胃癌根治术患者腹腔感染危险因素的贝叶斯网络模型分析

罗 进， 燕 速， 张书勤， 邢 多， 施昊旻， 杨惠莲

腹腔感染是指由于病原菌侵入腹腔引发的感染，主要包括腹腔感染、腹膜后感染和腹部器官感染[1-3]。胃癌根治术患者腹腔感染主要是医院获得性感染，患者术后发生腹腔感染会影响手术疗效及术后生活质量[4]，严重者还会危及到生命[5]。积极探索胃癌根治术患者腹腔感染主要的危险因素，并探究其因果关系及其因素之间的相互联系，掌握腹腔感染病原菌分布情况将有助于预防和早期诊断及积极治疗腹腔感染[6-7]。基于此，本研究回顾性收集青海省某三甲医院2015年1月—2021年3月行胃癌根治术患者病历资料，利用多因素logisitic回归筛选出胃癌根治术患者腹腔感染的危险因素，并建立贝叶斯网络模型，了解病原菌分布情况，为防治胃癌根治术患者腹腔感染提供参考依据。

1 资料与方法

1.1 研究对象

回顾性收集青海省某三甲医院2015年1月—2021年3月行胃癌根治术且符合研究纳入和排除标准的胃癌根治术患者病历资料。

1.2 纳入标准和排除标准

纳入标准：①术前经胃镜下取活检或术后病理确诊为胃腺癌；②接受胃癌根治性手术的患者；③在医院信息系统（HIS）中有完整的基本情况、临床病理特征、手术信息、术前血清学等资料。

排除标准：①入院前3个月内曾发生入院前社区获得性感染者；②术中探查发现有远隔转移或者腹膜转移者而未行胃癌根治术患者。

1.3 胃癌腹腔感染诊断标准

胃癌根治术腹腔感染判定标准依据《中国腹腔感染诊治指南（2019版）》[8]和《医院感染诊断标准（试行）》[9]。具体为胃癌根治术患者术后体温＞38℃，WBC计数＞10×109/L、腹痛、腹胀或者明显腹膜炎体征或腹腔引流液或穿刺液细菌学培养阳性，腹腔引流管及腹腔穿刺引流管内可见脓性液或腹部彩超、CT 或者再次手术时明确腹腔有脓性渗出液或脓肿等感染性病变存在。

1.4 病原菌检测

取胃癌根治术患者腹腔引流液/穿刺液1 mL，首先将其溶于灭菌生理盐水当中，放置于合适的条件下经过24 h培养后获得培养物， 配置成纯菌液，使用生物梅里埃（中国） 公司全自动微生物鉴定系统实施分型鉴定，经过计算机自动扫描、读取、分析，形成鉴定报告，所有操作均由检验医师进行。

1.5 贝叶斯网络模型

贝叶斯网络也称为belief networks，是一种基于概率推理的数学模型，理论基础为贝叶斯公式[10]，结合概率论和图论来揭示变量（节点）间的概率依赖关系。贝叶斯网络形式上是一个有向无环图（DAG directed acyclic graph），结点表示随机变量，结点之间的边表示条件依存关系，箭头出发的节点为父节点，箭头到达的节点为子节点，子节点依存于父节点，如果两个节点没有连接关系，表示两个随机变量能够在某些特定情况下条件独立[11-12]。

1.6 纳入研究指标

纳入指标主要为①基本资料：年龄、民族、身高、体重、吸烟史、饮酒史、高血压史、糖尿病史、血型，术后住院天数、总住院天数；②胃癌患者临床病理特征：胃肿瘤位置、分化程度、脉管侵犯、神经侵犯、胃癌TNM分期；③手术情况：手术时长、手术方式、胃切除范围、消化道重建方式、术中出血量、留置引流管数；④腹腔感染和病原菌等指标。

1.7 统计学分析

研究资料主要利用R3.4.1和python软件进行统计分析。首先对研究资料进行单因素分析，单因素分析具有统计学意义的影响因素纳入多因素logisitic回归当中进行危险因素的筛选，并运用python进行贝叶斯网络模型的建立。

2 结果

2.1 基本情况

共纳入1 448例行胃癌根治术患者，男1 135例（78.38%）、女313例（21.62%），平均年龄（60.4±8.7）岁，术后发生腹腔感染169例，感染率为11.67%，术后未感染1 279例（88.33%）。

2.2 腹腔感染危险因素的单因素分析

单因素分析显示性别、民族、饮酒史、糖尿病史、血型、肿瘤分化程度、神经侵犯、手术方式、术中出血量与胃癌根治术患者腹腔感染发生率差异均无统计学意义（P＞0.05）。年龄、吸烟史、高血压史、胃肿瘤位置、脉管侵犯、TNM分期、手术时长、胃切除范围、消化道重建方式、引流管数与胃癌根治术患者腹腔感染发生率差异具有统计学意义（P＜0.05）。见表1。

表1 胃癌根治术患者腹腔感染一般资料和临床资料分析Tabel 1 Demographic and clinical data of patients with postoperative intra-abdominal infection after radical gastrectomy for gastric cancer

表1（续）Table 1（continued）

研究显示胃癌根治术患者术后发生腹腔感染与患者总住院时间及术后住院时间具有密切联系，胃癌根治术患者术后发生腹腔感染会延长患者术后住院天数和总住院天数。见表2。

表2 胃癌根治术患者腹腔感染住院与术后住院天数情况Table 2 Days of hospital stay in terms of intra-abdominal infection in patients undergoing radical gastrectomy for gastric cancer

