2019冠状病毒病相关的肺曲霉病:一种用于额外诊断的非侵入性筛查模型

Coronavirus Disease 2019-Associated Pulmonary Aspergillosis: A Noninvasive Screening Model for Additional Diagnostics

作者信息Nitipong Permpalung, Teresa Po-Yu Chiang, Robin K Avery, Darin Ostrander, Kausik Datta, Dorry L Segev, Christine M Durand, Sean X Zhang, Allan B Massie, Kieren A Marr
PMID37035495
发布时间2023-03-21
DOI10.1093/ofid/ofad155

实验完整度

中

多中心回顾性队列研究,包含832例患者,使用多变量逻辑回归建立预测模型,并通过交叉验证和多种统计检验评估性能,但缺乏前瞻性外部验证及机制功能验证。

主要模型

机械通气的COVID-19患者队列

重点核对

多变量逻辑回归模型中的变量包括年龄、插管时间、地塞米松使用、肺循环疾病、HIV、多发性骨髓瘤、癌症或血液恶性肿瘤,均需在患者记录中准确提取和定义 CAPA诊断标准依据文献中明确的‘probable’和‘possible’ CAPA定义,需核对患者的BAL GM指数、血清GM指数、培养结果或血清BDG水平 模型性能评估基于AUC,并采用10折交叉验证,需核对模型拟合和潜在过度拟合情况 筛查临界值设为≥0.085,需验证不同临界值下敏感性、特异性、阳性预测值和阴性预测值的变化,并考虑中心CAPA患病率的影响

摘要

背景:2019冠状病毒病(COVID-19)相关的肺曲霉病(CAPA)可能被低估,目前诊断工具要么具有侵入性,要么不敏感。方法:对2020年3月至2021年6月期间在约翰霍普金斯医院5家医院收治的机械通气COVID-19患者进行了回顾性研究。使用多变量逻辑回归建立CAPA预测模型。使用受试者工作特征曲线下面积(AUC)评估模型性能。结果:在832名患者的队列中,98名(11.8%)符合CAPA标准。年龄、插管时间、COVID-19治疗中使用地塞米松、潜在肺循环疾病、人类免疫缺陷病毒、多发性骨髓瘤、癌症或血液系统恶性肿瘤与CAPA显著相关,并纳入CAPA预测模型,该模型显示AUC为0.75(95%置信区间,.70–.80)。在≥0.085的筛查临界值时,敏感性为82%,特异性为51%,阳性预测值为18.6%,阴性预测值为95.3%。(CAPA筛查评分计算器可在www.transplantmodels.com获取)。结论:我们开发了CAPA风险评分作为一种非侵入性工具,以帮助筛查重症COVID-19患者的CAPA。我们的评分还将识别出一组不太可能患有CAPA的患者,因此无需进行额外诊断和/或经验性抗真菌治疗。

实验结论

提炼研究问题、关键发现与证据,快速把握文章的核心贡献。

研究问题
在重症COVID-19患者中,能否利用非侵入性临床变量构建预测模型来筛查CAPA高风险人群?
核心机制
年龄、插管时间、地塞米松使用、肺循环疾病、HIV、多发性骨髓瘤、癌症或血液恶性肿瘤等因素与CAPA发生独立相关,其中多发性骨髓瘤关联最强。
主要证据
基于832例机械通气COVID-19患者的回顾性队列,采用多变量逻辑回归构建模型,AUC为0.75(95%CI,.70–.80),10折交叉验证后AUC为0.72。在≥0.085的临界值下,敏感性82%,阴性预测值95.3%。
研究意义
该模型可作为非侵入性筛查工具,帮助识别CAPA高风险患者,并识别低风险患者以避免不必要的侵入性诊断和抗真菌治疗。

研究路径

按研究推进顺序梳理实验设计、验证步骤与关键观察。

1

建立回顾性队列

识别机械通气COVID-19患者中CAPA的病例和对照组

从JH-CROWN数据库中筛选2020年3月至2021年6月期间在5家医院接受机械通气的COVID-19患者,排除未插管、心肺复苏期间插管、插管后24小时内死亡或出院的患者,最终纳入832例患者。所有患者自2020年4月起在ICU入院时及临床需要时接受血清GM、BDG和呼吸道真菌培养筛查。

2

定义CAPA诊断标准

明确CAPA病例的判定依据,确保结果一致

采用先前研究中的标准,将CAPA分为‘probable’和‘possible’两类。‘probable’包括BAL GM指数≥1.0、血清GM指数≥0.5或BAL培养阳性。‘possible’包括BAL GM指数0.5-1.0、非BAL呼吸道培养阳性或血清BDG≥80 pg/mL且无其他解释。通过严格病历审查从插管到出院期间确定CAPA状态。

3

建立CAPA预测模型

识别与CAPA相关的独立风险因素并构建预测模型

根据先前文献和临床经验预先选择候选变量(如年龄、多发性骨髓瘤、肺循环障碍、慢性肝病、实体瘤、实体器官移植、血液系统恶性肿瘤、HIV、托珠单抗、地塞米松、插管后周数),采用多变量逻辑回归构建最终模型,并通过似然比检验和AIC比较不同模型。最终模型包含年龄、插管时间、地塞米松使用、肺循环疾病、HIV、多发性骨髓瘤、癌症或血液恶性肿瘤等变量。

4

评估模型性能

评估预测模型的区分度和校准度

使用AUC评估模型区分能力,并通过10折交叉验证检查过拟合。采用Pearson χ2检验和Hosmer-Lemeshow检验评估模型拟合。

5

确定筛查临界值并评估应用价值

选择一个用于筛查的临界值,并评估其潜在临床影响

基于不同临界值下的敏感性、特异性、PPV和NPV,选择≥0.085作为筛查临界值。在该临界值下,敏感性为82%,特异性为51%,PPV为18.6%,NPV为95.3%。进一步分析显示,在86例接受支气管镜检查的患者中,21例评分低于临界值,其中17例未患CAPA,提示应用该评分可避免17次支气管镜检查。

研究方法

按研究目的归类文中使用的方法,便于定位所需技术。

产品清单

实验环节名称品牌货号
Fungitell β-D-葡聚糖测定Associates of Cape Cod--
Stata/MP 17.0版本StataCorp--

关键环节

汇总复现实验时建议重点确认的条件及原文阅读提示。

环节核对要点
研究对象队列
患者纳入标准、排除标准、插管时间、ICU入院时间、医院类型
阅读提示:Methods: Source of Data and Study Population
CAPA诊断标准
probable和possible CAPA的具体定义(BAL GM指数、血清GM指数、培养阳性、BDG阈值)
阅读提示:Methods: Definitions of CAPA and Other Invasive Fungal Infections
预测模型变量
年龄、插管时间、地塞米松使用、肺循环疾病、HIV状态、多发性骨髓瘤、癌症或血液恶性肿瘤的诊断定义和记录方式
阅读提示:Methods: Estimating Probability of CAPA Development During ICU Admission; Table 3
模型性能评估
AUC计算、10折交叉验证方法、Hosmer-Lemeshow检验、临界值选择
阅读提示:Methods: Statistical Analyses; Results: CAPA Prediction Models and Selection of NT JH-CROWN CAPA Cutoffs; Table 4