肾功能正常肝移植受者术后急性肾损伤风险预测模型的构建

翟慧敏，姜英俊，孔心涓，蔡金贞，饶伟 （.青岛大学附属医院消化内科，山东 青岛 66000；.青岛大学附属医院普外科，山东 青岛 66000；.青岛大学附属医院器官移植中心肝脏病中心，青岛大学附属医院器官捐献与移植研究院，山东 青岛 66000）

对于终末期肝病的患者，肝移植（liver transplantation，LT）已经成为最有效的治疗方法［1］。AKI 作为LT 术后常见并发症之一，发病率超过50%［2］。既往文献报道了LT 术后AKI 发生的诸多危险因素，如低血压、感染、再次手术及使用免疫抑制的肾毒性药物等［3］，但其发生机制尚未明确。对于LT 受者，术后早期AKI 的发生与远期慢性肾脏病（chronic kidney disease，CKD）的发生率高有关［4］。另外，移植后早期AKI，即使是短暂的，也与长期预后不良有关，如增加急性排斥反应和感染并发症的发生率、重症监护病房住院时间延长、住院费用增加以及住院期间病死率高［4-6］。

因此，本研究通过对LT 术前存在正常肾功能的受者进行分析，研究LT 术后早期AKI 的相关风险因素，进一步创建AKI 的风险预测模型，为早期预防及识别AKI 的发生提供参考。同时AKI 发生影响LT 受者的远期预后，进一步强调了需要一个标准化的LT术后AKI 预测模型。因此，我们的目标是创建一种预测模型，在LT 术后尽早识别移植后AKI 的风险受者。

1 资料与方法

1.1 研究对象：本文回顾性分析了2017 年7 月1 日至2020 年12 月31 日在青岛大学附属医院接受LT 的369 例年龄大于18 岁的患者。排除标准：① 术前合并肾脏疾病或肌酐值异常升高；② 行LT术住院期间死亡病例；③ 住院期间二次肝移植病例；④ 肝肾联合移植受者。对369 例成年LT 患者临床资料整理分析，其中8 例患者术前即存在肾脏疾病、4 例住院期间死亡（其中3 例因感染性休克死亡、1 例死于多脏器功能衰竭）、4 例术前肌酐大于正常值上限、1 例行肝肾联合移植、2 例资料不完整，这些患者被排除在进一步分析之外。最终，我们的研究共纳入349 例患者。

1.2 数据收集：通过医院系统收集一般基线资料数据和临床数据，进行回顾性分析。一般资料包括年龄、性别、合并症〔高血压和（或）糖尿病〕、BMI、吸烟史、饮酒史。并收集LT 术前、LT 术中、LT 术后相关临床数据资料，术前（LT 术前24 h 内）包括γ-谷氨酰转肽酶（γ-glutamyl transpeptidase，GGT）、碱性磷酸酶（alkaline phosphatase，ALP）、间接胆红素（indirect bilirubin，IBiL）、PT-国际标准化比值（international normalized ratio，PT-INR）、D-二聚体（D-dimer）、血红蛋白（hemoglobin，Hb）、血小板（platelet，PLT）、尿素氮（blood urea nitrogen，BUN）、肌酐（creatinine，Scr）、白蛋白（albumin，ALB）、有无腹水，术中包括无肝期时间、出血量、输注红细胞量、输注血浆量，术后包括24 h 天冬氨酸转氨酶（aspartate transaminase，AST）峰值、24 h 丙氨酸转氨酶（alanine transaminase，ALT）峰值、24 h Scr、48 h Scr、Scr 峰值（术后7 d）、乳酸浓度峰值（术后7 d）、24 h 尿量。本研究经青岛大学附属医院伦理委员会批准。

1.3 AKI 诊断标准：根据KDIGO 指南符合以下任意一条即诊断AKI：① 48 h 内Scr 升高值≥26.5 μmol/L（0.3 mg/dl）；② 7 d 内Scr 上升至基线水平的1.5 ～1.9 倍；③ 持续6 h 尿量＜0.5 ml/（kg·h）。

