急性生理学评分对老年脓毒症患者院内死亡风险的预测价值

韩天勇 程 涛 何亚荣 刘伯夫 谷志寒 廖 叶 曹 钰

脓毒症(spesis)是机体对感染的反应失调而导致危及生命的多脏器功能障碍，是危重症患者死亡的重要原因之一[1～3]。而超过60%的脓毒症发生在老年人中，同时老年患者由于机体衰老退化，免疫功能受损，又常合并多种慢性疾病，其复杂的生理病理状态导致老年脓毒症患者的死亡风险远高于年轻患者[4,5]。因此对于老年脓毒症患者的死亡风险进行早期预警具有重要意义。目前，已有多种评分系统可对脓毒症患者严重程度和预后进行预测，常用的主要有以下4种：急性生理学评分(acute physiological score，APS)Ⅲ、简化急性生理学评分Ⅱ(simplified acute physiology scoreⅡ，SAPSⅡ)、全身炎症反应综合征评分(systemic inflammatory response syndrome score，SIRS)和Logistic器官功能障碍系统评分(Logisticorgan dysfunction score，LODS)[6～10]。但这4种评分系统预测重症监护室(ICU)老年脓毒症患者死亡风险的准确性如何尚不得而知。本研究旨在探讨上述4种评分系统与ICU老年脓毒症患者院内死亡直接的关系，以确定何种评分系统能较好地应用于临床。

对象与方法

1.研究方案: 本研究基于贝斯以色列迪康医学中心重症监护室数据库(MIMIC-Ⅳ)中2008～2019年符合脓毒症3.0诊断标准的老年脓毒症患者临床大数据进行回顾性队列研究，探讨评价APSⅢ、SAPSⅡ、LODS及SIRS 4种评分系统对ICU老年脓毒症患者院内死亡风险预测效能[2]。

2.研究对象: 纳入标准：①年龄≥65岁；②符合脓毒症3.0诊断标准，即可疑感染且SOFA≥2分。排除标准：①非首次住院病例(指在数据库及电子病历系统中有多次住院记录且非第1次住院记录)；②ICU住院时间<24h；③关键临床资料指标缺失病例。

3.人口学特征：年龄、性别、体重、总住院时长、ICU住院时长。入ICU 24h内的检测指标：呼吸频率、心率、平均动脉压、实验室检验结果、APSⅢ、SAPSⅡ、LODS及SIRS评分，若同一变量在入院当天24h内有多个取值记录，则取其最差值。终点指标：院内死亡作为研究结局终点指标。MIMIC-Ⅳ数据库中研究对象临床资料的提取使用Google Cloud BigQuery和PostgreSQL(v12.0)中的SQL语言(Structure query language)完成。用于提取数据的SQL脚本均从 GitHub 网站(https:∥github.com/MIT-LCP/mimic-iv)中获取。本研究对MIMIC-Ⅳ数据库的访问及数据的获取均得到贝斯以色列迪康医疗中心和麻省理工学院附属机构审查委员会批准(No.9967206)。MIMIC-Ⅳ数据库中患者均为匿名，以MIMIC-Ⅳ数据库进行相关研究无需获得知情同意。

结 果

1.患者基线资料比较: 本研究最终纳入MIMIC-Ⅳ数据库中15917例年龄≥65岁老年脓毒症患者，其中男性8670例(54.5%)，中位年龄为77(70，84)岁；院内死亡患者3149例(19.8%)。死亡组患者年龄、心率、呼吸频率、ICU住院时长、白细胞计数、尿素氮、肌酐、APSⅢ、SAPSⅡ、LODS及SIRS评分均明显高于存活组患者，差异均有统计学意义(P<0.05)，死亡组患者体重、总住院时长、血红蛋白、血小板计数均明显低于存活组患者，差异均有统计学意义(P<0.05)，两组患者性别比较，差异无统计学意义(P>0.05)，详见表1。

表1 不同预后患者基线资料比较[n(%), M(Q1,Q3)]