2.3 腹腔感染危险因素的多因素logistic回归分析

将单因素分析结果中具有统计学意义（P＜0.05）的指标纳入到多因素logistic回归当中进行自变量的筛选。多因素分析结果显示共筛选出5个危险因素，年龄（≥60岁）（OR=2.188，95%CI：1.554～3.080）、吸烟史（有）（OR=1.425，95%CI：1.019～1.992）、 脉 管 侵 犯（ 阳 性 ）（OR=1.589，95%CI：1.112～2.271）、 手 术 时 间（≥240 min）（OR=1.888，95%CI：1.348～2.644）、引流管数（≥2根）（OR=1.916，95%CI：1.330～2.761）。见表 3。

表3 胃癌根治术患者腹腔感染logistic多因素回归分析Table 3 Multivariate logistic regression analysis of the risk factors for intra-abdominal infection in patients undergoing radical gastrectomy for gastric cancer

2.4 腹腔感染危险因素贝叶斯的网络模型

根据多因素logistic回归分析模型筛选出的5个变量，利用 MMHC 算法进一步构建腹腔感染与其相关危险因素的贝叶斯网络模型。构建了一个含5个节点，7条有向边的胃癌根治术患者腹腔感染贝叶斯网络模型。结果显示与子节点直接相关的父节点为年龄、手术时长、留置引流管数、脉管侵犯。同时手术时长和引流管数可作为吸烟的中间变量影响腹腔感染。年龄可作为父节点影响腹腔感染，同时也可影响引流管数从而间接影响腹腔感染。贝叶斯网络模型显示高龄、留置较多引流管且脉管侵犯伴较长手术时间胃癌患者根治术后患腹腔感染风险最高达0.462。见图1、表4。

表4 胃癌根治术患者腹腔感染条件概率表Table 4 Conditional probability of intra-abdominal infection in patients undergoing radical gastrectomy for gastric cancer

图1 胃癌根治术患者腹腔感染贝叶斯网络图Figure 1 Bayesian network diagram illustrating the relationship between the risk factors of IAI in patients undergoing radical gastrectomy for gastric cancer

2.5 病原菌分布

169例腹腔感染患者共培养出115株病原菌，其中革兰阴性菌68株（59.13%），革兰阳性菌45株（39.13%），真菌2株（1.74%）。病原菌分布主要为大肠埃希菌31株（26.96%）、肺炎克雷伯菌11株（9.57%）、铜绿假单胞菌10株（8.70%）、屎肠球菌13株（11.30%）、表皮葡萄球菌12株（10.43%）。见表5。

表5 胃癌根治术患者腹腔感染病原菌分布Table 5 Distribution of the pathogens isolated from intraabdominal infection in patients undergoing radical gastrectomy for gastric cancer

3 讨论

胃癌根治术患者发生腹腔感染是胃癌根治术术后主要并发症之一[13]，目前有研究表明不同国家、不同医院胃癌根治术腹腔感染发生率有所不同[14]。胃癌根治术患者发生腹腔感染可造成住院时间延长和住院费用增加，严重影响胃癌患者术后生存质量[15]。本研究表明该院胃癌根治术术后腹腔感染发生率为11.67%；胃癌根治术患者腹腔感染组共培养出115株病原菌，其中以革兰阴性菌68株（59.13%）为主；同时显示胃癌根治术患者发生腹腔感染会延长术后住院时间和总住院时间。

多因素logisitic回归结果显示胃癌根治术患者腹腔感染的危险因素为高龄、吸烟史、脉管侵犯、较长手术时间以及术后留置较多引流管。高龄患者手术耐受性较差，免疫能力处于较低水平，手术时间越长可能导致病原菌的侵入概率越大，这与目前研究结果相同[16-17]。有研究表明脉管侵犯与胃癌根治术患者术后生存有密切关系，脉管侵犯表明胃癌恶性程度较高，表明肿瘤侵犯血管，这会导致手术过程中出现较多出血和延长手术时间等[18-19]。胃癌根治术患者留置较多引流管会增加术后腹腔感染的发生概率，而胃癌根治术术后添加引流管主要是考虑胃癌患者术中探查病期较晚，手术复杂，创面大，有较多渗出液等因素，这也提示患者术后出现并发症概率较高，同时添加引流管会导致延长手术时间并增加与外界接触面，增加患者的感染风险[20-21]。吸烟已被证明是外科手术术后并发症和死亡的独立危险因素，随机临床研究结果表明，手术前戒烟可减少术后感染和其他伤口相关并发症[22-23]。此外有学者研究表明胃癌患者肌肉减少症、男性、全胃切除和联合其他脏器切除也会增加胃癌患者根治术术后腹腔感染发生率[17，24-25]。

本研究结果显示根据胃癌根治术患者腹腔感染的5个危险因素，建立的贝叶斯网络模型显示子节点直接相关的父节点为年龄、手术时长、留置引流管数、脉管侵犯。手术时长和引流管数可以作为吸烟的中间变量影响腹腔感染。年龄可以作为父节点影响腹腔感染，同时也可以影响引流管数从而间接影响腹腔感染。高龄、留置较多引流管且脉管侵犯伴较长手术时间胃癌患者根治术后患腹腔感染风险最高达0.462。因此本研究表明临床医师可建立贝叶斯网络模型，通过评估胃癌根治术患者术后发生腹腔感染的风险来进行个性化管理。

综上所述，本研究表明该院胃癌根治术患者腹腔感染主要的危险因素为高龄、有吸烟史、脉管侵犯、较长手术时间、留置较多引流管数；感染检出病原菌以革兰阴性菌为主；贝叶斯网络模型较好揭示了腹腔感染危险之间的关系和结局，并且给出高危概率，今后可将贝叶斯网络模型运用于胃癌根治术患者腹腔感染的危险因素研究中。