PSM法评价两种哌拉西林复合制剂治疗COPD伴下呼吸道感染的疗效与安全性

郭水根 王 晶 粟 玲 马芬芬 杨 涛△

（1上海市浦东医院-复旦大学附属浦东医院呼吸与危重症医学科，2药剂科 上海 201399；3上海健康医学院药学院 上海 201318）

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）简称“慢阻肺”，是一种常见的、可预防和治疗的以持续存在的气流受限和相应的呼吸系统症状为特征的慢性气道疾病［1］。在全球范围内，COPD目前已成为三大死亡原因之一［2］；在我国COPD已成为第3大伤残调整寿命年的主要原因［3］。COPD给患者、家庭以及社会带来了沉重的经济负担，患者每年发生COPD急性加重（acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease，AECOPD）的 频 次 约0.5～3.5次，AECOPD实际上是COPD患者医疗费用的主要部分［4］。

细菌感染是AECOPD的常见诱因，对于有使用抗菌药物适应证的COPD患者，使用抗菌药物不仅可以降低死亡风险和治疗失败风险，还可以缩短住院时间、机械通气时间及降低未来急性加重的频率［5］。β内 酰胺类抗菌药物与β内酰胺酶抑制剂组成的复合制剂，如哌拉西林钠他唑巴坦钠等，是AECOPD的初始经验性抗菌治疗的首选方案之一［1］。目前，上海市浦东医院呼吸与危重医学科对COPD伴下呼吸道感染有两种常见的平行治疗选择：哌拉西林钠他唑巴坦钠（4∶1，2.5 g，bid）与哌拉西林钠舒巴坦钠（4∶1，5 g，q8h）。前者为超适应证用药且哌拉西林的日用量（4 g）远低于限定日剂量（defined daily dose，DDD）值［6］，该药和常规治疗方案相比，其疗效与安全性尚无相应的循证证据。

倾向性评分匹配（propensity score matching，PSM）是一种均衡研究组间混杂因素的方法，近年来被广泛应用于观察性疗效比较研究中［7-8］。我们在前期研究的基础上［9］，扩大了样本量、匹配因素并改变了适应证，拟采用PSM法评价我院上述两种哌拉西林复合制剂在治疗COPD伴下呼吸道感染的疗效及安全性差异，以期为临床合理用药提供依据。

资料和方法

研究对象结合相关文献［10］、专业知识以及研究目的，确定纳入与排除标准。

纳 入 标 准2018年1月1日—2020年12月31日期间我院呼吸与危重症医学科收治的患者，主要诊断为“AECOPD伴下呼吸道感染”的患者（其中COPD严重程度符合《2021年GOLD指南》分组D组［11］，下呼吸道感染严重程度符合《中国成人社区获得性肺炎诊断和治疗指南（2016年版）》“非重症”［12］）；抗感染治疗以哌拉西林钠他唑巴坦钠（瑞阳制药有限公司，商品名：贝夫宝，哌拉西林与他唑巴坦的配比为4∶1，2.5 g，bid）或哌拉西林钠舒巴坦钠（上海新亚药业有限公司，商品名：派纾，哌拉西林与舒巴坦的配比为4∶1，5.0 g，q8 h）为主；年龄45～85岁；性别不限。

排除标准 合并肺栓塞、肿瘤、未控制的心脏疾病以及呼吸系统之外的其他部位感染者，肝肾功能不全者，有明确的非细菌感染证据者，未完成常规的治疗周期（使用疗程小于3天）而自行出院或转院者，重要临床资料不全者，哌拉西林复合制剂降级使用者。

诊断标准COPD的诊断标准参考《慢性阻塞性肺疾病诊治指南（2013年修订版）》［13］，下呼吸道感染的诊断标准参考《中国成人社区获得性肺炎诊断和治疗指南（2016年版）》［12］。

