EHJ丨基于新型胱抑素C乳酸白细胞介
UtaCeglarek,etal.ThenovelcystatinC,lactate,interleukin-6,andN-terminalpro-B-typenatriureticpeptide(CLIP)-basedmortalityriskscoreincardiogenicshockafteracutemyocardialinfarction.EuropeanHeartJournal
摘要背景:急性心肌梗死(AMI)并发心源性休克(CS)仍具有过高的死亡率。该分析旨在开发一种新的易于适用的基于生物标志物的风险评分。
方法和结果:从随机CULPRIT-SHOCK试验中纳入的例CS并发AMI患者中开发了基于生物标志物的30天死亡率风险评分。通过惩罚多变量logistic回归分析进行预后模型相关预测因素的选择和系数估计。在随机IABP-SHOCKII试验纳入的例CS患者中进行了内部和外部验证。随机化采集血样。两项试验的注册地址为ClinicalTrials.gov(NCT和NCT),不增加新参与者,并完成随访。在58个候选变量中,CLIP评分包括4个最强的30天死亡率预测因子(胱抑素C、乳酸盐、白细胞介素-6和N-末端B型利钠肽前体)。评分校准良好,内部验证产生高c-统计量0.82[95%置信区间(CI)0.78-0.86],内部-外部(时间)验证产生高c-统计量0.82(95%CI0.75-0.89),外部验证产生高c-统计量0.73(95%CI0.65-0.81)。值得注意的是,它在预测方面优于简化的急性生理学评分II和IABP-SHOCKII风险评分(0.83vs0.62;分别为P0.和0.83vs.0.76;P=0.03)。
结论:在AMI后CS患者的前瞻性队列中,开发了梗死相关CS30天死亡风险分层的仅生物标志物评分,并进行了广泛验证和校准。CLIP评分优于其他临床评分,可用作CS的早期决策工具。
引言心源性休克(CS)是急性心肌梗死(AMI)住院死亡的主要原因。尽管经皮冠状动脉介入治疗(PCI)的早期血运重建被认为是标准治疗,并且在过去几年中已经使用了机械循环支持(MCS),死亡率仍然高达50%。由于CS人群的异质性较大,个体死亡风险具有高度变异性。目前,关于CS患者管理的决策主要涉及临床敏锐度,与多学科CS团队的临床经验相关——注册登记研究在一定程度上支持结局改善。个体患者预后的估计对于进一步的治疗决策至关重要,例如更积极的干预(包括MCS)或因无效而降级。此外,需要对人群进行更好的风险分层,以在CS中进行临床研究,在CS临床研究中,需要更好的人群风险分层,以制定更精确的靶向治疗,并增加不同研究的可比性。存在多个风险评分来预测CS患者的死亡率。但是,需要多个输入变量,包括临床、血管造影和生物标志物参数,这降低了其临床适用性尽管这些评分可以提供死亡风险分层,但到目前为止,它们未能以一种易于沟通的方式提供有意义的CS严重程度表征并告知治疗决策。此外,不存在试验确定总体疾病严重程度可能对现有治疗干预的风险-获益特征。基于这些考虑,本分析的目的是通过发生以下情况证明CS并发AMI的早期危险分层和验证一个容易应用和客观的风险评分,包括预后上最重要的生物标志物。项目按照现有统计框架进行。
方法生物标志物分析
根据预先定义的标准化预分析方案,在导管室抽取乙二胺四乙酸(EDTA)和肝素化血液以及血清,用于在初始PCI期间和之后3天的处理和储存。样本在g下离心60mi,分装、储存并在-80℃下运输到莱比锡大学的核心实验室。有关生化方法的详细描述,请参见在线补充资料,表S2.
