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基于APRI和PALBI构建的列线图对肝硬化并发食管胃底静脉曲张破裂出血的预测价值
DOI: 10.12449/JCH240314
Establishment of a nomogram model for predicting liver cirrhosis with esophagogastric variceal bleeding based on aspartate aminotransferase-to-platelet ratio index and platelet-albumin-bilirubin score
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摘要:
目的 评估天冬氨酸转氨酶与血小板比值指数（APRI）和血小板-白蛋白-胆红素评分（PALBI）对肝硬化并发食管胃底静脉曲张破裂出血风险的预测价值。 方法 选取苏州大学附属第一医院于2021年5月—2022年6月收治的肝硬化患者119例，收集患者的临床资料、血常规、血清生化及血凝等检查结果。根据是否合并食管胃底静脉曲张破裂出血，将患者分为未出血组（n=59）和出血组（n=60），比较组间差异。正态分布的计量资料两组间比较采用独立样本t检验，非正态分布的计量资料两组间比较采用Mann-Whitney U检验。计数资料组间比较采用χ2检验或Fisher精确概率法。使用多因素Logistic回归分析，筛选肝硬化并发食管胃底静脉曲张破裂出血的独立危险因素，并构建列线图预测模型。 结果 出血组男性患者占75.00%，未出血组男性患者占40.68%，两组在性别构成方面，差异具有统计学意义（χ2=14.384，P<0.001）。出血组和未出血组患者病因均以慢性乙型肝炎为主（53.33% vs 38.98%），两者构成比差异无统计学意义（χ2=2.464，P=0.116）。出血组患者抗凝血酶原Ⅲ活性（AT-IIIA）水平高于未出血组（t=3.329，P=0.001），PLT、TBil、Ca、TC、TT水平则低于未出血组（P值均<0.05）。APRI和PALBI在出血组和未出血组之间比较，差异均有统计学意义（χ2值分别为6.175、19.532，P值均<0.05）。进一步二元Logistic回归分析发现，APRI（OR=0.309，95%CI：0.109～0.881，P=0.028）、PALBI（OR=7.667，95%CI：2.005～29.327，P=0.003）、Ca（OR=0.001，95%CI：0.000～0.141，P=0.007）、TC（OR=0.469，95%CI：0.226～0.973，P=0.042）和TT（OR=0.599，95%CI：0.433～0.830，P=0.002）是影响肝硬化并发食管胃底静脉曲张破裂出血的独立影响因素。基于以上因素建立列线图模型，一致性指数（C-index）为0.899，校准曲线拟合良好。 结论 APRI及PALBI对肝硬化并发食管胃底静脉曲张破裂出血具有良好的预测价值，基于本研究构建的列线图模型可以个体化预测肝硬化患者食管胃底静脉曲张破裂出血发生率。 Abstract:Objective To investigate the value of aspartate aminotransferase-to-platelet ratio index （APRI） and platelet-albumin-bilirubin （PALBI） score in predicting the risk of esophagogastric variceal bleeding in patients with liver cirrhosis. Methods A total of 119 patients with liver cirrhosis who were admitted to The First Affiliated Hospital of Soochow University from May 2021 and June 2022 were enrolled， and clinical data， routine blood test results， serum biochemistry， and coagulation test results were collected from all patients. According to the presence or absence of esophagogastric variceal bleeding， the patients were divided into non-bleeding group with 59 patients and bleeding group with 60 patients， and a comparative analysis was performed for the two groups. The independent samples t-test was used for comparison of normally distributed continuous data between two groups， and the Mann-Whitney U test was used for comparison of non-normally distributed continuous data between two groups； the chi-squared test or the Fisher’s exact test was used for comparison of categorical data between