经皮肾镜碎石取石术后发生全身炎症反应综合征的列线图模型建立

徐方明，白 璐，张 森，卢亚乐，米 超，段 杰，曹淑彬，陈书媛，高 漓

0 引 言

尿石症在人群中的患病率约为5%～15%，而10年的复发率则高达50%［1］。经皮肾镜碎石取石术（percutaneous nephrolithotomy，PCNL）是一种微创手术，旨在大量、高效率的清除上尿路结石［2］。目前PCNL已成为治疗肾结石的主要手术方法，特别是对于对直径＞2cm、多发或复杂结石的患者。PCNL术后并发全身炎症反应综合征（systemic inflammation response syndrome，SIRS）是PCNL术后的常见并发症。SIRS是一种全身炎症反应，其所引起的炎症级联反应会导致机体的自我毁灭性损害［3］。虽然多年来对PCNL术后发热的病因进行了广泛的评估，但PCNL后SIRS的主要原因尚不清楚。列线图模型可整合相关危险因素，具备个体化预测临床事件发生风险的能力。本研究旨在分析PCNL术后SIRS发生的危险因素，建立列线图模型，以期在临床上对于PCNL术后并发症的防治起预防作用。

1 资料与方法

1.1 一般资料回顾性分析2017年12月至2018年12月桂林医学院附属医院泌尿外科213例因上尿路结石行PCNL患者的临床资料。其中男135例，女78例，平均年龄（52.14±10.64）岁。纳入标准：均接受一期PCNL治疗；排除标准：①存在手术禁忌或术中未能正常完成手术者；②既往有肾开放手术史或体内留置输尿管支架者；③孤立肾和患有多囊肾、马蹄肾等先天性畸形疾病者；④肿瘤、自身免疫性疾病及口服免疫抑制剂的患者；⑤甲状腺功能亢进者。根据尿培养和敏感性结果，当尿液变为无菌时进行手术。抗生素在手术前3天预防性使用，药物种类为一代头孢硫脒。

1.2 方法记录术前因素，包括年龄、性别、BMI、手术时间、血清肌酐、膀胱中段尿培养、尿沉渣显微镜WBC、结石大小和糖尿病病史。结石负荷通过结石近似表面积（mm2）来表示，计算方法通过影像学测得结石的长（L）和宽（W），通过公式估算结石表面积（L×W×π2×0.25）［4］。根据2001年美国胸科医师学会和重症监护医学学会制定的标准：①体温＞38℃或＜36℃；②心率＞90次/min；③呼吸频率＞20次/min或PaCO2＜32 mmHg；④白细胞计数＞ 12×109/L个细胞或＜4×109个细胞，符合2项或2项以上的患者可诊断为SIRS［5］。依此分为SIRS组（诊断为SIRS患者）、对照组（非SIRS患者）。

1.3 统计学分析采用SPSS24.0及R-studio3.5.2统计软件进行分析，计量资料正态分布采用（±s）表示，组间比较采用t检验；非正态分布、方差不齐的计量资料数据用M（P25，P75）表示；组间比较采用Mann-Whitney U检验，组间分类变量采用χ2检验。将拟合出的logistic多因素回归模型，通过列线图实现模型的可视化，使用区分度和符合度校验此列线图的效能。区分度由一致性指数（coherence-index，C-index）量化，标C-index为0.5代表随机预测，1.0代表完美的预测模型。符合度采用在bootstrap重抽样数据中内部验证，通过分析模型在验证样本中所产生的偏差加以评价，预测风险越接近于实际风险则模型的符合度越好。以P≤0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 单因素分析结果SIRS组和对照组性别、糖尿病病史、结石大小、尿培养结果等差异有统计学意义（P＜0.05），见表1。

表1 入组患者PCNL术后SIRS的单因素分析结果Table 1 Results of single factor analysis of SIRS after PCNL in enrolled patients

2.2 多因素分析结果将上述单因素分析差异有统计学差异的指标进行logistic多因素分析。性别、糖尿病、结石表面积、术后即刻NLR、手术时间、是否输血是PCNL术后SIRS发生的危险因素（P＜0.05）。见表2。ROC曲线对该模型预测效能进行评价，结果显示模型的联合预测效能（AUC=0.812，95%CI：0.749～0.875），优于单个变量的预测能力。