混杂因素的确定基于同类研究［14］、已测变量的可及性以及专业知识而确定下述自变量（混杂因素）。

比较两种哌拉西林复合制剂的疗效（因变量）时，以下述20个混杂因素为自变量：患者的性别、年龄、病程、吸烟状态、哌拉西林复合制剂的使用疗程以及入院时的血红蛋白水平等一般情况，患者合并的糖尿病、高血压、冠心病、心功能不全、支气管扩张以及认知障碍等患者合并疾病情况，患者入院时的心率以及呼吸频率等疾病严重程度等情况，患者在使用哌拉西林复合制剂时合用的茶碱类药物、化痰类药物、短效M受体阻滞剂、短效β受体激动剂、雾化吸入激素以及联合喹诺酮类/大环内酯类等合并用药情况。

比较两种哌拉西林复合制剂的疗程（因变量）时，以哌拉西林复合制剂的疗效（等级变量转化为二分类变量）和上述19个（除外“哌拉西林复合制剂的使用疗程”）混杂因素为自变量。

疗效及不良反应评价参考相关文献［15-16］，并结合相关指标的易得性、稳定性以及对干预措施的敏感性，将哌拉西林复合制剂的疗效分为4级。（1）痊愈（excellence）：症状、体征、实验室检查，全部显示正常；（2）显效（effective）：病情明显好转，但上诉3项有1项未完全正常；（3）改善（progress）：治疗后病情有所好转，但上述3项有2项以上未完全正常；（4）无效（invalid）：治疗72 h后病情无明显改善或有所加重。总有效率定义为［17］：总有效率=（痊愈例数+显效例数+改善例数）/患者总数×100%。

病例中不良反应（adverse drug reactions，ADR）的关联性评价原则参考先前已发表的文献［9］。

数据提取与匹配基于医院信息系统，按照纳入与排除标准筛选病例并提取上述混杂因素，确定哌拉西林复合制剂的使用疗程并按照上述标准评价治疗效果。根据主要抗感染方案，将患者分为哌拉西林钠舒巴坦钠组（5 g，q8 h）以及哌拉西林钠他唑巴坦钠组（2.5 g，bid）。

以哌拉西林钠舒巴坦钠组为基准，分别以哌拉西林复合制剂的疗效和疗程为因变量，以上述年龄、性别和病程等混杂因素为自变量，选择Logistic回归作为倾向评分算法，卡钳值取0.2，与对照组进行1∶1匹配（局部匹配）。

匹配后组间混杂因素均衡性评价采用标准差异（standardized difference，SD）法评价组间协变量在匹配前后的均衡性，当SD绝对值＜10%时，认为组间变量的均衡性较好［18］。

伦理审查该研究是基于患者电子病例的回顾性临床研究，获得本院伦理委员会批准，批件号：（2021）伦理审字（WZ-20）号。

统计学处理等级资料用Mann-Whitney U秩和检验，两组的计量资料用独立样本t检验。计量资料以表示，二分类数据用频数和占比［n（%）］表示。统计软件为SPSS24.0，匹配方法参考前期研究［9］。P＜0.05为差异有统计学意义。

结 果

病例筛选及匹配结果按照前述纳入与排除标准，共筛选出病例787例，其中哌拉西林钠他唑巴坦钠组411例，哌拉西林钠舒巴坦钠组376例。按“数据提取与匹配”项下方法，以疗效为因变量（结局变量）时，对照组和实验组各325份病例；以疗程为因变量时，对照组和实验组各346份病例。病例筛选流程和结果见图1。

图1 病例筛选流程及结果Fig 1 Process of sample screening and outcome

匹配后均衡性评价以疗效为因变量，按“数据提取与匹配”项下方法，匹配对应的自变量。以SD法评价匹配前后两组混杂因素的均衡性。结果显示，匹配之前20个自变量中，有9个在组间不均衡（SD绝对值≥10%），匹配后所有变量在组间均衡性良好（SD绝对值＜10%）（表1）。

表1 匹配前后组间平衡性（疗效为因变量）Tab 1 Intergroup equilibrium before and after matching（effectiveness as dependent variable） ［ or n（%）］

表1 匹配前后组间平衡性（疗效为因变量）Tab 1 Intergroup equilibrium before and after matching（effectiveness as dependent variable） ［ or n（%）］

Hb：Hemoglobin；DM：Diabetes mellitus；CHD：Coronary heart disease；HR：Heart rate；RR：Respiratory rate；SAMA：Short-acting antimuscarinics；SABA：Short-acting beta2-agonists；ICS：Inhaled corticosteroid.

