兒童免疫性血小板減少癥復發危險因素的調查及其預測模型的構建

沈晨濤，夏亞林，盛燁萍，褚培培，李建琴

1.蘇州市吳江區兒童醫院(蘇州大學附屬兒童醫院吳江院區)兒內科，江蘇 蘇州 215200 2.蘇州大學附屬兒童醫院 血液科，江蘇 蘇州 215000

免疫性血小板減少癥(immune thrombocy-topenia, ITP)也稱特發性血小板減少性紫癜,為免疫介導的兒童時期常見出血性疾病[1]。ITP主要以皮膚黏膜瘀點、瘀斑及其中出血為表現,該病發病機制復雜目前尚無定論,普遍認為可能與患兒免疫功能紊亂、遺傳、病毒感染等多方面因素有關[2-3]。兒童ITP多有自限性表現,治療措施主要視患兒出血癥狀,維持不發生大出血位治療目的,大部分患兒預后良好,6個月內癥狀可得到完全緩解[4]。但根據筆者臨床實踐發現,部分ITP患兒在接受治療后仍出現復發。據調查兒童ITP患兒2年內復發率高達18.6%,該病一旦復發治療難度更大且需長期治療,給患兒及其家庭造成嚴重的負擔,因此若能準確預測兒童ITP復發風險,將有助于指導臨床制訂個性化干預措施[5]。兒童ITP復發是多方面因素共同作用的結果,目前關于兒童ITP復發因素分析的研究雖有報道[6],但未將各影響因素整合成預測模型,不利于個性化預測。列線圖模型是在多因素Logistic回歸基礎上建立的可視化預測模型,該模型已被用于多種臨床事件預測,但關于兒童ITP復發預測列線圖模型的研究較少,本研究旨在通過建立相關模型,以期為兒童ITP復發風險預測提供新的思路。

1 材料與方法

1.1 一般資料

選擇2018年1月至2022年4月蘇州市吳江區兒童醫院(蘇州大學附屬兒童醫院吳江院區)及 蘇州大學附屬兒童醫院接診的ITP患兒288例進行研究。納入標準:1)符合《諸福棠實用兒科學》(第8版)[7]中ITP的相關診斷;2)年齡在14歲以下;3)首次診斷為ITP;4)經初治取得滿意療效;5)神志清醒,可配合定期隨訪;6)患兒及其家屬已獲知情同意。排除標準:1)繼發性血小板減少癥患者;2)血型為Rh陰性者;3)擬分析相關資料不全者;4)失訪者。樣本量估算:根據Kendall準則,樣本量至少為變量數的10倍,本研究變量共20個,樣本量應不少于200例,本研究根據我院實際情況將患兒以7∶3比例分為模型組201例,驗證組87例,模型組樣本量>200例,滿足統計需求。模型組男115例,女86例;年齡1～13歲,平均(6.3±1.9)歲;發病季節:春夏季109例,秋冬季92例;出血情況:皮膚黏膜出血154例,鼻出血10例,消化道出血14例,無出血23例。驗證組男53例,女34例;年齡1～12歲,平均(6.1±1.8)歲;發病季節:春夏季51例,秋冬季36例;出血情況:皮膚黏膜出血56例,鼻出血6例,消化道出血12例,無出血13例。兩組一般資料差異無統計學意義。

1.2 方法

1)在參考相關文獻并結合筆者臨床經驗基礎上收集以下可能影響兒童ITP復發相關因素,包括:患兒性別、年齡、血型、治療前病程、前驅感染、疫苗接種史、發病季節、出血情況、初始治療方案、體液免疫功能、血小板特異性抗體、抗核抗體、初診血小板計數、初診平均血小板體積、初診血小板分布寬度、初診外周血淋巴細胞計數、初診骨髓巨核數、原始及幼稚細胞數、治療后血小板計數升至有效時間、幼稚淋巴細胞。2)治療方案:患兒入院后根據出血癥狀及血小板計數制訂治療措施[8]:①對于血小板計數≥20×109/L且無活動性出血者,予以臨床觀察無需特殊治療;②對于血小板計數<20×109/L并伴有活動性出血者給予波尼松1.5～2.0 mg/kg·d-1或丙種球蛋白0.4～1.0 g/kg·d-1靜脈滴注2～5 d,待血小板計數上升至≥100×109/L后再以激素鞏固治療1～2周后,逐漸減量至停藥。③對于血小板計數<10×109/L和(或)出現危及生命出血者給予甲基強的松龍10～30 mg/ kg·d-1治療3 d和(或)丙種球蛋白1.0 g/ kg·d-1治療2～3 d及血小板酌情輸注。3)隨訪:患兒出院后均行門診及微信隨訪(隨訪截止時間2023年4月2日),對出血情況及血常規進行動態監測,記錄復發情況。復發標準:參照《諸福棠實用兒科學》第8版[7],出現以下情況之一則認為是復發,①經治療后原血小板計數升高至≥100×109/L且無瘀點、瘀斑表現后再次出血血小板計數下降至100×109/L以下;②原治療后血小板升高至>30×109/L且升高至基礎值2倍以上并無出血的患兒,在隨訪期間血小板計數下降至30×109/L以下或<基礎值2倍或伴有出血。將模型組患兒根據有無復發分為2組,比較2組各指標,并以LASSO回歸篩選出潛在影響因素后以Logstic回歸分析篩選出兒童ITP患者復發的獨立性影響因素,采用R語言構建列線圖模型并進行驗證。

