急诊住院患者急性肾损伤的预测模型构建

苏一奇， 沈道琪， 王一梅， 徐夏莲*， 滕 杰,， 丁小强

1.复旦大学附属中山医院厦门医院肾内科，厦门 361006 2.复旦大学附属中山医院肾内科，上海肾脏疾病临床医学中心，上海市肾病与透析研究所，上海市肾脏疾病与血液净化重点实验室，上海 200032

急性肾损伤(acute kidney injury，AKI)是住院患者常见的严重并发症，尤其在心脏、腹部等重大手术后，在接受放射治疗及重症监护室患者中多见。普通住院患者AKI的发病率为3.2%～20%[1-6]，而急诊入院患者中AKI的发病率为10.0%[7]。AKI的发生使住院费用和住院天数增加，增加医疗负担[8]，且与患者远期不良预后相关[9]。

AKI的危险因素较多，肾缺血再灌注、炎症、溶血、氧化应激、胆固醇栓、尿酸、容量等因素均可导致AKI的发生和进展[10-16]。本课题组前期研究[17]发现，低血镁水平可能是恶性肿瘤患者发生AKI的独立危险因素。因此，本研究旨在利用临床上常用的血常规、肝肾功能、电解质等实验室指标构建急诊住院患者AKI预测模型，并进行验证。

1 资料与方法

1.1 研究对象 连续收集2014年10月至2015年9月在复旦大学附属中山医院急诊科(包括急诊周转部和急诊重症监护室)住院的746例患者的临床资料，共310例符合纳入标准。所需数据均从电子病历系统中提取。纳入标准：(1)年龄≥18岁；(2)在急诊科至少完成2次血清学检测； (3)均符合急性肾损伤诊断标准。排除标准：(1)年龄<18周岁；(2)慢性肾脏病5期或维持性透析；(3)入院前因任何原因发生过AKI并接受肾脏替代治疗；(4)数据不完整。本研究通过复旦大学附属中山医院伦理委员会批准(B2017-039)；所有患者均知情同意。

1.2 相关定义 按照改善全球肾脏病预后组织(Kidney Disease Improving Global Outcomes, KDIGO)指南中AKI的诊断标准，将AKI定义为48 h内血肌酐绝对值升高≥26.5 μmol/L或较基础值升高≥50%，确认或推测7 d内的血肌酐水平可升高≥基线的1.5倍。血清镁正常值为0.67～1.04 mmol /L；血清镁≤0.66 mmol/L为低镁血症，血清镁≥1.05 mmol/L为高镁血症。

1.3 观察指标 收集所有急诊住院患者入院时的一般情况和基线资料，包括年龄、性别、入院诊断、血常规、电解质、丙氨酸氨基转移酶(alanine aminotransferase，ALT)、天冬氨酸氨基转移酶(aspartate aminotransferase，AST)、尿素、肌酐、尿酸等，分析各指标对急诊住院患者AKI发病的影响。

从310例患者中随机抽取66.5%作为训练组、33.5%为验证组，2组分别纳入206例和104例。将已筛选出的独立危险因素纳入多元logistic回归模型。训练组用来构建模型，绘制受试者工作特征曲线(receiver operating characteristic，ROC)，计算该模型在训练组和验证组的曲线下面积(area under curve，AUC)。AUC>0.7说明该模型具有较好的区分度。绘制校准曲线，采用U检验评价模型在训练组和验证组的校准度，P>0.05说明该模型校准度较高。采用决策曲线分析法(decision curve analysis，DCA)曲线评价临床适用性。截断值在DCA曲线中对应的点远离全阳线和全阴线，表明模型具有较好的临床适用性。采用多因素logistic回归筛选的变量绘制列线图，预测急诊住院患者AKI发生风险。每个变量的值对应上方评分标尺的得分，总分值为4个变量对应分值的总和，总分对应AKI发生风险；总分越高，急诊住院患者AKI发生风险越高。

2 结 果

2.1 一般资料分析 310例患者中，男性188例(60.6%)、女性122例(39.4%)，年龄18～95岁，中位年龄68岁；高镁血症26例(8.4%)，血清镁正常278例(89.7%)，低镁血症6例(1.9%)。合并疾病包括高血压103例(33.2%)，糖尿病48例(15.5%)，冠心病37例(11.9%)，恶性肿瘤38例(12.3%)，脑卒中33例(10.6%)，心力衰竭38例(12.3%)。112例(36.1%)被诊断为AKI。