1.4 统计学方法：研究数据采用SPSS 22.0 统计软件进行分析，计数资料采用卡方检验，数值型变量通过受试者工作特征曲线（receiver operating characteristic curve，ROC）确定最佳临界值（cut-off value），根据cut-off 值将数值型变量划分为不同的亚组。本研究中患病的危险因素用P 值、优势比（OR 值）和95%置信区间（CI）描述。随后，将P ＜0.05 的预测因子纳入二元Logistic 回归分析。二元Logistic 回归分析中P ＜0.05 具有统计学意义，具有统计学意义的指标属于独立危险因素。

1.5 列线图构建：根据二元Logistic 回归模型显示独立危险因素的OR 值和β 系数结果构建列线图模型，β 系数值最高的独立危险因素作为最强预测因子被赋值100 分，其他预测因子根据权重给出相应的分值。使用R 3.6.1 版本 rms 软件包进行Nomogram 统计分析。采用判别和标定方法对所构建模型的预测精度进行评价。通过rms 程序包计算一致性指数（concordance index，C-index）（C-index ＞0.7 被认为是有效的，＞0.8 被认为是良好的），同时应用caret 程序包进行Bootstrap 法进行1000 次重复抽样做内部验证。采用ROCR 及rms 程序包作ROC 曲线。

2 结 果

2.1 患者的临床特征：本研究最终纳入349 例患者，平均年龄为（52.67±8.95）岁，男性为285 例（81.66%），女性为64 例（18.34%），合并糖尿病或高血压者83 例（23.78%），根据KDIGO 标准，LT 术后7 d 发生AKI 患者185 例次（53%），本研究中患者的临床资料及实验室指标详见表1。

表1 一般资料描述（±s）

表1 一般资料描述（±s）

注：AKI 为急性肾损伤；ALB 为白蛋白；GGT 为γ-谷氨酰转肽酶；ALP 为碱性磷酸酶；IBiL 为间接胆红素；BUN 为尿素氮；Scr 为肌酐；PT-INR 为PT-国际标准化比值；D-dimer 为D-二聚体；HB 为血红蛋白；PLT 为血小板。

因素AKI（n ＝185）非AKI（n ＝164）χ2/F 值P 值年龄（岁）53.67±8.9550.32±10.3610.6010.001男/女（例）154/31131/330.6570.417 BMI（kg/m2，例）24.47±3.6523.00±3.2715.6640.000吸烟（是/否，例）62/12352/1120.1290.720腹水（是/否，例）109/76123/4110.0880.001糖尿病病史（是/否，例）39/14626/1381.5670.211高血压病史（是/否，例）22/16314/1501.0580.304术前ALB（g/L）34.66±5.0735.70±4.703.8770.05 GGT（U/L）109.92±168.9062.18±65.5811.5560.001 ALP（U/L）105.46±80.18101.52±107.270.1530.696 IBL（μmol/L）38.27±47.3848.20±77.712.1240.146 BUN（mmol/L）5.26±2.555.65±2.911.7670.185 Scr（μmol/L）66.84±21.7068.49±19.480.5550.457 PT-INR1.59±0.821.70±1.030.290.864 D-Dimer（mg/L）1.20±1.412.37±5.792.970.086 HB（g/L）101.06±26.2995.80±32.472.7910.096 PLT94.85±75.5289.77±76.670.3870.534术中出血量（ml）1 153±1 5411 200±8590.1190.730输红细胞（ml）1 826.49±5 893.851 652.44±1 271.990.1370.711输血浆（ml）982.81±518.201 015.87±577.380.3180.573无肝期（min）53.45±15.8650.85±12.112.8950.090术后乳酸峰值（mmol/L）4.58±2.533.33±1.6029.7620.000 AST（U/L）962.24±1 122.43774.9±687.383.4280.065 ALT（U/L）604.52±575.69517.68±382.742.6810.102 24 h Scr（μmol/L）119.05±48.5877.90±21.31100.4760.000 48 h Scr（μmol/L）126.25±69.3374.43±20.1785.1820.000 Scr 峰值（μmol/L）147.42±79.4082.02±19.72105.4670.000 24 h 尿量（ml）3 449.71±1 352.003 627.39±1 330.931.5220.218

