老年冠心病患者冠狀動脈旁路移植術后發(fā)生肺部感染的影響因素及其風險預測列線圖模型構建

徐慧，劉鴻，管玉珍，陸真

冠心病是一種臨床常見的以冠狀動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［2-3］。冠狀動脈旁路移植術（coronary artery bypass grafting，CABG）主要通過建立人工通道使血液繞過狹窄區(qū)域進行血運重建，從而達到緩解心肌缺血癥狀、改善心功能的目的［4］。但CABG作為一項有創(chuàng)性術式，術后易發(fā)生一系列并發(fā)癥，其中肺部感染較為常見，如未得到及時處理，不僅會增加患者的醫(yī)療負擔，影響術后恢復，甚至會增加患者的死亡風險，這也是心臟外科面臨的難題［5］。近年來，國內外研究主要探討CABG后發(fā)生肺部感染的發(fā)生機制和治療方式，而在篩選相關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估特定風險的預測工具，其能夠將各項變量進行整合，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，并構建其風險預測列線圖模型，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 對象與方法

1.1 研究對象 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例為驗證集。納入標準：（1）符合《冠狀動脈粥樣硬化性心臟病診斷標準》中的冠心病診斷標準［9］；（2）年齡60～80歲；（3）符合CABG指征，初次行CABG；（4）臨床資料完整。排除標準：（1）具有冠狀動脈彌漫性鈣化病變、心力衰竭、冠狀動脈遠端堵塞等CABG禁忌證者；（2）術前合并慢性阻塞性肺疾病及其他感染性疾病者；（3）近3個月使用過抗菌藥物或免疫抑制藥物者；（4）既往有主動脈內球囊反搏術史、心臟瓣膜置換術/整形術等心臟手術史者；（5）合并嚴重外傷、嚴重肝腎功能不全、精神疾病、血液系統(tǒng)疾病、免疫系統(tǒng)疾病、惡性腫瘤等者。建模集和驗證集患者性別、年齡、BMI、有吸煙史者占比、既往史比較，差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05），見表1。本研究通過江蘇省人民醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會審批（批號：20190314022）。

表1 建模集和驗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）〕、術前實驗室檢查指標〔白細胞計數(shù)、紅細胞計數(shù)、紅細胞分布寬度（red cell distribution width，RDW）〕、術前NYHA分級、術前左心室舒張末期內徑（left ventricular end diastolic dimension，LVEDD）、住院時間、手術方式、手術時間、是否輸注懸浮紅細胞、術后呼吸機通氣時間。

1.3 分組 根據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)院感染診斷標準（試行）》［10］中的相關標準，肺部感染包括肺部感染的臨床癥狀（咳嗽/發(fā)熱）、典型胸部影像學特征、支氣管鏡檢查陽性、痰細菌培養(yǎng)陽性等。

1.4 統(tǒng)計學方法 采用SPSS 22.0統(tǒng)計學軟件進行數(shù)據處理。術前白細胞計數(shù)、術前紅細胞計數(shù)、術前LVEDD屬于計量資料符合正態(tài)分布以（±s）表示，兩組間比較采用獨立樣本t檢驗；性別、年齡、BMI、吸煙史、既往史、術前RDW、術前NYHA分級、住院時間、手術方式、手術時間、是否輸注懸浮紅細胞、術后呼吸機通氣時間屬于計數(shù)資料以相對數(shù)表示，組間比較采用χ2檢驗；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)生肺部感染的風險預測列線圖模型；采用Bootstrap法重復抽樣1 000次對該列線圖模型進行內部驗證，計算其一致性指數(shù)；采用Hosmer-Lemeshoe擬合優(yōu)度檢驗評價該列線圖模型的擬合程度；繪制校準曲線以評估該列線圖模型預測老年冠心病患者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老年冠心病患者CABG后發(fā)生肺部感染的預測價值。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

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、術前白細胞計數(shù)、術前紅細胞計數(shù)、術前NYHA分級、術前LVEDD、住院時間比較，差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）；肺部感染組和非肺部感染組年齡、術前RDW、手術方式、手術時間、輸注懸浮紅細胞者占比、術后呼吸機通氣時間比較，差異有統(tǒng)計學意義（P＜0.05），見表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)計學意義的指標〔年齡（賦值：≥70歲=1，＜70歲=0）、術前RDW（賦值：≥14.5%=1，＜14.5%=0）、手術方式（賦值：體外循環(huán)=1，非體外循環(huán)=0）、手術時間（賦值：≥5 h=1，＜5 h=0）、輸注懸浮紅細胞（賦值：是=1，否=0）、術后呼吸機通氣時間（賦值：≥24 h=1，＜24 h=0）〕為自變量，進行多因素Logistic回歸分析，結果顯示，年齡、術前RDW、手術方式、手術時間、輸注懸浮紅細胞、術后呼吸機通氣時間是老年冠心病患者CABG后發(fā)生肺部感染的獨立影響因素（P＜0.05），見表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)生肺部感染的風險預測列線圖模型構建及驗證 基于多因素Logistic回歸分析結果，構建老年冠心病患者CABG后發(fā)生肺部感染的風險預測列線圖模型，見圖1。采用Bootstrap法分別在建模集與驗證集中重復抽樣1 000次對該列線圖模型進行內部驗證，結果顯示，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)度檢驗結果顯示，在建模集和驗證集中，該列線圖模型擬合較好（χ2=1.294，P=0.255；χ2=0.326，P=0.568）。校準曲線分析結果顯示，該列線圖模型預測建模集與驗證集老年冠心病患者CABG后發(fā)生肺部感染的校準曲線接近于理想曲線，見圖2～3。ROC曲線分析結果顯示，該列線圖模型預測建模集與驗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）〕，見圖4～5。