groups. The multivariate Logistic regression analysis was used to identify the independent risk factors for esophagogastric variceal bleeding in patients with liver cirrhosis and establish a nomogram predictive model. Results The male patients accounted for 75.00% in the bleeding group and 40.68% in the non-bleeding group， and there was a significant difference in sex composition between the two groups （χ2=14.384， P<0.001）. Chronic hepatitis B was the main etiology in both the bleeding group and the non-bleeding group （53.33% vs 38.98%）， and there was no significant difference in composition ratio between the two groups （χ2=2.464， P=0.116）. Compared with the non-bleeding group， the bleeding group had a significantly higher activity of AT-IIIA （t=3.329， P=0.001） and significantly lower levels of PLT， TBil， Ca， TC， and TT （all P<0.05）. There were significant differences in APRI and PALBI between the two groups （χ2=6.175 and 19.532， both P<0.05）. The binary logistic regression analysis showed that APRI （odds ratio ［OR］=0.309， 95% confidence interval ［CI］： 0.109 — 0.881， P=0.028）， PALBI （OR=7.667， 95%CI： 2.005 — 29.327， P=0.003）， Ca （OR=0.001， 95%CI： 0.000 — 0.141， P=0.007）， TC （OR=0.469， 95%CI： 0.226 — 0.973， P=0.042）， and TT （OR=0.599， 95%CI： 0.433 — 0.830， P=0.002） were independent influencing factors for esophagogastric variceal bleeding in liver cirrhosis. A nomogram model was established based on the above factors and had an index of concordance of 0.899 and a well-fitted calibration curve. Conclusion APRI and PALBI have a good value in predicting esophagogastric variceal bleeding in patients with liver cirrhosis， and the nomogram model established based on this study can predict the incidence rate of esophagogastric variceal bleeding in patients with liver cirrhosis. -
Key words:
- Liver Cirrhosis /
- Esophageal and Gastric Varices /
- Gastrointestinal Hemorrhage /
- APRI /
- PALBI /
- Nomograms
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肝硬化是由慢性肝病演化而成的严重病理阶段，主要特征包括肝弥漫性纤维化、内外血管增殖、产生假小叶等，在代偿期其临床症状不显著，失代偿期的主要特点是严重肝损伤与门静脉高压；经常伴随腹水及肝性脑病和癌变等并发症，致使多脏器衰竭，最终死亡［1］。食管胃底静脉曲张破裂出血存在极高的病死率，是最常见的消化系统急症之一。胃肠镜目前仍然是筛查消化道静脉曲张及评估出血风险的“金标准”，但由于其属于侵入性检查手段，在检查时会使患者产生不适感，且有可能存在麻醉意外，因此在平时的监测中有一定的局限性。因此，寻找无创性指标显得十分重要。近年来，已经开发了几种无创性指标，用于预测食管胃底静脉曲张及破裂出血，如天冬氨酸转氨酶与血小板比值指数（APRI）、肝纤维化指数-4（FIB-4）、King评分、血小板-白蛋白-胆红素评分（PALBI）等［2-3］。本研究拟评估APRI及PALBI对肝硬化并发食管胃底静脉曲张破裂出血的预测价值。
1. 资料与方法
1.1 研究对象