Variable Before matching PIP/TAZ（n=411）PIP/SBT（n=376）After matching PIP/TAZ（n=325）PIP/SBT（n=325）Std.Mean Diff./%Before After General condition Male Age（y）Duration of disease（y）Smoking Hb level（g/L）Course of piperacillin compound（d）Comorbidity DM Hypertension CHD Heart dysfunction Bronchiectasis Cognitive disorder Severity of illness（times/min）HR RR Concomitant medication Theophyllines Ambroxol SAMA SABA Nebulized ICS Quinolones/macrolides 305（74.21）74.25±7.99 15.69±11.64 97（23.60）130.82±21.06 10.04±2.92 263（69.95）74.54±7.65 16.99±12.11 104（27.77）127.32±17.95 9.33±2.70 232（71.38）74.57±7.91 16.01±11.74 82（25.23）128.34±19.87 9.65±2.85 233（71.69）74.58±7.61 16.74±12.18 90（27.69）128.10±17.54 9.49±2.76-9.3 3.9 10.7 9.1-19.5-26.4 0.7 0.2 6.1 5.5-1.4-6.0 71（17.27）203（49.39）250（60.83）301（73.24）68（16.55）10（2.43）66（17.55）210（55.85）210（55.85）289（76.86）54（14.36）13（3.46）57（17.54）173（53.23）189（58.15）238（73.23）49（15.08）10（3.08）58（17.85）173（53.23）185（56.92）242（74.46）49（15.08）11（3.38）0.1 12.5-10.0 10.4-6.9 4.3 0.0-0.6-2.5 2.7-0.9 0.0 88.82±16.87 22.15±10.44 89±16.50 21.54±3.53 88.93±16.82 21.69±3.77 88.86±16.10 21.56±3.78 1.1-17.2-0.4-3.7 3.5 3.0 3.8-7.0 0.6-7.1 405（98.54）306（74.45）72（17.52）333（81.02）186（45.26）347（84.43）373（99.20）293（77.93）77（20.48）322（85.64）184（48.94）284（75.53）321（98.77）249（76.62）62（19.08）281（86.46）157（48.31）267（82.15）322（99.08）253（77.85）67（20.62）273（84.00）158（48.62）257（79.08）7.4 8.4 7.3 13.0 7.4-20.7

以疗程为因变量，按“数据提取与匹配”项下方法，匹配对应的自变量。以SD法评价匹配前后两组混杂因素的均衡性。结果显示，匹配之前20个自变量中有7个在组间不均衡（SD绝对值≥10%），匹配后所有变量在组间均衡性良好（SD绝对值＜10%）（表2）。

表2 匹配前后组间平衡性（疗程为因变量）Tab 2 Intergroup equilibrium before and after matching（course as dependent variable） ［ or n（%）］

表2 匹配前后组间平衡性（疗程为因变量）Tab 2 Intergroup equilibrium before and after matching（course as dependent variable） ［ or n（%）］