之前已报告过IABP-SHOCKII人群的血样采集。乳酸盐值来自中心,并从病例报告表中获得。胱抑素C、N末端B型利钠肽前体(NT-proBNP)和白细胞介素-6分析由核心实验室在-80℃下储存的血清和肝素锂血浆进行。
统计分析、模型开发和验证
模型开发
对于模型开发,我们考虑了30个临床特征以及28个血液生物标志物作为候选变量。通过区域双曲线转换数值变量,以达到正态分布。由于候选变量总数较多(n=58),选择惩罚多变量逻辑回归技术,最小绝对收缩和选择运算符(LASSO)。与传统的逐步多变量回归模型相比,该技术能够实现更严格的变量选择,并且不太可能高估预测值。对于LASSO回归,必须定义收缩参数λ。λ调节模型的严格性:λ值越高,模型中包含的候选变量越少,因为更多变量被“惩罚”(即排除)。对于我们的最终模型,λ设定为产生包括所有58个候选变量的模型预测把握度的至少97%。在所有临床和实验室候选变量中,LASSO回归分析确定了具有最高预后性能的最简约风险预测模型的变量。这产生了具有四个预测变量的最终模型,这是具有以下结构的线性函数:线性预测因子=nt系数1*变量1系数2*变量2系数3*变量3系数4*变量4.通过将逆logit函数应用于该线性预测因子,获得评分计数,即30天死亡率在0-1之间的概率(乘以作为百分比)。为计算4个最终变量对总预测性能的相对贡献,将CLIP方程的系数除以相应的标准差。通过多重插补完成缺失值。
模型验证、辨别和校准
使用个bootstrap样本对模型进行内部验证。对于内部-外部(时间)确认,CULPRIT-SHOCK群体按随机化日期进行非随机拆分。相同模型为在前三分之二(n=)中开发,并验证后三分之一的人群(n=)。最后,来自IABP-SHOCKII生物标志物亚研究的例患者进行了外部验证。应用校正项校正较低IABP-SHOCKII试验的子集的死亡率(32.5%vs.40.2%)。预测模型的发展和验证如图1所示。
区别通过曲线下面积(AUC)评估(ROC、c指数或c统计量)。用显示观察和预测30天死亡率之间关系的校准曲线的截距和斜率来评价校准。用决策曲线分析评估临床有用性。Kaplan–Meier曲线用于额外显示按预测死亡率三分位数分层的患者死亡率。经DeLong法,将CLIP评分与简化急性生理学评分II(SAPSII)IABP-SHOCKII风险评分和SHOCK试验评分比较。
多变量逻辑回归用于研究以下因素的相关性:53个临床和实验室变量,校正年龄,肾功能、糖尿病、性别、体重指数和血运重建分层调整30天死亡率(在线补充材料,表S3)。
结果研究人群和队列
入组CULRIT-SHOCK试验的例患者中,例患者可以被评价。其中,例患者可纳入风险预测模型的开发中(图1)。没有生物样本库样本的患者(n=)年龄较大、收缩压和舒张压值较低、动脉乳酸盐2mmol/L的患病率较高,且手术成功率较低。两组患者全因30天死亡率没有显著差异[43.4%(/)vs51.1%(/),P=0.;在线补充材料,表S1]。
表1描述了评分发展队列的基线特征(CULPRIT-SHOCK,n=)和外部验证队列(IABP-SHOCKII,n=)。与验证队列相比,发展队列患者的收缩压和舒张压较高,皮肤和四肢不常冷、湿、既往心肌梗死和已知肾功能不全较少。在发展队列中,随机化前24小时内复苏发生得更频繁,NT-proBNP和肌酐水平较低。手术成功在发展队列中更常见。
模型开发和内部验证
通过应用前面指定的程序,正则化参数λ设定为0.12。因此,惩罚多变量逻辑回归技术显示了4种血液生物标志物,即胱抑素C、乳酸盐、NT-proBNP和白细胞介素-6,可预测30天死亡率(图2A和B)。使用CLIP评分方程,可根据这4种生物标志物的血清血液浓度直接计算CS并发AMI患者的30天死亡风险(图2C)。各参数对死亡率预测的相对贡献见图3。
使用CULPRIT-SHOCK队列(n=)的个样本进行内部验证,显示c指数为0.82(95%CI0.78–0.86)。整个CULPRIT-SHOCK群体的校准图和决策曲线分析见在线补充材料,图S1和S2。
内部-外部(时间)确认
在CULPRIT-SHOCK人群(n=)的前三分之二中,开发了基于4个血液参数的相同预测模型,用于内部-外部(时间)验证。在后三分之一的CULPRIT-SHOCK种群中,它产生了一个c-统计量为0.82(95%CI0.75–0.89)。按预测风险三分位数列出的Kaplan–Meier估计的累积事件发生率见图4。根据内-外(暂时)验证队列的决策曲线分析,校准曲线和临床有用性评估可在在线补充材料中找到。以下模型校准良好,显示出较大的积极净获益(在线补充材料,图S3和S4)。
CLIP评分与确定的风险预测评分比较