1.3 統計學分析

2 結果

2.1 不同復發情況兒童ITP患者各因素比較

本研究模型組201例患者中共有37例(18.47%)出現復發,復發組與未復發組患者年齡、血型、治療前病程、前驅感染、出血情況、初始治療方案、抗核抗體、初診血小板計數、初診平均血小板體積、初診血小板分布寬度、初診外周血淋巴細胞計數、治療后血小板計數升至有效時間比較差異具有統計學意義(P<0.05)(表1)。

表1 不同復發情況兒童ITP患者各因素比較Table 1 Comparison of various factors in pediatric ITP patients with different recurrence

2.2 兒童ITP復發的潛在因素篩選

以兒童ITP有無復發作為因變量,將表1中各指標作為自變量,通過LASSO回歸模型的十折交叉驗證確定最佳懲罰項系數λ,分別于λ與λ+SE畫線,于λ+SE處最終篩選出8個LASSO回歸系數非0的影響因素為潛在因素分別為年齡、血型、治療前病程、前驅感染、初始治療方案、抗核抗體、初診外周血淋巴細胞計數及治療后血小板計數升至有效時間(圖1,2)。

圖1 LASSO回歸的系數路徑Fig 1 Coefficient path of LASSO regression

圖2 LASSO回歸交叉驗證結果Fig 2 Cross validation results of LASSO regression

2.3 兒童ITP復發的多因素分析

以LASSO回歸篩選變量為因變量,兒童ITP患者是否復發為自變量行多因素Logistic回歸分析結果顯示:血型、治療前病程、前驅感染、初始治療方案、初診外周血淋巴細胞計數、治療后血小板計數升至有效時間為兒童咳嗽變異性哮喘轉為典型哮喘的獨立性影響因素(表2)。

表2 兒童ITP復發的多因素分析Table 2 Multivariate analysis of ITP recurrence in children

2.4 兒童ITP復發預測列線圖模型的建立與驗證

根據多因素分析結果以R語言建立兒童ITP復發預測列線圖模型,見圖3。ROC分析結果顯示,模型組列線圖模型預測兒童ITP復發的AUC為0.867[95%CI(0.796,0.938)]靈敏度為84.2%,特異度為73.1%;驗證組AUC為0838[95%CI(0.765,0.911)]靈敏度為82.3%,特異度為78.4%(圖4)。采用Bootstrap法重復抽樣1 000次,并以驗證組進行驗證,校準曲線結果顯示:模型組與驗證組預測曲線與標準曲線基本擬合,提示模型預測準確度較高(圖5,6)。

圖3 兒童ITP復發預測列線圖模型Fig 3 Line graph model for predicting ITP recurrence in children