表2 PCNL术后发生SIRS的多因素分析Table 2 Multivariate analysis of SIRS after PCNL

2.3 列线图的可视化呈现基于上述logistic多因素回归模型结果，通过列线图实现模型的可视化，列线图模型显示，随着术后即刻NLR比值、手术时间、结石表面积等的增加，评分逐渐增加，超过截断值后，SIRS发生的风险也逐渐增加。见图1。该列线图的初始C-index为0.812，实际风险概率与预测风险概率的平均绝对误差为0.034，预测点之间的连线与标准校准曲线越贴合斜率为1的直线，说明构建的列线图模型符合度好。在验证样本中校正后的C-index为0.791，表现出良好的符合度。见图2。

图1 PCNL术后SIRS发生列线图预测模型Figure 1 Array line prediction model of SIRS after percutaneous nephrolithotomy

图2 PCNL术后SIRS预测模型的校正曲线Figure 2 Calibration curve of risk prediction model for systemic inflammatory response syndrome after percutaneous nephrolithotomy

3 讨 论

PCNL是目前治疗各种大型肾结石的手术方法，具有安全高效等优点［6］。本研究PCNL术后SIRS的发生率为26.29%，与研究文献［7］相符。本研究PCNL术后SIRS发生的危险因素基本与其他研究结果［8］相符。有研究认为术前尿培养阳性与PCNL术后感染发热相关［9］，但在本研究中术前尿培养阳性在单因素分析结果中有意义，而logistics回归分析则无统计学意义，可能与本研究排除和纳入标准过于严格，且术前常规预防性使用抗生素有关。

临床工作中，面对血常规往往只关注白细胞、中性粒细胞比值，而对其他指标关注较少。有研究提出了一个全新的指标NLR来评估机体炎症反应状态［10］。NLR与SIRS发生有潜在的分子关联，在NLR升高的患者中，其血浆促炎性细胞因子也会升高，从而进一步导致炎症反应的发生发展［11］。多中心研究表明，NLR是预测菌血症患者死亡的独立危险因素，比常规炎症指标（C-RP、WBC等）更能预测菌血症的发生，还是可以监测肾结石患者疾病活动的新型炎症标志物［12］。有研究报道，PLR、NMR是预测PCNL术后SIRS发生的新型标志物，NMR是PCNL术后SIRS的独立危险因素［13-14］。但本研究中术后即刻NLR有统计学意义，术前NLR无统计学意义，对比其他中心研究结果，可能与样本量少和排除标准过于严格有关。

本研究发现有糖尿病病史患者行PCNL术后SIRS的发生率明显增加，合并糖尿病的患者围手术期感染风险增加已是目前医学界共识［15］。有研究显示2型糖尿病患者机体常伴有慢性低度炎症，外周T细胞程序性死亡因子1的表达升高，后者具有抑制T细胞功能和增殖的作用［16］。尽管我们术前对于糖尿病患者都进行了降糖治疗，但在本研究中发现糖尿病仍是术后SIRS的危险因素。

女性因泌尿道德特殊解剖，发生泌尿系感染的几率更大。此外，会阴清洁、绝经后雌激素减少、萎缩性阴道炎也与引起泌尿系感染有关，泌尿生殖道感染［17-18］。本研究证实性别是PCNL术后SIRS的危险因素。

结石大小与PCNL术后感染发生相关，鹿角形结石［19］、直径＞2.5cm的结石［17］是PCNL术后感染、发热的危险因素。本研究中同样证实了此项观点。同样，手术时间长短也影响PCNL患者术后预后情况。手术时间的延长，因结石崩解而释放的细菌和内毒素逆流入血增多，从而引起SIRS等严重并发症的出现。

肠道黏膜受损，可导致肠道内毒素吸收和菌群移位，有研究通过小鼠实验模型发现，失血-感染组（95%）小鼠较单纯感染组（50%）小鼠相比，肠道菌群移位率明显升高［20］。机体会在失血时发生应激反应，其中肠黏膜的损伤最早出现［21］。所以由失血过多所致的肠黏膜受损而导致菌群移位这一理论，可以解释本研究PCNL术后输血患者SIRS发生风险的增加。

综上所述，本研究显示PCNL术后发生SIRS的危险因素，构建的列线图模型具有较好的预测效能。可用于指导临床，降低患者术后感染风险。但由于本研究未能证实新型炎症指标在预测术后SIRS的发生上有意义，需要更大样本量的研究。