結石位置以及結石數量等資料差異均無統計學意義(P>0.05)，而性別、合并糖尿病、腎功能不全、鹿角形結石、手術時間及結石表面積等資料間差異有統計學意義(P<0.05，表1)。

表1 PCNL后患者發生尿路感染的單因素分析 [例(%)]

2.2 PCNL后患者發生尿路感染的多因素Logistic回歸分析將單因素分析篩選(P<0.05)的因素(性別、合并糖尿病、腎功能不全、鹿角形結石、手術時間、結石表面積)為自變量，以PCNL后患者是否發生尿路感染為因變量(賦值：發生=1，未發生=0)，進行Logistic回歸分析，結果顯示，女性、合并糖尿病、腎功能不全、存在鹿角形結石、手術時間≥100 min、結石表面積≥1 000 mm2是PCNL后發生尿路感染的獨立危險因素(P<0.05，表2)。

表2 PCNL后患者發生尿路感染的多因素Logistic回歸分析

2.3 預測PCNL術后發生尿路感染的列線圖風險模型的建立基于6項獨立危險因素建立PCNL術后發生尿路感染的風險列線圖預警模型見圖1。各條評分線左側端點均對應為0分，右側端點自性別指標起依次為83、99、88、85、90、81分，總分526分。使用方法：例如，1位行PCNL術后的女性患者，同時患有糖尿病、腎功能不全，則分值為83+99+88=270分，與之對應的尿路感染發生風險約為24%。

圖1 預測PCNL術后患者發生尿路感染的列線圖風險模型

2.4 預測PCNL后發生尿路感染的列線圖風險模型的驗證模型驗證結果顯示：C-index為0.790(95%CI：0.757～0.823)；校正曲線趨近于理想曲線(圖2A)，表明預測準確性良好；ROC曲線下面積(area under curve,AUC)為0.803(95%CI：0.768～0.872)，表明區分度良好(圖2B)，決策曲線顯示閾值概率在1%～67%時具有較高的凈獲益值(圖2C)，表明本列線圖模型的臨床預測效用良好。

A：列線圖模型的校正曲線驗證圖；B：列線圖模型的ROC曲線驗證；C：列線圖模型的決策曲線。圖2 預測PCNL術后患者發生尿路感染的列線圖風險模型的驗證

3 討 論

泌尿外科疾病種類繁多，其中泌尿系結石約占90%，是泌尿外科常見的疾病，而泌尿系結石中又以腎結石最為多見[8]。PCNL及輸尿管軟鏡碎石術是治療腎結石的主要微創手術[9]。然而，術前未服用抗生素、術中經水流沖洗及術后留置導尿管等都易引發尿道感染。特別是在手術前就伴有感染的患者，經手術清除結石后，可緩解感染癥狀，但有一部分患者會重新發生感染或感染加重，若不及時采取合理治療會形成頑固性感染，影響預后效果，甚至會引起全身炎性反應以及膿毒血癥，還會增加結石的復發率[10-11]。本文273例行PCNL的患者術后發生尿路感染58例，其發生率為21.25%。因此，掌握相關疾病誘發因素對PCNL術后發生尿路感染的預測和防控尤為關鍵。

多因素Logistic回歸分析是一種非線性概率型預測模型，能夠對分類結果和一些協變量之間的關系進行觀察，臨床上一般會將其用來分析誘發疾病的高危因素[12]。在發生尿路感染危險因素的研究中，劉紅雷等[13]報道女性患者行PCNL術后發生泌尿系感染的風險遠高于男性，是其1.636倍，這可能是由于女性尿道結構特殊，另外會陰部清潔、膀胱突出癥、萎縮性陰道炎以及更年期雌激素衰退等都是誘發尿路感染的因素。黃莉燕等[14]報道伴有腎功能不全和糖尿病更容易發生尿路感染。腎功能不全患者術后尿道感染發生率是腎功能正常患者的2.931倍，其原因是腎功能不全常會伴有腎積水，并產生大量的膿性分泌物，在行PCNL后會對腎臟的部分組織造成損傷，加劇炎性反應水平；而伴有糖尿病的患者術后尿道感染發生率也顯著高于無糖尿病的患者，其原因是長時間的高血糖能夠造成體內巨噬細胞、白細胞以及單核細胞的黏附性、移動性、吞噬性、趨化性下降，從而導致機體抵抗力降低，面對病原菌的入侵反應能力喪失，從而降低體內清除病原菌的能力，當行PCNL中有細菌進入更易發生尿道感染。史建國等[15]報道鹿角形結石是引發泌尿系感染的獨立危險因素之一，分析其原因如下：①鹿角形結石會引起尿路阻塞，促進感染發生，而感染能夠促使結石更進一步地發展；②結石晶體包裹著大量的細菌，在碎石過程中被釋放出來，受壓力的影響細菌與毒素可經過被破壞的腎盂黏膜從而進入到血液中發生尿路感染。林瑋鍵等[16]報道手術時間超過120 min發生尿道感染的概率是手術時間低于120 min的2.003倍。表明手術時間越長，創傷暴露時間延長，會增加出血量以及灌注液的吸收量，從而發生感染的風險就會越大。此外，長時間灌注會引起高壓造成局部靜脈開放，若細菌進入血液，則會發生感染。程海峰等[17]研究發現結石表面積與發生尿道感染密切相關。結石表面積越大越容易與尿路上皮細胞發生摩擦，損傷尿路上皮組織，從而引起細菌感染。同時也容易造成尿道阻塞，若不及時把尿液排出，會給細菌的繁殖創造有利的條件。另外，結石表面積越大會提高手術難度，更容易累及到鄰近組織，延長了手術時間，增加了感染風險。本研究Logistic回歸分析結果顯示，女性、合并糖尿病、伴腎功能不全、鹿角形結石、手術時間≥100 min、結石表面積≥1 000 mm2是PCNL術后患者發生尿路感染的獨立危險因素。這一結果佐證了上述各文獻對發生尿路感染危險因素的結論。

列線圖主要由3個部分組成，分別是預測模型的變量、變量相應的得分和預測事件的發生概率，是近幾年興起的一種新的數據分析方式，可以把復雜的數據變成可視化圖型，臨床一般會將其用于表達預測模型中各變量之間的關系[18]。本次研究基于篩選出的危險因素建立了預測PCNL術后發生尿路感染的列線圖模型，從列線圖中顯示，女性為83分、合并糖尿病為99分、腎功能不全為88分、鹿角形結石為85分、手術時間≥100 min為90分和結石表面積≥1 000 mm2為81分。醫務人員可通過患者的各項目得分情況個體化預測PCNL術后發生尿路感染的概率，及早識別高風險患者并將其列為醫院重點監護人群。此外，本研究中校正曲線的預測值與實測值基本一致，C-index為0.790(95%CI：0.757～0.823)，內部驗證PCNL術后發生尿路感染的風險列線圖模型的AUC為0.803(95%CI：0.768～0.872)，閾值概率在1%～67%時具有較高的凈獲益值，表明本研究的列線圖具有較好的辨別度和預測效能。

綜上所述，女性、合并糖尿病、腎功能不全、鹿角形結石、手術時間≥100 min、結石表面積≥1 000 mm2是PCNL后發生尿路感染的獨立危險因素，基于上述危險因素建立的列線圖模型可準確評估和量化PCNL后發生尿路感染的風險，臨床價值較高，有利于醫護人員盡早診斷和擬定相關防治方案。另外，本研究存在一定局限性，樣本量較小且并未進行外部驗證，需要擴大樣本量進行更深一步的研究。