血小板-白蛋白-胆红素评分与重症监护病房(ICU)收治的心力衰竭患者全因死亡率之间的关联:一项回顾性队列分析及基于机器学习的预后建模研究
《Frontiers in Cardiovascular Medicine》:Association between the platelet-albumin-bilirubin score and all-cause mortality in ICU-admitted heart failure patients: a retrospective cohort analysis and machine learning-based prognostic modeling
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时间:2025年10月24日
来源:Frontiers in Cardiovascular Medicine 2.9
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PALBI评分通过整合血小板计数、白蛋白和胆红素水平,独立预测ICU重症心衰患者30天及360天全因死亡率,高评分组死亡率显著升高(HR 1.36/1.22),机器学习模型(如Ridge)验证其预测效能(AUC 0.76),为临床风险分层提供新工具。
心力衰竭(Heart Failure, HF)是一种复杂的临床综合征,其核心特征是心脏泵血功能下降,导致重要器官和组织的血液供应不足。HF已成为全球范围内重要的公共卫生问题,尤其在重症监护病房(Intensive Care Unit, ICU)中,HF患者常常面临严重的并发症,且其预后往往较差。据研究显示,美国约有670万成年人患有HF,预计到2030年这一数字可能上升至870万。HF患者中,约有14%的ICU住院病例主要由HF引起,其中约52.8%的患者在一年内发生死亡或再住院。这些数据表明,HF患者在ICU中的病情复杂且预后不佳,因此需要更加精准的预后评估工具。
肝功能异常在HF患者中非常常见,这主要与HF引发的多种病理生理机制有关。例如,心力衰竭可能导致肝脏淤血(congestive hepatopathy)或急性心源性肝损伤(acute cardiogenic liver injury),从而影响肝脏的正常功能。此外,肝病本身也可能加重心脏负担,形成心肝之间的双向相互作用。因此,肝功能指标,如血清胆红素和白蛋白水平,常被用作评估HF患者预后的关键参数。研究表明,胆红素升高与HF患者的不良预后密切相关,而低白蛋白血症和血小板减少也显著增加了HF患者的死亡风险。
为了更全面地评估HF患者的预后,近年来研究者提出了一个整合血小板计数、白蛋白和胆红素水平的新型评分系统——血小板-白蛋白-胆红素(Platelet-Albumin-Bilirubin, PALBI)评分。该评分最初用于肝细胞癌的预后评估,旨在预测肝脏功能储备和生存率。随着研究的深入,PALBI评分逐渐被应用于其他疾病领域,包括急性呼吸窘迫综合征(Acute Respiratory Distress Syndrome, ARDS)。然而,关于PALBI评分在ICU住院HF患者中的预测价值,目前仍缺乏充分的证据支持。
本研究旨在填补这一知识空白,通过分析ICU入院HF患者的PALBI评分,评估其对30天和360天全因死亡率的预测能力。研究团队利用了MIMIC-IV v3.1数据库,该数据库由麻省理工学院(MIT)的计算生理学实验室管理,涵盖了贝斯以色列女执事医疗中心(Beth Israel Deaconess Medical Center)的大量ICU临床数据。研究共纳入4,318名HF患者,其中男性占57%,中位年龄为73岁。通过计算患者入院时的PALBI评分,并将其分为三个 tertile(即分位数组),研究人员使用Kaplan-Meier生存曲线和log-rank检验分析不同组别间的全因死亡率差异。结果表明,最高PALBI tertile组的30天和360天全因死亡率分别为30%和52%,显著高于最低组的20%和39%。此外,多变量Cox回归分析进一步证实了PALBI评分与死亡风险之间的独立关联,30天死亡风险的比值比(Hazard Ratio, HR)为1.36(95%置信区间:1.12–1.64,p=0.002),而360天的HR为1.22(95%置信区间:1.03–1.44,p=0.019)。