2.4种不同评分系统对ICU老年脓毒症患者死亡风险的预警效能：APSⅢ、SAPSⅡ、LODS、SIRS预测ICU老年脓毒症患者院内死亡风险ROC曲线下面积(AUC)分别为0.779(0.770～0.788)、0.713(0.703～0.723)、0.763(0.753～0.772)、0.587(0.576～0.598)，详见表2。将4种评分系统预测ICU老年脓毒症患者院内死亡的AUC值进行差异性分析(z检验)，结果显示，APSⅢ评分系统预测ICU老年脓毒症患者院内死亡AUC值最大，明显高于SAPSⅡ、LODS及SIRS评分(P<0.05)；SIRS评分系统对于ICU老年脓毒症患者院内死亡具有一定预测价值，但其AUC值较小，相对于另外3种评分预测效能有限(P<0.05)。

表2 4种评分系统对ICU老年脓毒症患者院内死亡风险的预警效能

3.4种评分系统对ICU老年脓毒症患者院内死亡风险DCA曲线的比较：将4种评分系统作为临床决策辅助工具，进行DCA分析。以净获益率为纵坐标，高风险阈值为横坐标，绘制DCA曲线(图1)，其中高风险阈值设为(0，1)。决策分析曲线结果显示，净效益范围由高到低依次为APSⅢ、LODS、SAPSⅡ、SIRS，即APSⅢ 在4种评分系统中最优(图1)。

图1 4种评分系统预测ICU老年脓毒症患者院内死亡风险DCA分析all.代表所有患者给予紧急干预，患者的净受益；none.所有患者均不给予紧急干预，此时净受益为0

讨 论

2016年“拯救脓毒症运动”(surviving sepsis campaign，SSC)提出了脓毒症3.0诊断标准即机体对感染的反应失调而引起危及生命的器官功能障碍[2]。脓毒症进一步恶化会导致脓毒性休克，病死率极高，有报道显示接近40%[11]。因此早期识别感染较为严重、存在较高死亡风险脓毒症患者，分配适当的医疗资源，并积极采取有效合理干预，探寻相应的预防措施，可有效降低病死率[12]。老年患者由于机体机能下降，免疫功能容易受损，自我调节能力较差，合并基础疾病较多，发生感染时容易导致脓毒症的发生，同时老年患者往往表现出非典型、非特异性症状，导致诊治延误，病死率更高，因此早期对老年脓毒症患者的病情评估更为重要[13]。迄今为止，已有多种评分系统用于评估预测脓毒症患者的疾病严重程度及预后，但针对各种评分系统对ICU老年脓毒症患者院内死亡风险预测效能的研究较少，净效益仍然不确定。因此，本研究遵循脓毒症3.0诊断标准，基于最新的MIMIC-Ⅲ数据库的更新版本——MIMIC-Ⅳ数据库进行大样本回顾性队列研究，探讨比较APSⅢ、SAPSⅡ、LODS和SIRS评分对ICU老年脓毒症患者院内死亡风险预测效能，为后期临床应用提供一定的依据[14]。

通过ROC曲线和AUC值比较，本研究发现,APSⅢ、SAPSⅡ以及LODS评分系统对于预测ICU老年脓毒症患者院内死亡风险具有良好的性能，而SIRS评分预测效能有限。可能原因是由于SIRS评分是一种简易评分工具，其评分标准包括体温、心率、呼吸和白细胞计数4项，评估参数少，且均为临床诊断感染最基本指标[6,15]。同时，SIRS评分系统指标未能体现器官功能障碍，以至其不足以识别发展为器官功能障碍具有高死亡风险的患者[16]。同时本研究发现，SIRS评分特异性明显低于其他评分。SIRS综合征不仅是由感染引起的，如创伤、严重急性胰腺炎和休克都可导致SIRS，这可能是SIRS标准缺乏特异性的根本原因。由此可见，SIRS评分难以准确预测ICU老年脓毒症患者院内死亡风险，需结合其他指标联合检测以提高预测效能。

