食管癌术后肺部并发症风险预测模型的研究进展

毕 岑 景丽伟 邹圣强 薛 琦

1.江苏大学附属镇江三院重症医学科，江苏镇江 212005；2.首都医科大学护理学院，北京 100069；3.江苏大学医学院，江苏镇江 212005

食管癌恶性程度高且预后差，全球范围内发病率位于第9 位，死亡率位于第6 位[1]，也是我国各地区常见的恶性肿瘤死亡原因之一[2]。食管切除术是一种高度侵入性的外科手术，随着外科技术和围手术期处理的发展，术后结果已经得到改善[3]。术后肺部并发症（postoperative pulmonary complications，PPCs）[4]是指术后发生的有临床表现并对疾病进程产生负面影响的肺部异常，是食管癌术后死亡的主要原因，会造成住院时间延长、费用增加和生活质量下降[5-6]，并且影响食管癌术后的长期生存状况[7-9]。研究[10]表明，即使是轻微的PPCs 也会导致术后死亡率增加、重症监护病房入住率与入住时间的延长。

构建食管癌术后肺部并发症风险预测模型，可以及早发现食管癌术后肺部并发症的危险因素，帮助医务人员识别高危患者，根据风险评分决定[11]采取何种临床措施至关重要，最终结果对于改善临床决策、提高患者舒适度和安全性很有帮助。因此，本研究通过查阅国内外文献，将针对不同食管癌术后肺部并发症界定标准制定的风险预测模型研究进展进行综述。

1 风险预测模型概述

疾病风险评估模型是当前广泛应用的疾病高危人群评估工具[12]，国内外学者已建立多种食管癌术后肺部综合征风险预测模型，方法以logistic 回归分析和Cox 比例风险模型为主。

预测模型的评估性能的两个关键方面是辨别和校准。辨别是指预测模型区分患者的能力。一个典型的辨别指标是C-反应指数，通常用受试者操作特征曲线（receiver operating characteristic curve，ROC curve）曲线下面积（area under the curve，AUC）表示。C-反应指数概率是指相较于有过这种情况的患者更高的概率，其测量范围是0.5～1.0（越接近1，测量效果越好）。校准是指对单个患者的预测是否接近真实风险，通常通过对照观察到的概率绘制预期值来进行评估。模型评估的关键与使用的数据集有关，内部验证是在生成模型所用的相同数据集上进行测试，外部验证则是在完全独立的数据集上评估模型，方法学家们通常提倡使用不同的数据集来创建和评估模型。

2 食管癌术后肺部并发症风险预测模型

了解食管癌术后常见的肺部并发症，不仅可提高手术的安全性，还可进一步提高患者术后生活质量及生存率。一方面有研究者[13]将多种肺部疾病的综合结果作为肺部并发症，另一方面有研究者将某个特定肺部疾病或术后需要采取特殊措施处理的呼吸状况作为肺部并发症，主要包括肺部感染、肺炎、呼吸衰竭、急性呼吸窘迫综合征、肺不张等。

2.1 定义为一个综合结果的肺部并发症的风险预测模型研究

将术后肺部并发症定义为一个综合结果的研究[14-16]多采用官方数据库收集资料，可能缺失部分重要数据，还需进一步验证。Ferguson 等[17]对292 例接受了食管癌切除术的患者进行数据分析，开发了一个评分系统评估了其预测肺部并发症的能力。风险预测评分表是根据ROC 曲线最佳临界值（cut-off 值），取整数对评分进行初步危险分层，并计算分层体系的准确性和检验效能，可以方便临床应用[18]。该评分系统包括患者年龄、第一秒钟用力呼气量占用力肺活量百分率（percentage of forced expiratory volume in first second to forced vital capacity，FEV1%）、一氧化碳弥散量百分比、体力状况评分，以4 分作为截止值，预测肺部并发症的准确率为65.4%，预测心血管和心肺并发症的准确性分别为64.5%和60.9%。Reinersman 等[19]针对此模型进行外部验证，其预测主要肺部并发症的准确性为76%（P <0.001），表明可作为一种可靠的评估工具在术前阶段应用，以区分食管切除术后肺部并发症风险较高的患者。有研究[20]引用了该评分分析中国食管癌患者病历资料，预测得分AUC 为0.539±0.040（95%CI：0.461～0.618，P=0.324），表明该模型在中国人群中应用效果较差。经检索发现国内研究多为影响因素分析[21-23]，今后可以针对中国食管癌手术患者构建预测模型并进行验证。

2.2 将某个特定肺部疾病作为肺部并发症的风险预测模型研究

2.2.1 术后肺部感染（postoperative pulmonary infection） 目前国内许多研究针对食管癌术后肺部感染的预测研究诊断标准不同，发病率与纳入的危险因素也有所不同。王丽君等[24]从麻醉学角度探讨食管癌术后肺部感染的影响因素，根据中华医学会呼吸病学分会制定的肺部感染临床诊断标准，回顾性收集349 例食管癌根治术患者的临床资料，术后的肺部感染发生率为27.8%，当岭参数K=0.1 时，得到含8 个变量的稳定模型，并构建了回归方程。党新臣等[25]也根据此诊断标准进行回顾性研究，结果显示年龄、体重指数、肺部相关疾病史、糖尿病、吸烟史、手术时间、肿瘤部位及手术方式是食管癌术后患者并发肺部感染的危险因素（P ＜0.05），风险预测模型经校准曲线验证预测值和观察值基本一致（C-index=0.782），并在此基础上构建了列线图，列线图[26]作为一种可视化的模型预测工具，可以预测大多数类型癌症的转移概率、复发概率、总生存率和疾病风险，已广泛应用于医学分析。但是该研究没有纳入更多的麻醉相关的危险因素。上述研究模型基于回顾性研究建立分析，今后可以整合危险因素开展前瞻性研究。

