mPCNL术后尿源性脓毒血症风险因素分析及基于诺模图的预测模型建立

谈吉超，石 阳，王彦觉，高 航，王立鹤

(齐齐哈尔医学院附属第二医院，黑龙江 齐齐哈尔161000)

微通道经皮肾镜取石术(minimally percutaneous nephrolithotomy,mPCNL)具有取石效果高、恢复快等优点，现已被公认为肾结石清除的一线选择，尤其是对于负担较大的复杂结石[1-2]。尽管如此，PCNL偶尔也会引起严重的不良事件。PCNL后尿源性脓毒症是一种相对少见但可能危及生命的并发症，据报道，PCNL后尿源性脓毒症的发生率约为3.7%-7.6%[3-4]。目前，国内尚缺乏mPCNL后尿源性脓毒症相关临床风险因素的研究。本研究通过回顾性分析上尿路结石行mPCNL后发生尿源性脓毒血症患者的临床资料，筛选独立危险因素并建立诺模图预测模型，为早期识别尿源性脓毒血症的高危患者提供理论参考。

1 材料与方法

1.1 一般资料

回顾性分析2020年1月至2021年12月就诊于齐齐哈尔医学院附属第二医院泌尿外科接受mPCNL治疗的患者，共纳入122例。此项研究已获得我院伦理委员会的批准。

本研究收集的临床资料包括：患者一般情况、术前是否接受过体外冲击波碎石治疗(ESWL)、术前双J(DJ)支架或经皮肾造口术(PCN)史、实验室检查包括肾功能试验(血尿素和血清肌酐)、尿菌培养等资料。对结石的影像学评价采用计算机体层摄影(CT)，功能评价采用静脉尿路造影或CT尿路造影；经评估的结石特征包括大小(以毫米为单位)、结石位置(包括肾结石和输尿管结石)、结石数量(单发或多发)、是否肾积水；评估围手术期的特点包括手术时间、一期行肾造瘘管、通道数量(单或多)、术后肾造口管的使用和DJ支架的置入。术前如有发热或尿液培养阳性者，则给予静点敏感的抗生素，直至发热消退，尿培养阴性后再接受手术。肾盂积水患者行经皮肾造口术(PCN)置管治疗。所有患者均使用抗生素。术前给予第三代头孢菌素或尿培养敏感的抗生素。

1.2 手术方式

全麻下同侧输尿管逆行置管术。病人取俯卧位，在超声引导下行经皮肾穿刺，由同一名主刀医生使用18G穿刺针。通过一条亲水导丝，用扩张器对其进行扩张，并将F16外鞘置于集合系统中。使用钬激光或气压弹道碎石，冲出结石粉末。所有患者均留置输尿管支架管，部分患者留置了肾造瘘管。

1.3 术后观测指标及定义

患者术后平均住院时间为平均数±标准差 天。在此期间，每天监测体温、脉搏、血压和血常规。发热定义为术后任何一天的温度>38℃。脓毒血症的早期识别需要满足以下至少2个标准：(1)呼吸频率≥22次/分；(2)意识改变；(3)收缩压≤100 mmHg。对于SOFA评分≥2的患者，可诊断为脓毒血症[5]。术后结石残留的定义为超声扫描和X线检查对残余结石进行评价，取任意轴上长度大于8 mm的结石。

1.4 统计分析

数据采用SPSS26.0和R语言(Version4.2.1)对数据进行统计分析。用均数±标准差描述符合正态分布的计量资料，用中位数、四分位数描述非正态分布的计量资料，用频数、百分比描述计数资料。单因素分析采用两独立样本t检验、曼惠特尼检验和t卡方检验，对单因素分析有统计学意义的指标，采用Logistic逐步回归进行多因素分析。P<0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 单因素分析发生尿源性脓毒血症的临床因素

在本研究中，共纳入122例经mPCNL治疗的上尿路结石患者。术后发生尿源性脓毒血症10例(8.2%)，平均年龄58.60±15.82岁，其中男性8例，女性2例；未发生尿源性脓毒血症112例(91.8%)，平均年龄55.04±12.10岁，其中男性72例，女性36例。对两组患者的临床资料进行单因素分析，结果如表1和表2所示，尿源性脓毒血症患者的手术时间和结石直径均显著高于未发生尿源性脓毒血症的患者(P=0.002和P=0.003)。两组患者在其他方面无显著统计学差异(P>0.05)。

2.2 多因素分析发生尿源性脓毒血症的临床因素

将单因素分析结果有统计学意义的指标，纳入多因素分析，结果如表3所示，结石最大直径和手术时间均是尿源性脓毒血症发生的独立影响因素(P值分别为0.044和0.014)。且结石直径越大、手术时间越长，发生尿源性脓毒血症的风险越大(OR值分别为1.097和1.029)。基于多因素分析结果，构建预测模型：Logit(P)=-7.556+1.097×结石最大直径+1.029×手术时间。根据多因素Logistic逐步回归的结果将数据可视化，绘制诺模图，详见图1。