After matching PIP/TAZ（n=346）Before matching PIP/TAZ（n=411）Std.Mean Diff./%Variable PIP/SBT（n=376）PIP/SBT（n=346）images/BZ_50_1945_561_2147_662.png After General condition Male Age（y）Duration of disease（y）Smoking Hb level（g/L）Effectiveness of piperacillin Compound Comorbidity DM Hypertension CHD Heart dysfunction Bronchiectasis Cognitive disorder Severity of illness（times/min）HR RR Concomitant medication Theophyllines Ambroxol LAMA LABA Nebulized ICS Quinolones/macrolides 305（74.21）74.25±7.99 15.69±11.64 97（23.60）130.82±21.06 352（85.64）263（69.95）74.54±7.65 16.99±12.11 104（27.77）127.32±17.95 332（88.30）250（72.25）74.48±7.86 16.52±11.72 89（25.72）128.86±19.79 299（86.42）246（71.10）74.50±7.62 16.79±11.95 93（26.88）128.35±17.48 305（88.15）-9.3 3.9 10.7 9.1-19.5 8.2-2.5 0.3 2.2 2.6-2.8 5.4 71（17.27）203（49.39）250（60.83）301（73.24）68（16.55）10（2.43）66（17.55）210（55.85）210（55.85）289（76.86）54（14.36）13（3.46）60（17.34）183（52.89）203（58.67）260（75.14）45（13.01）9（2.6）60（17.34）190（54.91）200（57.80）265（76.59）50（14.45）12（3.47）0.1 12.5-10 8.6-6.9 4.3-0.8 3.5-1.7 3.4 3.3 3.2 88.82±16.87 22.15±10.44 89±16.50 21.54±3.53 89.39±16.83 21.72±3.66 88.97±16.49 21.55±3.68 1.1-17.2-2.6-5.1 405（98.54）306（74.45）72（17.52）333（81.02）186（45.26）347（84.43）373（99.20）293（77.93）77（20.48）322（85.64）184（48.94）284（75.53）345（99.71）265（76.59）66（19.08）295（85.26）170（49.13）285（82.37）343（99.13）267（77.17）70（20.23）296（85.55）171（49.42）271（78.32）7.4 8.4 7.3 13.1 7.4-20.7-6.5 1.4 2.9 0.8 0.6-9.4

匹配后哌拉西林复合制剂疗效、疗程以及ADRs评价匹配两组哌拉西林复合制剂的疗程等因素，考察两组哌拉西林复合制剂的疗效，获得对照组和实验组病例各325份。结果显示，两组哌拉西林复合制剂的总有效率分别为83.38%和88.92%，秩和检验提示差异有统计学意义（P＜0.05，表3）。

表3 两组哌拉西林复合制剂的疗效比较Tab 3 Comparison of effectiveness of piperacillin compound preparations

匹配两组哌拉西林复合制剂的疗效（等级变量转换成二分类变量）等因素，考察两组哌拉西林复合制剂的疗程差异，获得对照组和实验组病例各346份。结果显示两组哌拉西林复合制剂的使用疗程分别为（10.05±2.89）天和（9.35±2.73）天，独立样本t检验显示差异有统计意义（P＜0.05）。

根据上述ADRs关联性评价原则，长期使用哌拉西林复合制剂（疗程≥3天）时，两组未发现显著关联（即“疗效及不良反应评价”项下列举的前3项）的ADRs。

讨 论

2019年4月9日，国家卫健委发布《关于开展药品使用监测和临床综合评价工作的通知》，将开展药品使用监测和临床综合评价确定为卫生健康部门的法定职责［19］。如果遇到对应进口药品的供应短缺等情况［20］，国产制剂如哌拉西林钠舒巴坦钠（4∶1）以及哌拉西林钠他唑巴坦钠（4∶1）的使用，甚至超说明书用药预计将会变得更加普遍。因此，对上述药品进行疗效与安全性方面的评价显得尤为重要。

本研究中的国产哌拉西林钠他唑巴坦钠（4∶1）在治疗呼吸系统适应证时为超说明书用药，其中哌拉西林的用量严重受限于他唑巴坦的用量。目前，参照8∶1制剂中他唑巴坦2 g/d的极量［21］，哌拉西林钠他唑巴坦钠（4∶1）中哌拉西林最大日用量为8 g，远低于哌拉西林的DDD值14 g，所以在此种组合（4∶1）下，其临床疗效尚无相关报道。