除了传统的统计方法,研究还引入了机器学习模型,以进一步提高对30天死亡率的预测能力。研究团队将PALBI评分与其他临床特征(如年龄、血压、实验室指标、药物使用等)结合,构建了多种机器学习模型,包括决策树(Decision Tree, DT)、岭回归(Ridge Regression)、K近邻(K-Nearest Neighbors, KNN)、LightGBM、随机森林(Random Forest, RF)、XGBoost、支持向量机(Support Vector Machine, SVM)和多层感知器(Multilayer Perceptron, MLP)。通过比较这些模型的预测性能,研究发现岭回归模型在30天死亡率预测中表现最佳,其曲线下面积(Area Under the Curve, AUC)达到0.76。这表明,PALBI评分不仅在传统统计分析中显示出良好的预后价值,而且在机器学习模型中也具备较强的预测能力。
研究结果还揭示了PALBI评分与HF患者死亡风险之间的非线性关系。通过使用受限立方样条(Restricted Cubic Spline, RCS)回归分析,研究人员发现,随着PALBI评分的增加,死亡风险呈非线性上升趋势。这一发现强调了PALBI评分在不同严重程度HF患者中的动态变化,提示其在评估患者病情时可能具有更精细的分层能力。此外,分组分析显示,PALBI评分与全因死亡率之间的关联在不同临床亚组中保持稳定,例如在性别、种族、脑血管疾病、慢性阻塞性肺疾病(COPD)以及机械通气(MV)使用情况的分组中,均表现出显著的预测能力。值得注意的是,性别对PALBI评分与30天死亡率之间的关系存在显著交互作用,男性患者在较高PALBI评分下的死亡风险高于女性患者,这可能与男性更常见的缺血性HF以及更强的系统性炎症反应有关。
研究还探讨了PALBI评分的临床适用性。由于该评分基于常规实验室检测指标(血小板计数、白蛋白和胆红素),因此具有较高的可操作性和临床实用性。相比其他依赖主观评估的评分系统,如Child-Pugh评分或纽约心脏协会(New York Heart Association, NYHA)分级,PALBI评分完全由客观实验室数据构成,减少了不同观察者之间的主观差异,提高了结果的可重复性和稳定性。此外,研究提出了一个具体的PALBI评分阈值(?2.45),该阈值来源于30天死亡率的ROC曲线分析。这一阈值将患者分为高风险(PALBI > ?2.45)和低风险(PALBI ≤ ?2.45)组,为临床医生提供了一个简便、客观的工具,以识别ICU中高风险的HF患者,并据此制定更为个性化的治疗策略。
然而,本研究也存在一定的局限性。首先,由于数据来源于单一中心的回顾性分析,可能引入选择偏倚,限制了因果推断的可靠性。其次,尽管研究团队在多变量模型中考虑了多种潜在的混杂因素,但无法完全排除残余混杂的影响。此外,由于MIMIC-IV数据库的限制,研究未能纳入BNP(B-type natriuretic peptide)或NT-pro BNP(N-terminal pro-B-type natriuretic peptide)等重要的HF相关生物标志物,这可能影响评分的准确性和全面性。最后,研究未包含NYHA分级数据,尽管研究团队通过左心室射血分数(Left Ventricular Ejection Fraction, LVEF)等客观指标进行了调整,但这一缺失仍可能影响对HF患者心功能的全面评估。
尽管存在上述局限性,本研究的发现仍具有重要的临床意义。首先,PALBI评分作为一种简单、客观的工具,能够有效整合多个关键的预后指标,从而提高对HF患者死亡风险的预测能力。其次,该评分在不同临床亚组中表现出良好的稳定性,表明其可能适用于更广泛的HF患者群体。最后,研究结果为临床医生提供了基于实验室数据的决策支持,有助于优化HF患者的管理策略,如加强血流动力学监测、实施更积极的利尿治疗或早期多学科干预。未来的研究应进一步验证PALBI评分在不同人群和医疗体系中的适用性,并探索其在更广泛临床场景中的应用潜力。
综上所述,本研究通过系统的回顾性分析和机器学习模型构建,证实了PALBI评分在ICU住院HF患者中的独立预后价值。这一发现不仅拓展了PALBI评分的应用范围,还为HF的临床管理提供了新的视角和工具。随着对心肝相互作用和多器官功能障碍机制的进一步研究,PALBI评分有望成为评估HF患者预后的重要指标之一。此外,研究提出的性别差异和具体的评分阈值,也为实现个体化医疗提供了可能的依据。未来的研究需要在更大规模的多中心数据库中进行验证,以确保PALBI评分的广泛适用性和临床可靠性。
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