2.2 AKI 相关因素分析结果：基于单因素分析结果，AKI 发生风险增加有关的危险因素包括年龄、BMI、术前GGT、术前白蛋白、术后乳酸峰值、合并症、腹水。通过ROC 曲线（图1，表2）确定年龄、BMI、术前GGT、术前白蛋白、术后乳酸峰值的cut-off 值分别为53 岁、23.15 kg/m2、94 U/L、31.79 g/L、3.65 mmol/L。 多因素Logistics 回归模型分析结果显示年龄＞53 岁（OR ＝2.049；95% CI ＝1.252 ～3.352；P ＜0.05）、BMI ＞23.15 kg/m2（OR ＝2.041；95% CI ＝1.251 ～3.329；P ＜0.05）、 术前GGT ＞94 U/L（OR ＝2.261；95% CI ＝1.288 ～3.970；P ＜0.05）、 术后乳酸峰值＞3.65 mmol/L（OR ＝2.917；95% CI ＝1.798 ～4.733；P ＜0.05）、腹水（OR ＝1.874；95% CI ＝1.104 ～3.180；P ＜0.05）、术前白蛋白31.79 g/L（OR ＝0.475；95% CI ＝0.271 ～0.832；P ＜0.05）是LT 发生AKI 的独立风险因素（表3）。2.3 构建LT 术后AKI 列线图风险预测模型：根据二元Logistic 回归结果，我们使用5 个变量创建预测模型，包括BMI、术前GGT、术前白蛋白、术后乳酸峰值、腹水和年龄作为预测因素（图2）。在该图中，术后乳酸峰值对术后AKI 的预测作用最大（100 分），其余独立危险因素根据相应β 系数所占比列被赋予相应分值（表4）。将各预测因子分值相加，得出总分定位在总分量表上，可以据此估计AKI 发生的概率。

图1 数值型变量的 ROC 曲线

表2 ROC 曲线相关特征指数

表3 多因素Logistic 回归分析

图2 预测LT 术后早期AKI 的列线图

表4 预测LT 术后AKI 的评分系统

2.4 列线图的验证和校准：创建的列线图预测AKI发生的ROC 曲线如图3。利用AUC 对预测模型的精度进行了检验，在本研究队列中，建立的风险预测模型预测AKI 发生的C-index 为0.755。通过Bootstrap 重复1 000 次抽样进行内部验证，标定曲线呈稳定分布，预测概率与观测概率之间有较好的一致性估计（图4），结果表明，用列线图预测的AKI 发病率与实际发病率拟合度较好。

图3 列线图模型预测LT 术后早期AKI 风险的ROC 曲线

图4 列线图模型预测LT 术后早期AKI 风险的验证

3 讨 论

AKI 是LT 术后的常见问题之一，并且是LT受者远期发生CKD 的独立风险之一，根据以往国内外文献报道LT 术后早期肾损伤发生率约36.1%～57.3%［4，7-10］。早期移植后AKI，不仅增加住院期间的病死率、延长出院时间、增加感染及急性排斥反应的发生［3］，即使经积极治疗在临床症状上得到治愈，也与远期肾脏病、心血管疾病等发生率增高有关，因此应该重视LT 术后AKI 的各种危险因素［2］，尽早识别AKI 发生的高危人群，制定相关策略，进一步减少AKI 的发生。

既往研究指出，AKI 发展的机制可能与血液动力学不稳定导致的肾灌注减少有关，同时手术相关的全身炎症反应以及术后局部缺血/再灌注损伤在术后AKI 的发生中可能也存在一定作用［11］，但详细发生机制仍需要进一步研究验证。BMI、低白蛋白血症等因素已经被认为是较为明确的AKI 发生的危险因素［9，12］。之前有研究基于弗雷明汉风险评分（the Framingham Risk-scheme）进行了一项关于死亡供体移植物LT 后AKI 发生的风险预测模型，但该研究并未纳入LT 术后相关指标［7］。我们的研究根据最新KDIGO 标准，通过纳入LT 受者术前、术中、术后相关临床因素，进一步建立临床相关的风险评分，旨在首先探讨早期AKI 的发生率、危险因素，其次运用这些风险因素创建列线图预测LT 术后早期AKI，以便临床工作者能较为方便预测AKI 发生的风险，术后进行提早干预，进一步减少远期并发症发生及降低受者病死率。

通过对LT 患者术前、术中及术后的相关指标进行单因素和多因素回归分析，我们确定了年龄、BMI、腹水、术后乳酸峰值、术前GGT、术前白蛋白作为AKI 的独立预测因子。虽然Barthel 等［13］的研究显示术前合并糖尿病是患者LT 后发生AKI的危险因素，但在我们的研究中，术前存在糖尿病与术后AKI 发生无关（P ＞0.05）。年龄较大者发生AKI 的风险较高［14-15］，在本研究中，LT 受者年龄较大 （＞53 岁）与早期AKI 显著相关。

