不同革兰氏特征病原菌引起的腹膜透析相关性腹膜炎风险预测模型的构建与验证

张淑莲

中国人民解放军陆军第七十三集团军医院检验科，福建省厦门市 361000

腹膜透析相关腹膜炎(PDAP)是腹膜透析(PD)治疗的主要并发症，是透析失败拔管、转血液透析和患者死亡的常见原因。由于抗生素的广泛使用，不同地区PDAP相关的致病菌和抗生素耐药性存在差异。引起PDAP的病原菌包括G+菌、G-菌、真菌等[1]，不同病原菌的敏感抗生素不同。因此在细菌培养结果出来前，能科学预测病原菌的革兰氏特征，根据革兰氏特征筛选敏感抗生素，可能对提高抗生素的合理使用，降低耐药菌的产生有一定价值。国内外以往研究主要集中于PDAP病原菌特征、药敏结果、引起PDAP的独立影响因素分析以及预后[2]，少量的研究分析了G-菌、G+菌性PDAP独立影响因素，对临床预测病原菌革兰氏特征价值较低。本文在总结以往研究结论的基础上，基于二元Logistic回归分析的原理，构建不同革兰氏特征病原菌性腹膜透析相关性腹膜炎风险预测模型，并对模型的预测效能进行验证，具体研究如下。

1 对象与方法

1.1 研究对象 回顾性分析2015年1月—2022年7月间我院治疗的PDAP共138例次，PDAP诊断标准如下[3]：(1)腹痛、腹水浑浊，伴或不伴有发热。(2)腹透液白细胞(WBC)计数>100×106/L，中性粒细胞(N)占比>50%。(3)腹透液中病原菌培养阳性。纳入后续模型分析排除标准：腹透液细菌培养阴性、培养为真菌感染、G-和G+细菌混合感染、恶性肿瘤、临床资料不完整。

1.2 仪器与试剂 生化项目和腹透液离子检测由日本东芝仪器完成；降钙素原(PCT)检测由罗氏E801及配套试剂完成；细菌鉴定与药敏由梅里埃鉴定仪(VITEK-2 Compact)及相应的鉴定卡和药敏卡检测完成，所有试剂均处于有效期内，所有仪器均做好日常维护和质控，确保检测结果准确。

1.3 方法

1.3.1 细菌培养：临床医生采用无菌操作方式采集腹透液20ml，需氧和厌氧血液培养瓶分别接种10ml，及时送往检验科进行增菌培养。仪器报警后，取培养液进行革兰氏染色，发现真菌孢子则接种沙堡弱培养基或血琼脂，35℃过夜。未见真菌孢子，则将培养液接种血平板或巧克力平板，观察平板上单个菌落特征，挑取单个菌落，参考《全国临床检验操作规程》(第4版)[4]技术要求，对病原菌进行鉴定。

1.3.2 临床资料的收集：查询所有研究对象当次的腹膜炎的临床资料，包括发病当时年龄、身高、体重、肾功能、基础疾病、透析时间、入院时是否有发热和腹痛、降钙素原(PCT)、腹透液离子检测结果。根据细菌鉴定结果，参考排除标准后，将所有研究对象分为G+菌组和G-菌组，比较两组间临床资料的差异，将单因素分析中有统计学意义的指标纳入二元Logistic回归分析，根据回归分析的原理构建不同革兰氏特征病原菌性PDAP风险预测模型，并对模型预测效能进行验证。

2 结果

2.1 PDAP病原菌构成 2015年1月—2022年7月间，我院共发生PDAP 138例次，其中39例次细菌培养阴性，102例次培养阳性，阳性率73.71%，共检出病原菌105株，其中G+菌56株，占比53.33%，G-菌43株，占比40.95%，真菌6株，占比5.71%。G+菌中，金黄色葡萄球菌占比最高(20.95%)，其次为凝固酶阴性葡萄球菌(16.19%)。G-菌中，大肠埃希菌占比最高(14.29%)，其次为鲍曼不动杆菌。真菌中，白色念珠菌检出3株，占比2.86%。见表1。

表1 引起PDAP病原菌构成

2.2 G+菌、G-菌性PDAP临床资料差异 在排除G+、G-菌混合感染、真菌感染后，剩余91例次纳入单因素分析中。单因素分析显示，G-菌组年龄、发热占比、腹痛占比、PCT均明显高于G+菌组，差异有统计学意义(P均<0.05)，两者间其余临床资料差异无统计学意义(P均>0.05)，见表2。

表2 不同革兰氏特征性PDAP临床资料差异

2.3 G-菌性PDAP二元Logistic回归分析与预测模构建 将单因素分析中有统计学意义的指标纳入二元Logistic回归分析，不同变量间赋值如下：发热赋值“1”、无发热赋值“0”，腹痛赋值“1”，无腹痛赋值“0”，年龄和PCT均按原始数据纳入。二元Logistic回归分析显示：年龄、发热、腹痛、PCT均为G-菌性PDAP的独立影响因素，其OR值分别为1.096、2.716、4.088、2.462(P均<0.05)。构建G-菌性PDAP预测模型：P=1/{1+EXP[-(-11.887+0.092×腹痛+0.999×发热+1.408×腹痛+0.901×PCT)]}，见表3。

