《Journal of the American Heart Association》：Pre‐ and Immediate Postoperative Prediction Model for Organ Dysfunction or Death Early After Cardiac Surgery: A Post Hoc Analysis of a Multicenter Randomized Trial
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背景：心脏外科手术患者发生器官功能障碍或死亡仍较常见。然而，当前的风险分层工具未能充分整合术前脆弱性与即刻术后生理紊乱。本研究旨在开发一个整合这些关键时间点的预测模型，以识别术后48小时存在器官功能障碍或死亡的高风险患者。方法：本研究是对接受心脏外科手术患者（
背景：心脏外科手术患者发生器官功能障碍或死亡仍较常见。然而，当前的风险分层工具未能充分整合术前脆弱性与即刻术后生理紊乱。本研究旨在开发一个整合这些关键时间点的预测模型，以识别术后48小时存在器官功能障碍或死亡的高风险患者。方法：本研究是对接受心脏外科手术患者（n=1394）的一项国际多中心随机对照试验的事后分析。将预设的患者特征（年龄、临床衰弱量表(Clinical Frailty Scale)、存在营养风险、联合手术、急诊手术、中重度慢性肾脏病、左室射血分数(left ventricular ejection fraction, LVEF)、欧洲心脏手术风险评估系统II(European System for Cardiac Operative Risk Evaluation II, EuroSCORE II)、体外循环(cardiopulmonary bypass, CPB)时长、性别、查尔森合并症指数(Charlson Comorbidity Index)和序贯器官衰竭评估(Sequential Organ Failure Assessment, SOFA)评分）纳入采用Bootstrap验证的Logistic回归模型。结果：共有434例（31.1%）患者在术后48小时发生器官功能障碍或死亡。术前模型确定临床衰弱量表、营养风险、急诊手术和欧洲心脏手术风险评估系统II是术后48小时器官功能障碍或死亡的显著预测因子（乐观校正后受试者工作特征曲线下面积(area under the receiver operating characteristic curve)，0.644 [95% CI, 0.610–0.678]）。纳入术后变量（重症监护室(intensive care unit, ICU)入院时的序贯器官衰竭评估评分和体外循环时长）提高了预测性能（受试者工作特征曲线下面积，0.773 [95% CI, 0.745–0.801]）。结论：与使用单纯术前变量相比，纳入手术当日收集的变量显著提高了预测心脏外科术后48小时器官功能障碍或死亡的能力。这一务实且具有临床可操作性的模型可能有助于针对性资源分配和个性化干预，并为未来研究提供分层工具。注册：URL: clinicaltrials.gov；唯一标识符：NCT02002247。
研究背景方面，心脏外科试验面临关键挑战，传统复合终点如主要不良心脑血管事件未能捕捉驱动ICU停留时间延长和资源使用增加的术后器官功能障碍谱系。虽然这些缺血终点在心脏病学中有价值，但接受心脏外科手术的患者面临不同风险，包括急性肾损伤、呼吸衰竭和血管活性药物依赖，这些更能通过持续性器官功能障碍反映。现代外科技术和围手术期护理的进步使基线特征改善，降低了30天内持续性器官功能障碍或死亡率，使得在不使用患者选择富集策略的情况下检测治疗效果日益困难。然而，常由持续性器官功能障碍引发的 prolonged ICU停留仍是主要负担，占心脏外科成本30%以上并与长期功能衰退相关。术后前48小时是关键节点，此时未解决器官功能障碍的患者面临3至5倍更高死亡率和住院时间延长。因此，48小时时间点是基于预测特征识别器官功能障碍增加风险患者、评估干预有效性并相应调整治疗计划以改善预后的关键窗口。现有风险分层工具未能充分整合术前脆弱性与即刻术后生理紊乱，导致试验效率低和床边决策延迟，故开展此项研究以开发整合术前与即刻术后变量的预测模型。
研究人员基于SUSTAIN CSX（Sodium Selenite Administration in Cardiac Surgery）试验开展了一项事后分析，该试验是一项在国际加拿大和德国23个中心进行的多中心、随机、双盲对照试验，纳入1394例接受体外循环下心内停跳心脏手术的患者。研究人员得出结论，整合术前脆弱标志物（临床衰弱量表(Clinical Frailty Scale)、营养风险、欧洲心脏手术风险评估系统II(EuroSCORE II)、急诊手术、联合手术）与即刻术后特征（体外循环(CPB)时长、ICU入院时序贯器官衰竭评估(SOFA)评分）显著有助于预测术后48小时器官功能障碍或死亡，优于仅考虑术前预测因子。该模型具有重要意义，可实现预测富集、减少人群异质性和增强试验效率，并在床边实现早期高风险检测、针对可修饰因素的干预和动态调整监测。