SAPSⅡ评分最初由Jean-Roger等于1993年提出，在既往回顾性研究中SAPSⅡ被证明可以有效地评估危重症患者的预后[17～19]。邹琳琳等[20]基于MIMIC-Ⅲ公共数据库评价不同重症评分系统对呼吸重症监护患者ICU死亡风险的预测价值时发现，当预测呼吸重症监护患者ICU死亡风险时，SAPSⅡ评分的AUC略高于LODS评分、APSⅢ评分、OASIS评分、SOFA评分以及SIRS 评分，具有较好的预测价值。LODS评分于1996年提出，每个变量都是经过Logistic回归筛选与计算权重，主要用于评价器官功能状态[21]。Wang等[22]通过多中心回顾性研究发现，LODS在预测ICU严重脓毒症患者住院病死率方面具有良好表现。但既往相关研究中研究人群并非ICU老年脓毒症患者,关于预测ICU老年脓毒症患者死亡风险相关研究甚少。笔者基于MIMIC-Ⅳ数据库大规模临床数据的研究结果显示，SAPSⅡ和LODS在预测ICU老年脓毒症患者的院内死亡风险方面较APSⅢ评分并无优先权，APSⅢ评分预测ICU老年脓毒症患者院内死亡风险的AUC值高于SAPSⅡ和LODS评分，且其敏感度和特异性分别为71.32%和67.54%，不低于其他评分系统。由于ICU老年脓毒症患者往往病情复杂，合并全身多系统功能损伤，对预后影响较大，而APSⅢ评分作为APACHEⅡ评分系统的一部分，评价系统涉及患者主要体征、生理指标等多项相关危险因素，可以反映机体的综合情况，从而提高评分系统的预测能力。虽然临床医生可能更倾向于使用相对简易评分，但APSⅢ评分中所包含的这些项目在ICU中很容易获取，所以APSⅢ的复杂性可能不会影响其临床应用。

即使各种评分系统在临床应用过程中具有较高的准确性，但患者并非能一定从中获益。通过R语言绘制的决策曲线是一种广泛使用的方法来衡量一个特定模型的临床效用，可以比较直观地评估几种评分系统的临床获益优劣。因此，本研究引入决策曲线分析这一评价方法对上诉4种评分系统进行临床实用性评估。本研究决策分析曲线结果分析显示，与AUC值由高到低排序相同，净效益范围由高到低同样依次为APSⅢ、LODS、SAPSⅡ、SIRS。APSⅢ评分作为临床决策辅助工具，在预测ICU老年脓毒症患者院内死亡风险方面，净获益均高于其余3种评分系统，即APSⅢ在4种评分系统中最优，再次证实了APSⅢ评分系统的优越性。因此，从总体水平上分析，APSⅢ评分系统使用价值较优。

但是，以上评分仍存在对ICU老年脓毒症患者院内死亡风险预测价值偏低问题。国内外多项研究发现联合多项评分系统，有助于临床更加快速准确地评估患者的不良预后，后期可以尝试联合使用多项评分系统提高其预测能力。同时，随着信息技术的不断发展，以机器学习为手段的智慧医疗或将成为快速准确预测方法之一，期待后续更多相关研究[23]。

同时，本研究存在一定的局限性。首先，本研究为回顾性研究，不能完全除外未被考虑的潜在的混杂因素的影响；其次，本研究未能区分不同感染部位的老年脓毒症患者，不同的评分系统对预后的预测可能存在偏差；最后，本研究未能分析各项评分系统的动态变化，而其动态变化可能对老年脓毒症患者的预后预测价值更高。

综上所述，预警ICU老年脓毒症患者院内死亡时，APSⅢ评分均优于SAPSⅡ、LODS、及SIRS评分，建议优先选用APSⅢ评分。此外，由于ICU老年脓毒症患者病情多较为危重，进展迅速，制定准确并且客观预测评分系统是非常重要的，期待后续开展更多相关研究，开发出更为便捷、准确的评分系统。