运用线性混合效应模型分析中医药对HIV感染者CD4+T淋巴细胞计数长期变化的影响

贾皇超,刘学伟,金艳涛,许前磊,,李鹏宇,马彦民,郭会军

［作者单位］1.河南中医药大学第一附属医院,河南 郑州 450003;2.河南中医药大学,河南 郑州 450003; 3.河南省疾病预防控制中心性病艾滋病预防控制中心,河南 郑州 450000

艾滋病(acquired immune deficiency syndrome,AIDS)是由人类免疫缺陷病毒(human immuno-deficiency virus,HIV)引起的以免疫缺陷为特征的传染性疾病[1]。2022年全球感染人数已达8 560万,死于AIDS者累计达4 040万例,是当今世界最严重的公共卫生和社会问题之一[2]。随着抗逆转录酶(antiretroviral therapy,ART)疗法的开展和不断优化,AIDS的病死率成逐年下降的态势,AIDS已经成为一种可防可控的慢性疾病[3]。2005年国家全面提供免费CD4+T淋巴细胞计数检测以来,随着检测技术的普及,CD4+T淋巴细胞计数不仅已成为判断HIV感染者免疫状况及临床分期[4]、启动抗病毒治疗及评价治疗效果[3]的重要指标,而且与AIDS的病死率[5]密切相关。

2004年,国家中医药管理局启动了“中医中药治疗艾滋病试点项目”(以下简称“中医项目”),为HIV感染者提供免费的中医药治疗。该项目在降低HIV/AIDS合并腹泻等机会性感染发生率[6-7]、降低病死率[8]及提高生存质量[9]等方面取得了一定成果。既往研究结果显示中医药对艾滋病患者CD4+T淋巴细胞计数值保持平稳甚至缓慢提高有一定的优势[10],但既往的研究多为短期研究或在长期随访中仅对CD4+T淋巴细胞计数进行描述性研究,未用适合重复测量数据误差较小的模型对其进行更为精准的估计。

真实世界回顾性队列研究所产生的重复测量数据在生物学、医学研究中较为常见。而这类数据违反了线性回归所要求“独立性”原则,即数据之间存在相关性,随机误差也分布在不同层次,因此在分析数据时不能采用常规的线性回归方法。线性混合效应模型允许数据资料存在某种相关性及协方差矩阵的多样性,且无需对自由度进行校正,因此能够较好的拟合真实世界回顾性队列中重复测量数据的特点[11]。本文以“中医药治疗艾滋病数据库”和“艾滋病综合防治数据信息系统”为数据来源,设计15年回顾性队列研究。收集河南中医项目地区HIV感染者的基线及随访信息,使用线性混合效应模型分析中医药对HIV感染者CD4+T淋巴细胞计数的长期影响,以期为中医药治疗HIV感染者长期临床疗效提供证据。

1 对象与方法

1.1研究对象 河南省南阳市宛城区、开封市尉氏县、周口市商水县3个参与河南艾滋病“中医中药治疗艾滋病试点项目”(以下称“中医项目”)地区的全部HIV感染者。

1.2纳排标准 纳入标准:①队列开始时经实验室确认HIV阳性者;②年龄≥18岁且≤60岁。排除标准:①基线CD4+T淋巴细胞计数缺失;②随访时间小于1个月。

1.3分组 参与中医项目的HIV感染者为中医治疗组,上述3个中医项目地区未参与中医治疗的HIV感染者为非中医治疗组。

队列开始时间为中医项目开始时间,分别为2004年10月30日、2006年7月30日、2009年10月30日、2015年6月30日;在满足病例纳排标准的前提下,按照中医治疗组和非中医治疗组队列开始时间一致的匹配原则,1∶1随机匹配两组病例。队列结束时间为2021年10月1日或者随访15年,二者中先到的日期为队列结束时间。

1.4数据来源 本研究方法为回顾性队列研究,构建模型使用的数据来自于河南省中医项目地区“艾滋病综合防治信息系统”数据库和《中医中药治疗HIV感染者项目数据库》记录的艾滋病患者信息。收集的信息包含人口学特征(性别、婚姻状况、出生日期、文化程度),疾病相关信息(HIV阳性确认时间、感染途径、CD4+T淋巴细胞计数及检测时间等),治疗信息(参与ART起始及退出时间、中医项目起始及退出时间),结局状态(退出抗病毒治疗和中医治疗时间、死亡时间)。以上信息中,参加和退出中医项目信息来自于《中医中药治疗艾滋病项目数据库》,其余信息来自于“艾滋病综合防治信息系统”数据库。本项目经过河南中医药大学第一附属医院伦理委员会批准(编号:2019HL-065)。

1.5治疗方法 所纳入的患者均已接受抗病毒治疗,具体服药方法见《国家免费艾滋病抗病毒药物治疗手册》[12]。参与中医项目的艾滋病患者服益艾康胶囊(河南省中医药研究院;豫药制字:Lz05002,由人参、黄芪、炒白术、茯苓、当归、川芎、白芍、黄芩等组成)。3次/d,5粒/次,温开水送服。

2 结果

2.1基线信息 纳入2004年病例468对,2006年病例184对,2009年病例155对,2015年病例232对,共2 078例AIDS患者。两组AIDS患者在婚姻状况、民族、文化程度的比较,差异无统计学意义(P>0.05);在性别、年龄、感染途径、抗病毒治疗与否、CD4+T淋巴细胞计数、是否死亡方面差异有统计学意义(P<0.05),见表1。

表1 两组艾滋病患者基线信息 例(%)