圖1 老年冠心病患者CABG后發(fā)生肺部感染的風險預測列線圖模型Figure 1 Nomogram model for predicting the risk of pulmonary infection after CABG in elderly patients with coronary heart disease

圖2 列線圖模型預測建模集老年冠心病患者CABG后發(fā)生肺部感染的校準曲線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 列線圖模型預測驗證集老年冠心病患者CABG后發(fā)生肺部感染的校準曲線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 列線圖模型預測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 列線圖模型預測驗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后常見的并發(fā)癥，可能與術后早期機體內線粒體損傷及其他易感因素有關［11］。ALHARBI等［12］對459例CABG患者統(tǒng)計發(fā)現(xiàn)，術后發(fā)生肺部感染發(fā)生率為8.7%；鄧佩琳等［13］研究報道，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%。各研究結果差異較大，可能與受試者數(shù)量、臨床特征及隨訪時間等不同有關，但上述結果均表明行CABG的冠心病患者是罹患肺部感染的高風險人群。本研究結果還顯示，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］報道結果一致，臨床醫(yī)生應根據患者藥敏試驗結果選擇相應的抗菌藥物予以治療。

老年肺部感染患者病情進展快、病死率高，因此分析相關危險因素具有重要的臨床意義。本研究結果顯示，年齡≥70歲、術前RDW≥14.5%、手術方式為體外循環(huán)、手術時間≥5 h、輸注懸浮紅細胞、術后呼吸機通氣時間≥24 h是老年冠心病患者CABG后發(fā)生肺部感染的獨立危險因素。隨著年齡增長機體各器官功能逐漸衰退，免疫力下降，遭受病原菌侵襲時自身防御能力較差，導致高齡患者CABG后更易發(fā)生肺部感染［16］。RDW是一種反映紅細胞體積異質性和形態(tài)均勻程度的指標，有研究報道，CABG前RDW可用于識別術后有肺部感染風險的患者［17］，本研究結果與其一致。究其原因，紅細胞的數(shù)量龐大且壽命較長，其成熟受到炎癥影響，而未成熟的紅細胞可在炎癥作用下進入外周血液循環(huán)，且紅細胞體積異質性增加表明機體處于低度慢性炎癥狀態(tài)［18］。體外循環(huán)手術會使血液與外界環(huán)境和設備直接接觸，從而增加了病原菌侵襲的機會；此外，體外循環(huán)手術過程中血液再灌注可導致肺部微細血管損傷，從而更易誘發(fā)肺部感染［19］。劉輝等［20］研究報道，手術時間長是CABG后發(fā)生肺部感染的危險因素，本研究結果與其一致。手術時間長意味著切口部位暴露時間長，導致病原菌進入血液并誘發(fā)感染的概率較大。同時手術部位長時間牽拉可導致局部組織損傷，術后恢復時間較長，從而增加肺部感染的發(fā)生風險。MAZZEFFI等［21］研究報道，圍術期輸注懸浮紅細胞會增加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。樊國亮等［22］研究報道，呼吸機通氣時間與CABG后發(fā)生肺部感染的發(fā)生密切相關，可能是由于呼吸機造成氣道天然防御屏障受損，呼吸道分泌物排出受阻，而且呼吸機可能將環(huán)境中的致病微生物帶入呼吸道。此外，長期插管可導致病原菌在管道上附著并繁殖，從而增加肺部感染的風險。

本研究基于上述影響因素，構建老年冠心病患者CABG后發(fā)生肺部感染的風險預測列線圖模型，其擬合較好，且預測建模集和驗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。提示本研究構建的老年冠心病患者CABG后發(fā)生肺部感染的風險預測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。

綜上所述，年齡≥70歲、術前RDW≥14.5%、手術方式為體外循環(huán)、手術時間≥5 h、輸注懸浮紅細胞、術后呼吸機通氣時間≥24 h是老年冠心病患者CABG后發(fā)生肺部感染的獨立危險因素，基于上述危險因素構建的風險預測列線圖模型有助于預測老年冠心病患者CABG后發(fā)生肺部感染發(fā)生風險。但本研究樣本來自單中心，數(shù)據代表性不充足，可能導致結果存在偏倚，還需要進一步擴大樣本量進行驗證。

作者貢獻：徐慧進行文章的構思與設計，研究的實施與可行性分析，論文撰寫；徐慧、劉鴻進行資料收集、整理；徐慧、管玉珍進行統(tǒng)計學處理；徐慧、管玉珍、陸真進行論文的修訂；管玉珍負責文章的質量控制及審校，對文章整體負責、監(jiān)督管理。

本文無利益沖突。