圖4 ROC曲線Fig 4 ROC curve

圖5 模型組校準曲線Fig 5 Calibration curve of model group

圖6 驗證組校準曲線Fig 6 Calibration curve of validation group

2.5 列線圖模型的臨床有效性分析

模型組決策曲線分析結果顯示:當該列線圖模型預測兒童ITP復發的概率閾值為0.15～0.75時,患者的凈受益率大于0,見圖7。

圖7 校準曲線Fig 7 Calibration curve

3 討論

ITP為兒童常見的出血疾病類型之一,糖皮質激素與丙種球蛋白為ITP一線藥物,雖然該療法臨床療效顯著,但仍有部分患兒在取得滿意療效后一段時間內出現復發[9]。兒童ITP復發治療難度大,且其帶來的潛在出血風險與治療相關毒副作用可對患兒身心健康造成嚴重影響,在起病早期預測ITP患兒復發風險不僅可指導治療,還可避免不必要的過度治療,對于保障患兒身心健康具有重要的意義[10-11]。兒童ITP復發原因復雜,受多方面因素的共同作用,目前臨床上尚無特異性指標預測兒童ITP復發的風險。本研究旨在通過在篩選兒童ITP復發影響因素基礎上,將各影響因素進行有機整合,建立列線圖預測模型,以期為此類患兒的風險預測提供參考。

過去影響因素多采取單因素分析基礎上行多因素Logistic回歸篩選的方法,該方法存在一定的不足,容易將存在多重共線性的因素納入模型,為使變量篩選更具代表性,本研究選擇LASSO回歸進行變量篩選,相比于其他特征選擇方法,LASSO回歸可有效減少模型的復雜度,使用的正則化方法(L1正則化)可以將某些自變量的系數收縮到0,從而達到特征選擇的目的[12]。同時LASSO回歸還可提高模型的解釋性,使篩選變量與目標變量的關系更加緊密,提高模型的解釋性;并可處理高維數據,使自變量數量遠大于樣本數量,也能夠進行特征選擇和回歸分析[13]。

本研究在LASSO回歸基礎上行多因素Logistic回歸分析結果顯示:血型、治療前病程、前驅感染、初始治療方案、初診外周血淋巴細胞計數、治療后血小板計數升至有效時間為兒童咳嗽變異性哮喘轉為典型哮喘的獨立性影響因素。1)血型方面:本研究結果顯示O型血ITP患兒復發風險更高,與國外一項研究結果一致[14],該研究發現O型血人群血管性血友病因子(von Willebrand factor, vWF)水平較其他血型更低,而該因子在凝血過程中起關鍵的作用。當出現vWF質或量的異常后可引起凝血功能障礙而出現皮膚、黏膜自發性出血或損傷后出血難以控制,因此推斷vWF水平較低可能是O型血患兒復發風險更高的原因。但因vWF普及度不高,本研究未將該指標納入,但可考慮作為后續的研究方向之一。2)本研究發現前驅感染對于兒童ITP的復發也有重要影響,文獻報道顯示愛潑斯坦-巴爾(EB)病毒、巨細胞病毒、肝炎病毒、支原體等病原體在兒童ITP發生中有重要作用[15]。當出現感染后,病原體可侵入機體形成免疫復合物而引起血小板聚集并促進5羥色胺釋放,部分病原體還可與血小板結合形成復合物,被免疫系統識別為異物而吞噬、破壞導致血小板減少而引起ITP的復發[16]。3)初始治療方案對于ITP患兒的復發也有重要的影響,因丙種球蛋白價格昂貴,部分患兒家屬因經濟方面原因而未采取丙種球蛋白方案,但本研究顯示使用丙種球蛋白的ITP患兒復發風險更小,這可能與丙種球蛋白可直接作用于FcR及FcR通路而阻斷血小板清除功能,并降低自身抗體半衰期而保護血小板;同時該藥還有減少自身抗體產生及活性、調節Treg種群與細胞因子產生有關[17-18]。4)外周血淋巴細胞包括T細胞與B細胞,其數量多少可用于反映機體免疫狀態,本研究結果顯示復發組患兒初診外周血淋巴細胞計數更低,淋巴細胞計數水平低意味著細胞免疫功能更低,患兒感染風險更高。前文已述,ITP的發生與多種病原體感染有關,免疫功能較低者易出現反復感染引起ITP的復發。另外本研究還發現治療后血小板計數升至有效時間更短者ITP復發風險更小,考慮可能與起效快者治療方案更佳有關[19]。

列線圖模型是在多因素分析基礎上建立的可視化預測模型,該模型最大的優勢在于可視、量化,可實現對每位患兒的個性化預測[20]。列線圖模型簡便易懂,可在健康宣教中使用,方便患兒及其家屬了解病情,加強治療、隨訪的依從性,并可為臨床干預方案的制訂提供參考而降低復發風險。

綜上所述,兒童ITP復發主要受患者年齡、血型、治療前病程等因素的影響,根據上述因素建立的列線圖模型用于育兒兒童ITP復發具有較高的準確度與區分度。