2.3 模型的检验及预测效能

建立模型后，根据Hosmer-Lemeshou检验(χ2=10.465，P=0.234)和校准曲线(图2A)测验预测模型的拟合优度，并通过ROC曲线下面积(AUC)对所建立的模型的预测效能进行进一步评定，结果显示，ROC曲线下面积为0.832(95%CI为0.665 0.999，P<0.001)，详见图2B，表明该模型的检验效能较好，具有一定的临床价值。

表1 研究人群的一般临床特征

表2 研究人群围手术期的相关资料

表3 影响尿源性脓毒血症的多因素分析

3 讨论

经皮肾镜取石术(PCNL)是一种微创且有效的上尿路结石的手术方式，通常是复杂上尿路结石的首选治疗方法[6]。然而也有引起并发症的潜在风险，据报道发生率达到8%-38%[7]。行mPCNL手术期间释放的结石定植菌通过体循环易位，导致术后感染性并发症甚至脓毒血症的发生[8]。在我们的研究中，术后脓毒症的发生率为8.20%，与其他研究中心得出的结果相近[9-10]。

图1 尿源性脓毒血症相关的诺模图

图2 A：预测模型的校准曲线；B：预测模型的ROC曲线

在这项回顾性研究中，对收集的患者临床资料进行单因素分析及多因素logistic回归分析，结果表明，手术时间长(P=0.002)与结石最大直径大(P=0.003)是术后发生尿源性脓毒症的独立风险因素，与国内外其他研究人员得出结果一致[11-13]。本研究发生尿源性脓毒血症的手术平均时间为155.00(102.00,193.50) min，结石直径22.95(18.00,36.55) mm，而未发生组平均手术时间为92.50(66.25,120.00) min，结石直径为14.05(10.00,20.00) mm。手术时间越长，创伤组织暴露时间长，增加结石周围菌群与环境中菌群感染几率，同时手术时间长会增加出血量以及灌注液的吸收量，从而发生感染的风险就会增加。此外，长时间灌注引起的肾盂高压易造成局部静脉开放，增加细菌进入血液机会，从而引发感染，进而发展为脓毒血症。结石直径越大越容易与尿路上皮细胞发生刮擦，引起小的创伤，从而诱发感染。同时也容易造成尿道阻塞，若尿液不能及时排出体外，潴留于膀胱、输尿管甚至肾脏中，为细菌繁殖创造有利的条件。并且，结石直径越大会增加手术难度，延长手术时间，更容易累及到邻近组织，增加了感染风险。

本次研究基于筛选出的独立风险因素(手术时间及结石最大直径)，建立了预测mPCNL术后发生尿源性脓毒血症的诺模图模型。建立模型后，根据Hosmer-Lemeshow检验(χ2=10.465，P=0.234)和校准曲线测验预测模型的拟合优度，并通过ROC曲线下面积对所建立的模型的预测效能进行进一步评定，结果显示，该模型的检验效能较好，具有一定的临床价值。诺模图主要由3个部分组成，分别是预测模型的变量、变量相应的得分和预测事件的发生概率，是近几年数据分析的发展趋势，可以把复杂的数据变成可视化图型，临床一般会将其用于表达预测模型中各变量之间的关系。医务人员可通过患者的各项目得分情况个体化预测mPCNL术后发生尿路感染的概率，早期识别高风险人群，并及早处置，免于病情进一步发展。

PCNL术后发生脓毒血症与术前中段尿培养阳性相关[14-15]，而本研究结果未见明显差异，分析原因如下，患者入院时采集中段尿送检尿培养，由于需要尿培养耗时长，结果通常到术后才能收到，这意味着我们无法利用培养结果来决定患者是否应该继续进行PCNL，以及患者是否需要全程抗生素治疗在PCNL之前根除先前存在的感染。因此，我们在手术前2天开始对计划进行PCNL所有患者使用抗生素，从而即使术前尿细菌培养结果阳性，在应用抗生素期间也一定程度的将尿液中细菌清除。本研究中发生尿源性脓毒血症的患者10例，其中尿培养阳性5例，阴性5例；未发生尿源性脓毒血症组112例，其中尿培养阳性37例，阴性75例，从中我们发现，绝大多数术前尿培养阳性的患者最终没有发生 PCNL 后脓毒症。可以提出一些假设来解释这种现象。首先，先前存在的尿路感染可能已通过经验性术前抗生素清除。其次，排尿样本中的菌尿仅代表患者下尿路的定植，而上尿路保持相对无菌。最后，但也非常重要的是，无效样本中的细菌生长可能存在体外污染，特别是如果培养的细菌种类与常见的泌尿道菌群不一致时。

综上，本研究结果显示，结石最大直径、手术时间是mPCNL后患者发生尿源性脓毒血症的独立风险因素，基干上述危险因素建立的诺模图模型可准确评估和量化mPCNL术后发生尿源性脓毒血症的风险。能够为临床治疗方案的选择提供有价值的帮助，具有较好的推广应用前景。但本研究为单一中心的回顾性研究，样本量较小，尚存一定的局限性，暂时未将一些新的基因生物标志物和因子纳入研究，例如 CaSR986基因多态性和C反应蛋白[16-17]。