选取本院于2021年5月—2022年6月收治的肝硬化患者进行回顾性分析。纳入标准：（1）肝硬化诊断符合《肝硬化诊治指南》［1］；（2）肝硬化并发食管胃底静脉曲张破裂出血患者还需满足下列标准：5天内有消化道出血征象（如呕血、黑便、粪隐血试验阳性等），或通过胃镜或CT等设备检查，确诊为急性食管胃底静脉曲张破裂出血，并经内镜下硬化剂注射或曲张静脉套扎治疗。排除标准：（1）缺失临床诊治资料者；（2）非近5天内发生的急性消化道出血；（3）合并消化性溃疡；（4）合并肝癌等恶性肿瘤；（5）合并严重的心、肺、肾脏疾病；（6）合并血液系统原发疾病；（7）曾行脾切除术、肝移植、经颈静脉肝内门体分流术的患者［4］。
1.2 研究指标
收集患者的年龄、性别、病史、入院之后的第一次实验室检查结果，包括AST、Alb、WBC、血清钙（Ca）、总胆固醇（TC）、甘油三酯（TG）、低密度脂蛋白（LDL）、凝血酶原时间（PT）、活化部分凝血酶原时间（APTT）、凝血酶时间（TT）、抗凝血酶原Ⅲ活性（AT-ⅢA）等。
1.3 计算公式
APRI=［AST（U/L）/AST正常值上限（U/L）×100］/PLT（×109/L）；AST正常上限值为40 U/L。PALBI=2.02×log10［TBil（μmol/L）］－0.37×log10［TBil（μmol/L）］2－0.04×Alb（g/L）－3.48×log10［PLT（1 000/μL）］+1.01×log10［PLT（1 000/μL）］2。PALBI分为3级：≤-2.53分为1级；>-2.53分且≤-2.09分为2级；>-2.09分为3级［5］。
1.4 统计学方法
采用SPSS 27.0进行数据分析，符合正态分布的计量资料采用
2. 结果
2.1 临床特征
本研究共纳入119例肝硬化患者，根据是否合并食管胃底静脉曲张破裂出血分为未出血组（n=59）和出血组（n=60），两组基线资料比较见表1。出血组患者年龄35～89岁，男性占75%，女性占25%；年龄构成比分析结果显示，肝硬化并发食管胃底静脉曲张破裂出血患者基本上超过60岁，发生率达49%，30～39岁发生率明显下降（1%）。
表 1 肝硬化并发消化道出血患者临床特征Table 1. Clinical characteristics of patients with liver cirrhosis complicated by gastrointestinal bleeding项目 出血组（n=60） 未出血组（n=59） 统计值 P值 性别［例（%）］ χ2=14.384 <0.001 男 45（75.00） 24（40.68） 女 15（25.00） 35（59.32） 年龄（岁） 58.00±14.48 62.29±14.29 t=-1.626 0.107 肝硬化病因［例（%）］ 乙型肝炎 32（53.33） 23（38.98） χ2=2.464 0.116 酒精性 7（11.67） 1（1.69） χ2=3.261 0.071 血吸虫性 7（11.67） 13（22.04） χ2=2.287 0.130 自身免疫性 1（1.66） 4（6.78） χ2=0.871 0.351 其他 13（21.67） 18（30.51） χ2=0.464 0.496 WBC（×109/L） 3.30（2.45～4.59） 3.03（2.36～4.20） Z=-0.460 0.646 PLT（×109/L） 56.00（43.00～69.25） 65.00（50.00～84.00） Z=-2.318 0.020 TBil（μmol/L） 19.15（12.35～25.93） 31.50（21.90～47.60） Z=-5.084 <0.001 AST（U/L） 31.90（23.28～43.95） 36.80（28.00～47.90） Z=-1.629 0.103 Alb（g/L） 31.18±3.63 30.92±6.23 t=-0.273 0.785 APRI［例（%）］ χ2=6.175 0.013 ≤0.597 25（41.67） 38（64.41） >0.597 35（58.33） 21（35.59） PALBI［例（%）］ χ2=19.532 <0.001 ≤-1.932 49（81.67） 25（42.37） >-1.932 11（18.33） 34（57.63） Ca（mmol/L） 2.02±0.13 2.09±0.15 t=2.677 0.008 TC（mmol/L） 2.92（2.47～3.51） 3.53（3.01～4.12） Z=-3.864 <0.001 TG（mmol/L） 0.95（0.70～1.24） 0.81（0.68～1.05） Z=-1.414 0.157 LDL（mmol/L） 1.63（1.20～2.03） 1.68（1.30～2.02） Z=-0.736 0.462 PT（s） 15.65（14.43～17.08） 15.10（13.50～16.50） Z=-1.789 0.074 APTT（s） 35.50±6.46 36.63±7.34 t=-0.894 0.373 TT（s） 18.15（16.73～19.85） 19.80（18.70～21.20） Z=-4.490 <0.001 AT-ⅢA（%） 62.55±14.99 52.42±18.03 t=3.329 0.001 2.2 APRI、PALBI临界值及实验室指标比较
根据ROC曲线分析得到APRI的最佳临界值为0.597［曲线下面积（AUC）为0.558，P=0.281］，PALBI的最佳临界值为-1.932（AUC为0.706，P<0.001）（图1）。出血组男性比例高于未出血组（P<0.001），且AT-ⅢA高于未出血组（P=0.001）。在PLT、TBil、Ca、TC、TT方面，出血组患者均低于未出血组患者（P值均<0.05）。此外，APRI和PALBI在出血组和未出血组之间分布差异均有统计学意义（P值均<0.05）（表1）。