表3 G-菌性PDAP多因素分析

2.4 模型预测效能评估 将以上临床指标代入风险预测模型，得出G-菌性PDAP预报概率，以是否G-菌为因变量，预报概率为自变量进行ROC分析。模型预测G-菌性PDAP的AUC为0.768(0.680～0.857)，最佳截断值为0.412，模型预测敏感度为77.50%，特异性为76.47%，Youden指数为0.540，准确率为76.92%，见图1。预测模型与随机面积0.500比较，差异有统计学意义(Z=3.572，P<0.05)。经Hosmer-Lemeshow拟合优度检验显示，χ2=3.021，DF=6，P=0.72，拟合度较好说明模型有较好的校准度。

图1 风险预测模型ROC分析

3 讨论

PD为终末期肾病长期肾脏替代治疗的手段，具有操作简单、费用低廉、血流动力影响小、保存残余肾功能、更自由、更独立生活方式等优点，目前在临床得到广泛应用。PDAP是PD常见的并发症，可以导致PD技术失败、转血透甚至死亡，严重的腹膜炎可以引起腹膜结构和功能变化[5]，导致超滤失败。腹透液细菌培养是诊断PDAP的金标准之一，但是细菌培养耗时较长，细菌培养结果报告之前，临床常采用广谱抗生素或者经验性抗生素予以治疗，而广谱抗生素的大量使用不仅会增加耐药菌的产生，同时可能导致患者医疗成本、生物毒性、药物不良反应风险的增加[6]。引起PDAP病原菌中，真菌预后较差，其次为G-菌，G+菌性PDAP预后最好。因此，如果早期能对病原菌革兰氏特征进行鉴别，能有效减少广谱抗生素的使用，让治疗更为精准，其次能对患者不良预后进行把控。

ISPD建议PDAP患者腹透液细菌培养阳性率应超过85%，国内对腹透液细菌培养阳性率大多低于85%，且波动范围较广[7]。本研究发现，PDAP患者病原培养阳性率为73.71%，低于ISPD建议标准，可能与患者来我院治疗前自行服用抗生素或于社区医院、诊所等不具备细菌培养的医疗机构进行治疗后转院至我院治疗有关，对于此类患者应该加强细菌培养必要性的科普教育，于治疗前采集样本，提高病原菌检出率。大量研究发现，PDAP病原菌以G+菌为主，其次为G-菌，真菌占比最低，且G-菌占比有上升的趋势[8]。与以往研究相符，本研究同样以G+菌为主，其次为G-菌，但是本研究未分析不同年度间病原菌变化趋势，需要后续进一步研究。本研究目的为分析风险预测模型对G+菌和G-菌性PDAP的预测价值，因此在后续建模分析中只纳入单独一种细菌样本或者混合感染中相同革兰氏特征样本，而对真菌感染和不同革兰氏特征混合感染予以排除。

本文通过单因素分析G+菌和G-性PDAP临床资料的差异，通过多因素分析进一步确认相关影响因素后构建风险预测模型，对不同革兰氏特征病原菌性PDAP进行预测和验证。Zeng Y等[9]研究法发现，G-菌性PDAP年龄高于G+，认为G-菌性腹膜炎是典型的肠源性感染，老年腹膜透析患者胃肠道疾病的发病率较高，包括便秘、肠系膜缺血、憩室病和恶性肿瘤，与本文结果相符。既往研究发现，血流感染(BSI)中感染源为G-菌患者发热比率和持续时间均明显高于G+菌患者[10]。本研究发现，G-菌性PDAP初期临床表现中发热占比高于G+菌，可能与G-菌菌体、肽聚糖以及内毒素有关。Zurowska A等[11]研究证实，G-菌性PDAP最初临床症状通常较严重，腹痛占比明显高于G+菌性PDAP，临床特征的差异可能与G-菌脂多糖和强毒力引起的免疫反应有关，与本研究结果相符。PCT已被广泛应用于感染性疾病的诊断、预后评估，在BSI中，PCT已被证实与病原菌革兰氏特征有关，高浓度PCT往往提示G-菌性BSI[12]。栗萍等[13]研究发现，G-菌性腹膜炎患者PCT浓度明显高于G+菌性腹膜炎，PCT对区分两种类型病原有较好预测价值，与本研究结果相符。经二元Logistic回归分析，年龄、发热、腹痛、PCT菌为G-菌性PDAP的独立影响因素，根据二元Logistic回归分析原理，将以上影响因素均纳入风险预测模型中。

通过对风险预测模型的效能进行验证，发现模型预测AUC为0.768(0.680～0.857)，最佳截断值为0.412时，模型预测敏感度为77.50%，特异性为76.47%，说明模型有较好的预测效能，Hosmer-Lemeshow拟合优度检验说明模型有较好的校准度，适合在临床进行验证、应用与推广。本研究存在一定的局限性：(1)未分析不同革兰氏特征病原菌在不同年度占比，无法判断病原菌变化趋势。(2)未进一步分析不同病原菌药敏反应结果以及临床经验性治疗与药敏反应的吻合度。(3)因为本研究为单中心、回顾性分析，样本纳入偏少，无法将研究对象分为建模组和验证组，因此无法对模型进行外部验证。以上不足之处有待后续采用多中心、大样本、前瞻性研究予以证实。

综上所述，本文基于二元Logistic回归分析原理构建了不同革兰氏特征病原菌性PDAP风险预测模型，经验证该模型具有较好的预测敏感度和特异性，适合在临床进行应用和推广。通过对PDAP患者病原菌革兰氏特征进行预判，方便临床及时、针对性采用敏感抗生素进行治疗，减少盲目广谱抗生素的使用，提高疾病的治愈率。