论文发表在《Journal of the American Heart Association》。
作者为开展研究用到的主要关键技术方法包括：基于SUSTAIN CSX试验的1394例患者数据集进行事后分析；考察10个术前变量（年龄、性别、查尔son合并症指数、欧洲心脏手术风险评估系统II、临床衰弱量表、营养风险、中重度慢性肾脏病、左室射血分数(LVEF)、联合手术、急诊手术）和2个即刻术后变量（体外循环时长、ICU入院时序贯器官衰竭评估评分）；采用Logistic回归模型，对连续变量考虑限制性立方样条以允许非线性关系，使用向后逐步选择近似AIC，采用多重插补处理缺失值（生成20个插补数据集），运用Bootstrap验证（基于1000个Bootstrap样本）估计乐观偏差并校正C指数、Brier评分和广义R2，使用Rubin规则合并参数估计，通过方差膨胀因子评估共线性，采用校准图和Spiegelhalter检验评估校准度。
研究结果部分保留小标题并说明如下：
Patient Cohort and Characteristic Variables：研究人员分析了SUSTAIN CSX试验纳入的全部1394例患者，术后48小时共有434例（31.1%）发生器官功能障碍或死亡（13例死亡，421例器官功能障碍）。通过比较有无器官功能障碍或死亡患者的特征，发现事件组女性比例更高（P=0.005）、年龄更大（P=0.01）、急诊手术更多（P=0.005）、营养风险更高（P=0.002）、ICU入院时SOFA评分更高（P<0.0001）、EuroSCORE II更高（P<0.0001）、临床衰弱量表评分更高（P<0.0001）、中重度慢性肾脏病患病率更高（P=0.01）、CPB时长更长（P<0.0001）、LVEF更低（P<0.0005）。
Use of Preoperative Candidate Predictors to Model Presence of Organ Dysfunction or Death 48 Hours After Surgery：研究人员构建仅含10个术前预测因子的模型，向后逐步选择去除了年龄、性别、查尔森合并症指数、联合手术、中重度慢性肾脏病和LVEF（样条模型），保留临床衰弱量表、营养风险、急诊手术和EuroSCORE II。推荐的术前选定线性模型乐观校正C指数为0.644（95% CI, 0.610–0.678），校准良好（Spiegelhalter P=0.98），但判别能力中等。
Use of Preoperative and Immediate Postoperative Candidate Predictors to Model Presence of Organ Dysfunction or Death 48 Hours After Surgery：当纳入即刻术后变量CPB时长和ICU入院时SOFA评分后，模型性能显著提升。选定模型包含SOFA评分、临床衰弱量表、营养风险、联合手术、急诊手术、EuroSCORE II和CPB时长（线性项）。推荐的术前加即刻术后选定线性模型乐观校正C指数为0.773（95% CI, 0.745–0.801），校准良好（Spiegelhalter P=0.97）。ROC曲线显示加入术后变量后敏感度与特异度均改善，真阳性估计概率从36%升至47%，真阴性从29%降至24%。
讨论部分总结：研究人员指出当前风险分层模型不完整，未纳入即刻术后标志物如早期SOFA评分和CPB时长以实现实时风险评估，阻碍试验效率和床边决策。所提出的整合术前脆弱与即刻术后反应的解决方案提供三方面进展：实现预测富集以选择最可能获益患者、减少掩盖治疗效果的人群异质性、通过优化样本量和验证复合终点增强试验效率。研究人员确认衰弱（临床衰弱量表）是术后48小时器官功能障碍的强关联因子，营养风险是可靠预测因子，EuroSCORE II虽在临床应用但>5%切点不再有效，急诊手术、联合手术及CPB时长延长均增加风险，ICU入院时SOFA评分是可靠预后工具。该模型适用于所有心脏外科手术，可用于试验富集、指导早期ICU监护及补充现有评分。局限性包括二阶模型仅适用于术后48小时内入组/随机化试验，LVEF缺失15%，需在前瞻性研究中独立验证，但数据源自多中心大样本具一定推广性。
结论部分翻译：这项多中心临床试验的事后分析利用可操作的、常规可用的变量识别了高风险亚群，弥合了试验效率与个性化护理之间的关键差距。提出的模型表明，结合术前与即刻术后患者特征——包括SOFA评分、临床衰弱量表、营养风险、存在联合手术、手术紧急程度、EuroSCORE II和CPB时长——可能有助于预测心脏外科术后器官功能障碍或死亡的风险。仅包含线性项的简化模型表现与包含某些数值预测因子限制性立方样条的更复杂模型相当。将这些变量纳入临床决策和未来试验设计，能够识别最可能从针对性干预中获益而非仅考虑术前特征的高风险患者。