虽然BMI 与CKD 的发生具有一定的联系［16］，但是与AKI 之间的关系仍不是非常明确。即便在LT 术前存在正常肾功能的受者，超重所导致的肾小球高滤过潜在的影响着肾脏功能［17］，与既往研究一致［18-19］，我们研究中BMI 为LT 术后AKI 的独立危险因素。随着我国生活方式的改善，肥胖成为公共问题，既往研究通过BMI 的最佳临界值定义肥胖与超重并不适用于中国人群。本研究中BMI超过23 kg/m2对AKI 有较强的预测作用，根据其β 系数值被赋予87 分作为预测因子纳入列线图预测模型。

腹水是失代偿期肝硬化较常见的并发症［20］，门静脉高压所导致机体生理调节机制进一步激活交感神经系统［21］，术前肝硬化合并腹水的受者有着异常的肾脏自我调节机制，这是肝硬化交感神经过度活跃的结果［22］，故而腹水患者有较高的AKI发病风险［23-24］，可能与术前肾脏功能潜在的损害有关。我们的研究中，术前存在腹水LT 受者术后AKI 的发生风险更高。

术前LT 受者肝脏病变的严重程度与AKI 的发展有重要关联，Gomes Junior 等［25］指出GGT 水平高是LT 后AKI 发生的危险因素。越来越多的实验证据表明，高水平血清GGT 与肾脏疾病有关［26-28］，GGT 在参与转运功能的组织中最为活跃，如肾近端小管细胞和胆管系统细胞，其可能反映肾脏疾病的进展［29］。虽然血清GGT 水平升高对移植物早期恢复产生负面影响的具体作用机制尚不清楚，但本研究表明，术前GGT 水平（＞94 U/L）与AKI显著相关，因此，术前GGT 有可能作为评估术后AKI 风险的潜在指标，有助于协助制定围术期的保护措施，并改善LT 受者的长期预后。

研究表明，在患有严重肝硬化的LT 患者中常见的低白蛋白血症与AKI 的发展有关［12］。人血清白蛋白是血液中的一种主要蛋白质，它作为各种药物的主要结合剂，并提供渗透性压力，从而调节身体各室之间的液体转移，随血液循环至肾脏发挥作用［30］。另外有研究指出低白蛋白血症与免疫抑制剂游离浓度增加有关，这可能是肾损伤的原因［31］，但确切机制仍需进一步的研究证实。最近一项系统回顾和荟萃分析明确低蛋白血症与AKI 之间的关联，并指出血清白蛋白水低于35 g/L 使AKI 的发生率增加近2 倍［32］。对于LT 术后的患者AKI 的发生亦与受者术前血清白蛋白有关［33］。我们的研究显示术前白蛋白较低（≤31.79 g/L）与LT 术后AKI 的发生相关。

术后乳酸是AKI 的独立危险因素，而乳酸水平是缺血/再灌注损伤的重要指标之一［34-35］。指出LT 术后患者AKI 的发生与术后乳酸趋势有关，可能与血流动力学变化、肝功能未恢复等有关［36］。移植术后开通门静脉后再灌注通常伴随着血流动力学不稳定，导致移植物释放冷和酸中毒成分，另外器官再灌注造成的缺血或再灌注损伤会引发全身性炎症反应，从而可能促使肾功能进一步恶化［37-39］。本研究中，术后乳酸峰值为AKI 的独立危险因素，并将术后乳酸峰值作为最强预测因子纳入预测模型，乳酸峰值＞3.6 mmol/L 被赋值100 分，其对LT 术后AKI 有较强的预测作用。

本研究中仍存在一些不足，可能会影响此预测模型的解释，包括样本量较少，且为单中心的回顾性研究，未来仍需要较大中心的研究去测试这种预测模型。

总之，本研究试图开发一种新的用于预测LT后AKI 风险的列线图，通过使用该模型，临床医生可以预测LT 后发生AKI 的风险，并且可以尽早采取预防肾功能不全的措施，对临床医务工作者提早识别AKI 及制定相关预防策略具有一定的指导意义。