图 1 APRI及PALBI的ROC曲线Figure 1. The receiver operating characteristic （ROC） curves of APRI and PALBI2.3 二元Logistic回归分析肝硬化并发食管胃底静脉曲张破裂出血的独立影响因素
将表1中有统计学意义的指标进行二元Logistic回归分析，结果显示，APRI、PALBI、Ca、TC和TT是肝硬化并发食管胃底静脉曲张破裂出血的独立影响因素（P值均<0.05），其中APRI>0.597、PALBI≤-1.932为危险因素，Ca、TC、TT为保护因素（表2）。
表 2 影响肝硬化并食管胃底静脉曲张破裂出血的二元Logistic回归分析Table 2. Binary Logistic regression analysis of factors affecting gastrointestinal bleeding in liver cirrhosis变量 B值 SE Wald P值 OR 95%CI APRI -1.173 0.534 4.830 0.028 0.309 0.109～0.881 PALBI 2.037 0.684 8.857 0.003 7.667 2.005～29.327 Ca -7.100 2.622 7.335 0.007 0.001 0.000～0.141 TC -0.758 0.373 4.130 0.042 0.469 0.226～0.973 TT -0.512 0.166 9.516 0.002 0.599 0.433～0.830 AT-ⅢA 0.025 0.023 1.106 0.293 1.025 0.979～1.073 注：APRI≤0.597赋值为0，APRI>0.597赋值为1；PALBI>-1.932赋值为0，PALBI≤-1.932赋值为1。 2.4 列线图构建及其预测性能评估、决策曲线分析
根据二元Logistics回归分析结果，将APRI、PALBI、Ca、TC、TT作为构建预测肝硬化并发食管胃底静脉曲张破裂出血的列线图指标（图2）。模型的AUC为0.899（95%CI：0.830～0.947，P<0.001）（图3）。内部验证结果显示C-index高达0.899，校正曲线与理想曲线相仿，表明列线图模型准确度好（图4）。Hosmer-Lemeshow检验结果显示χ2=8.483，P=0.388，表明本模型拟合优度较高。决策曲线分析显示，基于0.5～0.9阈概率间模型具有比较良好的净获益（图5）。
图 2 基于Logistics回归模型绘制的列线图Figure 2. A nomogram column chart based on a Logistic regression model
图 3 列线图模型的ROC曲线Figure 3. The receiver operating characteristic （ROC） curve of the model3. 讨论
肝硬化并发食管胃底静脉曲张破裂出血为常见的肝硬化并发症之一，其特点是病情急且病死率高（15%～29%）［6-7］。本研究所选患者中，慢性乙型肝炎患者32例，占比53.33%，这表明乙型肝炎是主要的肝硬化病因。60例出血患者中，男性占75.00%，其可能性原因包括男性HBV感染率比女性高，且男性饮酒比例高等［8］。
有研究［9-10］报道，肝硬化患者乙型肝炎相关肝癌及食管胃底静脉曲张都与APRI指标有关联。APRI作为PLT和AST比率指数，由Wai等［11］设计开发，其用意是放大AST和PLT在慢性丙型肝炎患者肝脏不同纤维化程度之间的差异。相关研究［12］显示，APRI作为无创指标，能够有效地排除丙型肝炎等肝纤维化与肝硬化，目前一直作为诊断慢性肝病患者肝纤维化程度的指标［13］，在众多报道［14-15］中得到了证实。关于APRI预测肝硬化并发食管胃底静脉曲张破裂出血的研究相对缺乏。Morishita等［16］研究认为APRI预测有无肝硬化并发食管胃底静脉曲张破裂出血的AUC为0.684。Wang等［17］发现APRI取值0.77预测乙型肝炎肝硬化患者有无食管胃底静脉曲张破裂出血的敏感度为71%，特异度为64%。本研究中，通过ROC曲线分析所得到的APRI的最佳截断值为0.597，与上述研究较为接近。
PALBI是在ALBI基础上进一步优化，将PLT纳入其中。PALBI最初用于肝癌切除术后患者预后研究［5，18］，该研究表明白蛋白和胆红素是评估慢性肝硬化的关键因素，可以代表潜在肝功能对生存的影响，而新纳入的PLT则可以反映门静脉高压的状态。肝硬化易引起门静脉高压，而门静脉压力增高同时也增加了食管胃底静脉曲张破裂出血风险，易引起消化道出血。本研究中，出血组患者PALBI评分明显低于未出血患者，可能提示出血组患者门静脉压力程度高于未出血患者，因而更易出现上述病患。
以往针对APRI、PALBI对肝硬化合并食管胃底静脉曲张破裂出血患者评估作用的研究较少。本研究对此类患者进行回顾性分析，首先利用ROC曲线计算出APRI及PALBI的最佳临界值分别为0.597和-1.932，将APRI和PALBI调整为分类变量，结果显示，出血组患者与未出血组患者在APRI、PALBI、Ca、TC、TT、AT-ⅢA等指标的比较中差异均存在统计学意义（P值均<0.05），为明确APRI联合PALBI的预测价值，采取二元Logistic回归加以多因素研究，证实APRI、PALBI、Ca、TT、TC是肝硬化并发食管胃底静脉曲张破裂出血的独立影响因素，利用APRI、PALBI、Ca、TC、TT等5个指标构建了预测肝硬化并发食管胃底静脉曲张破裂出血的列线图模型，C-index为0.898，表明模型预测性能较好。并且临床决策曲线验证该模型可提供较好的临床净收益。因此，希望本模型可以为肝硬化患者是否发生消化道出血提供有效的临床预测。