2.2.2 术后肺炎 不同学者报道的术后肺炎发生率差异很大[27-29]。徐磊[4]参照美国胸部科学会和美国传染病协会-肺炎诊断标准[30-32]，进行单因素分析和多因素分析显示吸烟指数、手术方式（胸腹腔镜或开放）、手术当天及术后1 d 中性粒细胞百分比（%）、术后空腹血糖、吻合口瘘和喉返神经麻痹是术后肺炎的独立危险因素。统计学结果表明各个分级术后肺炎发生率比较，差异有高度统计学意义（P ＜0.01）。AUC 为0.721（95%CI：0.672～0.768，P ＜0.01），表明此风险评分表具有较好预测价值。但是该研究为单中心研究，需要更多的数据进行外部验证。van der Sluis 等[33]开发一种新的临床评分系统定义医院病房食管癌切除术后肺炎，多变量Cox 回归分析显示肺炎治疗的独立诊断决定因素是温度（HR=1.283，P=0.073）、白细胞计数（HR=1.040，P=0.078）和肺部造影（HR >11.0，P <0.001），痰培养对该评分系统没有影响。Weijs 等[34]针对此评分系统进行多变量模型的内部和外部验证，模型辨别在内部验证组和外部验证组中表现优异（P 值分别为0.93 和0.91）；该模型在两个队列中校准良好，表明修订后的统一肺炎评分可作为食管切除术后肺炎的一种判定方法。使用肺炎的统一定义将提高研究间的可比性，改善对新治疗策略的评估，以降低肺炎的发病率。该模型基于一个前瞻性的数据库进行开发和修订，无随访丢失，缺失数据少，使用的变量较为客观且容易得到，今后可以引入该评分系统进行食管癌切除术后肺炎的模型构建与验证。

2.2.3 术后呼吸衰竭 术后呼吸衰竭通常指手术后48 h 内未能脱离机械通气或计划外术后插管/再插管。Gupta 等[35]对术后呼吸衰竭进行了预测并进行了风险计算器的研制和验证，采用了网上免费下载的交互式电子表格形式，可简化知情同意过程，方便术前使用，预测能力较好，其局限性在于数据推广还需要进一步研究。国内已开展影响因素分析[36-37]相关研究，张湛等[38]在探讨食管癌术后呼吸衰竭危险因素基础上进行了预测模型的构建，该预测模型为P=1/[1+e（45.947-3.567 吸烟指数-0.122 术中出血量-4.67 肺部手术史-1.166 机械通气时间）]，新变量P 的AUC 为0.994，临界值为0.391，此时敏感度为96.70%，特异度为95.80%，具有较高的临床应用价值。

2.2.4 急性呼吸窘迫综合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS） 临床广泛采用的急性呼吸窘迫综合征的标准[39]由欧美共识会议（American-European Consensus Conference，AECC）正式确定。ARDS 是急性肺损伤（acute lung injury，ALI）严重的表现形式。大多数模型对ALI/ARDS 没有特异性[40-41]，或者强调了各种术中和术后变量的重要性。Kor 等[42]开发一种基于术前风险因素的外科肺损伤预测模型（surgical lung injury prediction，SLIP），食管癌患者也被纳入其中，研究表明术后急性肺损伤的预测因子包括高危心脏、血管和胸外科手术、糖尿病、慢性阻塞性肺病、胃食管反流病和酒精滥用。SLIP 评分的AUC（95%CI）为0.82（0.78～0.86），并且进行了良好的校准（Hosmer Lemeshow P=0.55）。SLIP 着眼于术前可识别的因素，可对术后急性肺损伤高风险的患者进行有效分层。徐稼轩等[43]进行了食管癌术后ALI/ARDS 的危险因素分析研究，结果表明术前FEV1/FVC、美国麻醉医师协会分级、术中单肺通气时间是独立危险因素。国内[44-45]开展了食管癌术后ARDS 的死亡危险因素分析研究，鲜有食管癌术后APDS 风险预测模型的相关报道，今后可以就此方面开展模型构建与验证的研究。

2.2.5 肺不张 肺不张主要是由于手术对胸部及腹部解剖结构的破坏，引起生理功能紊乱或发生病理性改变等，使全肺或部分肺呈收缩和无气状态，可进一步发展为肺脓肿、肺炎，甚至会导致呼吸衰竭危及生命。国内外已开展影响因素分析[46-48]相关研究，多因素logistic 回归分析表明手术时间、手术方式、合并基础疾病、吸烟史、术后疼痛、术后胸腔并发症（吻合口瘘、胸腔积液、胸胃扩张）是食管癌术后肺不张的危险因素（P ＜0.05），鲜有模型的构建方面的报道。

3 小结

食管癌术后肺部并发症是围手术期多种因素共同作用的结果。国外针对食管癌术后肺部预测模型的研究较多，国内研究则主要集中在影响因素分析。一方面目前食管癌术后肺部并发症的定义范围、诊断标准、研究对象与统计分析方法不同，导致缺乏统一的模型；另一方面，大多数研究是基于回顾性数据构建食管癌术后风险预测模型，今后可以综合考虑食管癌围手术期的危险因素开展前瞻性、多中心的研究，选择合适的建模方法进行临床验证，为帮助医务人员识别高危患者与制订临床治疗与护理方案、减少食管癌术后肺部并发症与提高患者生活质量提供科学依据。