在CULPRIT-SHOCK人群的后三分之一(n=)中,CLIP评分的鉴别能力(c-统计量)高于SAPSII[0.83(95%CI0.77–0.90)vs.0.62(95%CI0.53-0.72),P0.],IABP-SHOCKⅡ评分[0.83(95%CI0.77–0.90)vs.0.76(95%CI0.68–0.84),P=0.03]和Sleeper等人的评分[0.83(95%CI0.77–0.90)vs.0.57(95%CI0.47-0.66),P0.]。与单独CLIP评分相比,IABP-SHOCKII风险评分和CLIP评分未改善c-统计量[0.81(95%CI0.74-0.88)vs.0.83(95%CI0.76-0.90);P=0.32]接收器操作员特征如图5所示。
讨论当前分析的主要结果如下:(i)开发基于血液生物标志物的风险预测模型,使用首字母缩写CLIP评分(胱抑素C、乳酸盐、白细胞介素-6、NT-proBNP)预测CS并发AMI患者的30天死亡概率;(ii)该评分得到广泛验证,和(iii)胜过SAPSII和IABP-SHOCKII风险评分。
在CS中,早期风险预测对于进一步治疗策略的决策至关重要,如开始MCS或因无效而停止治疗。此外,正确的风险分层可能有助于未来临床研究的设计,以提供更个体化和量身定制的治疗,并增加不同试验人群之间的可比性。早期引入的CS的死亡风险评分具有局限性,例如样本量较小、在PCI前时代开发和/或缺乏强有力的验证。最近,两种死亡率预测模型从大型临床试验/研究开发的已被发表。Harjol等人从CardShock推导评分系统研究,与作为CS病因学的AMI无特定相关性。我们组从IABP-SHOCKII试验中引入了CS并发AMI的死亡风险评分。CardShock评分已在IABP-SHOCKII队列中得到确认,反之亦然。但是,两个评分均包括关于患者既往病史的参数(IABP-SHOCKII风险评分:卒中史;CardShock风险评分:既往AMI或冠状动脉旁路移植术)。由于患者入院的急诊环境以及许多CS患者表现为精神状态受损或机械通气,通常缺乏既往疾病的信息。此外,CardShock风险评分包括临床发现意识模糊以及左心室射血分数。IABP-SHOCKII评分包括PCI后TIMI血流。所有这些都是在一定程度上的主观变量,限制了这些变量的客观性评分。最近,心血管血管造影学会和基于专家共识引入并验证了两个CS队列。然而,由于SCAI分类中的许多变量通常不进行常规评估,因此验证依赖于组的主观聚类。综上所述,之前引入的评分有很多限制而且需要很多主观参数。
评估CS中不同非主观生物标志物的预后价值的研究已经在IABP-SHOCKII试验的单中心患者亚群和CardShock人群中进行。Rueda等人基于CardShock种群最近发表蛋白质组学方法用于CS中的死亡风险估计。尽管该研究可能为CS提供病理生理学见解,它有几个局限性,如样本量小尺寸和缺乏内部-外部和外部确认。此外,由于缺乏对四种选定的非常规蛋白的自动化测量,该评分在临床上并不广泛适用。
据我们所知,CLIP评分是CS中第一个系统评价客观、常规可用以及新型AMI和CS中死亡率预测的生物标志物。CLIP评分的主要优势在于,它只包括四种常规可用的生物标志物,它们的表现优于临床参数和新型生物标志物。所有四种生物标志物均已在市售24/7实验室分析仪上建立,应在较短的周转时间内在专门的电击中心获得。体外诊断批准的市售检测试剂盒和4种生物标志物的外部熟练度检测项目的可用性使得实验室独立、标准化测量和CLIP评分计算可行。无需考虑临床、PCI相关或回忆特征,也无需进行手动评分,从而提高了评分的客观性。
4种生物标志物都参与了CS的生理学路径。正如以前的报道,乳酸作为一个决定整体组织低氧血症最强的预测因素。第二个相关的预测因子NT-proBNP已被广泛用作充血性心力衰竭心脏壁应激的标志物。其在CS中的预后相关性已在之前的较小研究中得到证实。此外从病理生理学上讲,心力衰竭程度越高,死亡率就越高。三,促炎性细胞因子白细胞介素-6是一个重要的决定因素。这与以前的研究结果一致,即全身炎症在CS的病理生理学中起关键作用。预测模型中的第四个促成因素是胱抑素C。肾功能参数之前已被描述为与CS具有预后相关性,并被纳入IABP-SHOCKII和CardShock风险评分。与我们的结果相反,在iabpshockII生物标志物人群中,肌酐在死亡率预测方面优于胱抑素C。然而,我们的结果与以前的大型研究结果一致,显示胱抑素C在一般人群荟萃分析和急性冠状动脉综合征患者中的预后优于肌酐。
胱抑素C可能比肌酐具有更高的诊断准确性,因为它受肌肉质量的影响较小。此外,胱抑素C可能参与炎症反应,例如,通过改变巨噬细胞对γ-干扰素的反应。这可能部分解释了其在CS背景下的强预测能力。
CLIP评分也可能有助于临床决策管理策略的选择(例如是否开始MCS或因无效而停止治疗)。然而,分数的计算不是决定这种影响深远的决定的唯一变量,这必须考虑到许多其他因素。如患者意愿、合并症和神经系统情况。CLIP分数可能会提供有价值的帮助。
译者:李慧丽
编辑:黄琰
CardiothoracicSurgery