本研究尚存在不足之处，作为单中心回顾性分析可能存在选择偏倚，本研究中大部分患者并未进行胃镜检查，无法比较两组患者静脉曲张程度有无差异，可能会对本研究的预测结果产生影响，所以在接下来的研究中，会着重随访相关患者，留存胃镜检查结果，进一步比较静脉曲张程度是否存在差异。由于乙型肝炎在我国高流行，入组患者中乙型肝炎肝硬化患者占大多数；本研究样本量偏小，并且缺乏外部验证，研究结果还需要进一步验证。下一步可收集多中心数据，加强数据可信度。
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图 1 APRI及PALBI的ROC曲线
Figure 1. The receiver operating characteristic （ROC） curves of APRI and PALBI
图 2 基于Logistics回归模型绘制的列线图
Figure 2. A nomogram column chart based on a Logistic regression model
图 3 列线图模型的ROC曲线
Figure 3. The receiver operating characteristic （ROC） curve of the model
表 1 肝硬化并发消化道出血患者临床特征
Table 1. Clinical characteristics of patients with liver cirrhosis complicated by gastrointestinal bleeding
项目 出血组（n=60） 未出血组（n=59） 统计值 P值 性别［例（%）］ χ2=14.384 <0.001 男 45（75.00） 24（40.68） 女 15（25.00） 35（59.32） 年龄（岁） 58.00±14.48 62.29±14.29 t=-1.626 0.107 肝硬化病因［例（%）］ 乙型肝炎 32（53.33） 23（38.98） χ2=2.464 0.116 酒精性 7（11.67） 1（1.69） χ2=3.261 0.071 血吸虫性 7（11.67） 13（22.04） χ2=2.287 0.130 自身免疫性 1（1.66） 4（6.78） χ2=0.871 0.351 其他 13（21.67） 18（30.51） χ2=0.464 0.496 WBC（×109/L） 3.30（2.45～4.59） 3.03（2.36～4.20） Z=-0.460 0.646 PLT（×109/L） 56.00（43.00～69.25） 65.00（50.00～84.00） Z=-2.318 0.020 TBil（μmol/L） 19.15（12.35～25.93） 31.50（21.90～47.60） Z=-5.084 <0.001 AST（U/L） 31.90（23.28～43.95） 36.80（28.00～47.90） Z=-1.629 0.103 Alb（g/L） 31.18±3.63 30.92±6.23 t=-0.273 0.785 APRI［例（%）］ χ2=6.175 0.013 ≤0.597 25（41.67） 38（64.41） >0.597 35（58.33） 21（35.59） PALBI［例（%）］ χ2=19.532 <0.001 ≤-1.932 49（81.67） 25（42.37） >-1.932 11（18.33） 34（57.63） Ca（mmol/L） 2.02±0.13 2.09±0.15 t=2.677 0.008 TC（mmol/L） 2.92（2.47～3.51） 3.53（3.01～4.12） Z=-3.864 <0.001 TG（mmol/L） 0.95（0.70～1.24） 0.81（0.68～1.05） Z=-1.414 0.157 LDL（mmol/L） 1.63（1.20～2.03） 1.68（1.30～2.02） Z=-0.736 0.462 PT（s） 15.65（14.43～17.08） 15.10（13.50～16.50） Z=-1.789 0.074 APTT（s） 35.50±6.46 36.63±7.34 t=-0.894 0.373 TT（s） 18.15（16.73～19.85） 19.80（18.70～21.20） Z=-4.490 <0.001 AT-ⅢA（%） 62.55±14.99 52.42±18.03 t=3.329 0.001 
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表 2 影响肝硬化并食管胃底静脉曲张破裂出血的二元Logistic回归分析
Table 2. Binary Logistic regression analysis of factors affecting gastrointestinal bleeding in liver cirrhosis
变量 B值 SE Wald P值 OR 95%CI APRI -1.173 0.534 4.830 0.028 0.309 0.109～0.881 PALBI 2.037 0.684 8.857 0.003 7.667 2.005～29.327 Ca -7.100 2.622 7.335 0.007 0.001 0.000～0.141 TC -0.758 0.373 4.130 0.042 0.469 0.226～0.973 TT -0.512 0.166 9.516 0.002 0.599 0.433～0.830 AT-ⅢA 0.025 0.023 1.106 0.293 1.025 0.979～1.073 注：APRI≤0.597赋值为0，APRI>0.597赋值为1；PALBI>-1.932赋值为0，PALBI≤-1.932赋值为1。
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