2.2 AKI组与非AKI组相关指标比较 结果(表1)显示：2组间血红蛋白、尿素、肌酐、血清镁等差异有统计学意义(P<0.05)。2组间高血压、糖尿病、冠心病等合并症发生率差异无统计学意义。

表1 AKI组与非AKI组的一般资料比较

2.3 AKI危险因素分析 AKI发病单因素logistic回归分析(表2)显示：血红蛋白、白细胞计数、尿素、肌酐、尿酸、白蛋白、丙氨酸氨基转移酶、天冬氨酸氨基转移酶、血钙、血清镁、血糖、阴离子间隙为AKI发生的危险因素(P<0.05)。AKI发病多因素logistic逐步回归分析(表3)显示：肌酐、白蛋白、血清镁、血糖是AKI发生的独立危险因素(P<0.05)。

表2 急诊住院患者AKI发病单因素logistic回归分析

表3 急诊住院患者AKI发病多因素logistic回归分析

2.4 预测模型建立与验证 用肌酐、白蛋白、血清镁、血糖在训练组中构建AKI发生预测模型。公式为logsitic (PAKI)=-0.113白蛋白+0.021肌酐+3.837血清镁+0.108血糖-2.878，截断值为0.398。结果(图1)显示：此模型在训练组与验证组的AUC分别为0.790(P<0.001，95%CI 0.722～0.859)、0.752(P<0.001，95%CI 0.646～0.858)；训练组与验证组中理想曲线和校准曲线差异无统计学意义(P=1.000、P=0.159)，表明模型校准度较高；DCA曲线中，该模型截断值为0.398，当截断值>0.398时即预测患者存在AKI，且截断值对应的点远离全阳线和全阴线，表明模型具有较好的临床适用性。列线图(图2)显示该模型各指标不同值时对AKI的诊断能力。

图1 预测模型诊断急诊住院患者发生AKI的效力

图2 急诊住院患者AKI发生风险列线图

3 讨 论

在美国，每年有220万住院患者罹患AKI，其中22万例患者死亡，每年该类患者医疗负担超过120亿美元[8]。AKI还与患者的远期不良预后相关，有研究[9]表明接受透析治疗的AKI患者5年生存率仅为30%。因此早期发现AKI具有重要意义。近20年来，国内外学者建立了预测手术后AKI的发病和转归多种模型[18-19]，但均存在一定局限性。姜物华等[20]对不同模型进行验证，发现这些模型准确性均欠佳。

急诊患者AKI多起病急骤，须多次测量血肌酐、关注尿量变化，以免造成漏诊。Safari等[21]的研究表明，性别、年龄、尿素、血清钾、pH是急诊AKI患者死亡的独立危险因素。Hsu等[22]的研究表明，血乳酸升高对急诊脓毒症患者的AKI发生率和死亡率有预测作用。而目前针对急诊患者AKI发生的预测模型较少[23-24]，且尚无针对急诊住院患者的AKI预测模型。

本研究中，血清镁是AKI发生的独立危险因素。血清镁作为体内第二丰富的细胞内二价阳离子，参与超过300种酶促反应[25]。Cheungpasitporn等[26]发现，低血镁(OR=1.70，95% CI 1.31～2.18)和高血镁(OR=1.42，95%CI 1.11～1.81)均使AKI的发生风险增加。本课题组以往研究[17]发现，低血镁是恶性肿瘤患者发生AKI的独立危险因素。镁离子可以降低动脉张力并对抗血管收缩，通过刺激一氧化氮的释放使肾血流量增加。由于血镁可使血管扩张，高镁血症可导致患者低血压，进一步引起肾脏灌注不足，而肾脏低灌注与AKI相关[27-28]。因此，高镁血症和低镁血症可能均为AKI的独立危险因素，未来需进一步进行分组研究，以明确不同血清镁浓度与AKI的相关性。

白蛋白是已明确的术后AKI发生的危险因素[29]。Bang等[30]发现，白蛋白≤39 g/L与动脉瘤夹闭手术后患者AKI发生率及死亡率显著相关。缺乏白蛋白增加AKI发生风险的可能机制为白蛋白为还原巯基的体外来源，而巯基能清除活性氧和活性氮，具有潜在的抗氧化作用[31]。血糖同样是AKI发病的独立危险因素，围手术期高血糖会增加术后发生AKI的风险[32]。动物实验[33]表明，高血糖造成的肾脏损害可能由其通过黄嘌呤途径产生氧化应激所致。

综上所述，本研究建立的模型预测急诊住院患者AKI发病具有较好的区分度、校准度和临床适用性，对临床具有较好的指导作用。但因本研究为单中心研究，未来需进一步扩大样本量，进行前瞻性试验。

利益冲突：所有作者声明不存在利益冲突。