我们的研究表明，在疗程等因素相当的情况下，哌拉西林钠舒巴坦钠（4∶1，5 g，q8 h）在治疗COPD伴下呼吸道感染时的临床疗效要优于哌拉西林钠他唑巴坦钠（4∶1，2.5 g，bid）；在疗效等因素相当的情况下，哌拉西林钠舒巴坦钠（4∶1）的使用疗程更短。这表明提高哌拉西林的剂量可能会增加抗感染的疗效。因此，在药品紧缺而需要提高临床疗效时，适当提高哌拉西林钠他唑巴坦钠（4∶1）的剂量（如3.125 g，q8 h），他唑巴坦不超过日极量（2 g/d），可能会提高临床疗效。

另外，我们的前期研究表明，哌拉西林钠舒巴坦钠（5 g，q8 h）和哌拉西林钠他唑巴坦钠（2.5 g，bid）在治疗社区获得性肺炎（非重症）时，疗效与安全性相当［9］。这和本研究的结果有所不同。一方面，可能是由于COPD合并CAP的患者呼吸道菌群更复杂、气道结构受损更严重以及合并疾病更多［1，22］；另一方面，可能是由于前期研究纳入的研究对象年龄偏低（平均年龄55岁），而本研究纳入的研究对象年龄偏高（平均年龄74岁，表1）。随着年龄的增长，患者的身体机能及免疫力会有不同程度的下降，因此年龄偏大的患者可能需要更大的抗菌药物剂量。

表4 两组哌拉西林复合制剂的疗程比较Tab 4 Comparison of course of piperacillin compound preparations

基于真实世界数据开展的研究混杂因素较多，这些混杂因素在组间往往不平衡，所以需要用一定的统计方法来平衡混杂因素在组间的偏倚，我们采用具有“事后随机化”之称的PSM方法匹配了组间20个常见的混杂因素，这些因素包含患者一般情况、合并疾病、疾病严重程度相关指标以及合并用药等4个方面，结果显示匹配后各混杂因素的组间均衡性良好。由此表明，PSM法在观察性研究中可能具有较大的应用前景。

不同于以往的类似研究［15，23］，本研究中确定了研究对象的疾病严重程度，即COPD的GOLD分组为“D组”以及下呼吸道感染为“非重症”的患者，因为疾病的严重程度往往对药物疗效有重要影响［7］。明确疾病的严重程度对上述两种药物今后在临床的应用具有指导意义。

哌拉西林钠舒巴坦钠是中国自主研发的青霉素类抗菌药物的复方制剂，2005年在中国上市［24］。舒巴坦不仅具有一定的抑菌作用，而且其化学成本仅为他唑巴坦的10%［25］。参考2018年的上海物价水平，在上述用法用量的条件下，哌拉西林钠舒巴坦钠（4∶1）的日费用要低于哌拉西林钠他唑巴坦钠（4∶1）。若不考虑其他影响因素，哌拉西林钠舒巴坦钠的经济性可能要优于哌拉西林钠他唑巴坦钠。

在本研究中，我们没能观察到两种哌拉西林复合制剂在长期（疗程≥3天）使用时有显著相关ADRs发生。可能原因除了在回顾性研究中ADRs容易漏报之外，还可能由于青霉素皮试排除了绝大部分有过敏潜在可能的患者；另外，我们也排除了使用疗程小于3天的病例，而根据临床经验，很多药物不良反应很可能发生在药物使用之初。所以，为了评价总体的ADRs，前瞻性研究可能更加合适。

本研究也存在一定的局限性，如PSM法只能平衡已测量的混杂变量，但不能平衡未知混杂因素引起的偏倚，而后者则需要随机对照试验等研究方法来克服。

总之，我们用观察性研究的方法对临床上平行使用的两种哌拉西林复合制剂从疗效和安全性的角度进行了评价，以期临床用药和卫生决策提供一定的参考依据。

作者贡献声明郭水根，王晶 论文构思和撰写。粟玲，马芬芬 数据采集和分析。杨涛 课题构思，统计分析，论文修订。

利益冲突声明所有作者均声明不存在利益冲突。