2.2随访期内中医与非中医组HIV感染者CD4+T淋巴细胞计数比较 患者CD4+T淋巴细胞计数<200个/μL、200～349个/μL和350～500个/μL的HIV感染者随时间变化有缓慢上升趋势。当患者的CD4+T淋巴细胞计数在>500个/μL时使用中医药联合抗病毒提升CD4+T淋巴细胞计数效果不明显。见表2,图1。

图1 中医组与非中医组HIV感染者CD4+T淋巴细胞计数变化趋势

表2 随访期内中医与非中医组HIV感染者CD4+T淋巴细胞计数比较

2.3线性混合模型构建

2.3.1数据正态性检验 根据线性混合效应模型的基本假设,对重复测量CD4+T淋巴细胞计数进行平方根变换以更为符合正态分布。因此以CD4+T淋巴细胞计数的平方根(SqrtCD4)构建线性混合模型,变换前后的直方图和QQ图对比见图2～3。

图2 CD4+T淋巴细胞计数的直方图和QQ图

图3 CD4+T淋巴细胞计数平方根后的直方图和QQ图

2.3.2线性混合模型构建与筛选 以CD4+T淋巴细胞计数平方跟为因变量,患者ID号为随机效应,将观察时间、组别、性别、职业、婚姻、感染途径、文化程度、抗病毒治疗方案、年龄所有变量全部纳入构建随机截距全模型lm0和随机斜率加随机截距全模型lm00后比较两者AIC值,随机斜率加随机截距模型lm0的AIC值小于随机截距全模型lm00,因此选择随机斜率加随机截距模型。通过对随机斜率加随机截距模型lm00进行估计,得到各个系数及所对应的P值的大小。结果显示,职业和婚姻两个变量在模型lm00中差异无统计学意义(表3)。去掉无统计学意义变量分别构建模型,并根据AIC准则的变化来选择一个最优模型(表4)。通过比较,最优模型为去掉婚姻状况变量的随机斜率加随机截距模型lm2模型。

表3 随机斜率加随机截距模型lm0结果

表4 线性混合模型AIC比较

2.4最优线性混合模型的检验 线性关系诊断图显示,残差随机的在标准残差等于0的直线上下波动;残差正态性诊断及残差正态性QQ图显示残差基本符合正态;随机效应正态性图显示随机效应基本符合正态;共线性诊断图显示模型各变量未出现有共线性。以上诊断图均说明模型拟合性较好(图4)。

图4 最优线性混合模型诊断图

2.5最优线性混合效应模型结果 最优线性混合效应模型结果显示,组内相关系数ICC值为0.53,研究数据使用线性混合模型较为适合。中医非中医组别系数为1.83,参与中医治疗与CD4+T淋巴细胞计数平方根呈正相关,差异有统计学意义(P<0.05);性别系数为0.81,女性与CD4+T淋巴细胞计数平方根呈正相关,差异有统计学意义(P<0.05);文化程度系数为0.60,初中及以上学历与CD4+T淋巴细胞计数平方根呈正相关,差异有统计学意义(P<0.05);抗病毒治疗组别系数为0.04,参与抗病毒治疗与CD4+T淋巴细胞计数平方根呈正相关,差异有统计学意义(P<0.05)。参与中医治疗、女性、参与ART、文化程度高与CD4+T淋巴细胞计数平方根呈正相关,差异有统计学意义(P<0.05),见表5。

表5 最优线性混合效应模型结果

3 讨论

本研究结果显示女性、参与抗病毒治疗、文化程度高与CD4+T淋巴细胞计数平方根呈正相关,其中女性与CD4+T淋巴细胞计数呈正相关,与既往使用多元线性回归针对老年艾滋病患者随访1年的结果[13]及使用线性混合效应模型针对吸毒人员随访1年的结果[14]均一致。文献研究显示,其他免疫相关领域如肿瘤[15]、新冠肺炎[16]等女性患者的CD4+T淋巴细胞计数也高于男性。性别导致的免疫功能的差异可能与激素水平有关。文化程度高与CD4+T淋巴细胞计数成正相关,可能与文化程度高的患者对疾病的了解程度及服药依从性高有关[17]。参与抗病毒治疗与CD4+T淋巴细胞计数成正相关,与既往研究结果一致[10],可能与多年来在国家防治政策支持下、医务工作者的不断努力下抗病毒治疗方案不断优化,抗病毒时机不断提前,抗病毒效果不断提高有关[18]。

自20世纪80年代末期以来,中医药治疗艾滋病已有30多年临床实践的历史并取得了诸多成效[19]。既往诸多类型研究发现中医药联合抗病毒治疗能有效增加CD4+T淋巴细胞计数。实验室证据显示中医药可通过抑制CD4+T淋巴细胞凋亡[20]、调节胃肠黏膜微生态[21]、抑制免疫异常激活[22]从而提高CD4+T淋巴细胞计数。临床研究方面,覆盖全国多个省(市)、自治区的多中心单臂临床试验研究结果显示,中医药可阶段性地提高和稳定患者免疫功能[23];随机对照试验研究结果显示,中医药能增加抗病毒治疗后艾滋病患者的CD4+T淋巴细胞数量[24];纳入59个随机对照研究的系统评价结果显示,中西医结合在提高CD4+T淋巴细胞数量方面有一定优势[25]。

本研究运用线性混合效应模型对长达15年回顾性队列研究重复测量数据分析结果显示,中医药治疗可提高艾滋病患者CD4+T淋巴细胞计数。由于历史原因,河南省艾滋病患者多为血液传播,具有一定的局限性,本研究结论有待对性传播等其他传播途径的艾滋病患者进行验证。