手足口病患者重症化预警模型的构建和评价

摘要

手足口病（hand，foot and mouthdisease，HFMD）是夏秋季节高发的由肠道病毒感染引起的急性儿童传染病。大多数HFMD患者病情较轻，临床表现为发热和出疹，可在一周内痊愈；少部分HFMD患者病情可快速恶化为重症，累及中枢神经系统或心肺系统，严重可致死亡。手足口病重症化过程进展迅速，缺乏准确的预警指标和模型，因此，建立基于分子生物学标志物的HFMD病情进展预警模型，实现对HFMD病情的准确识别和预警，对于降低HFMD的病死（残）率和减轻疾病经济负担具有重要意义。 目的 1. 研究重症HFMD的危险因素，并建立重症HFMD判别模型。 2. 研究HFMD患者实验室指标和细胞因子随疾病发展的变化趋势规律。 3. 以实验室指标和细胞因子为基础建立的HFMD 重症化进展期预警模型，实现对HFMD病情进展预警。 方法 1. 采用问卷调查收集新乡市某医院2016年5月至9月住院HFMD患者人口学资料、临床体征和实验室指标，并收集HFMD患者血清样本。分别使用单因素Logistic回归和多因素Logistic回归分析研究影响HFMD重症的因素，建立HFMD重症判断模型。使用ROC曲线和交叉验证评价模型的效能。 2. 使用 ELISA 法测定手足口病患者血清细胞因子 IL-6、IL-10、TNF-α 和IFN-γ 水平。采用巢式序列病例对照研究方法，分别将轻症和重症 HFMD 患者根据其发病天数分为不同亚组，探究实验室指标和血清细胞因子随疾病发展的变化规律，并使用相关性分析研究实验室指标和血清细胞因子之间的关系。 3. 基于 HFMD 患者的实验室指标和细胞因子水平使用回归和分类树（CART）和支持向量机（SVM）构建手足口病病情进展预警模型，并对模型的效能进行评价。 结果 1. Logistic回归结果显示呕吐，食欲不振，白细胞计数上升(>12×109/L)，中性细胞数升高(>7.6×109/L)和总蛋白降低(<60g/L)是重症HFMD的主要影响因素，其中呕吐（OR=5.13，95%CI：1.78~16.80），食欲不振（OR=14.39，95%CI：6.28~35.78），白细胞计数上升（OR=3.84，95%CI：1.39~11.04）为独立危险因素，总蛋白降低（OR=0.19，95%CI：0.04~0.74）为保护因素。模型判断结果的灵敏度为 82.61%，特异度为 76.19%，ROC 曲线下面积为 0.877（95%CI：0.828~0.925）。交叉验证结果显示模型判断结果的符合率为76.46%，Kappa值为0.53。 2. 轻症HFMD患者实验室指标白细胞计数、中性粒细胞计数、总蛋白水平、葡萄糖和细胞因子IL-6、IL-10、TNF-α、INF-γ在各发病天数间差异无统计学意义（P均大于0.05）。重症HFMD患者白细胞计数、中性粒细胞计数、总蛋白水平和葡萄糖前3天水平较高，随后降低；IL-6、IL-10和IFN-γ呈现倒“V”形变化趋势，且IL-6的峰值早于IL-10和IFN-γ；TNF-α水平随发病天数呈现下降趋势。 3. CART模型和SVM模型判断HFMD发病天数的符合率分别为84.66%和88.64%。交叉验证结果显示两者的符合率和Kappa值分别为72.64%和0.59、78.49%和0.66。 结论 1. HFMD患者出现呕吐，食欲不振，白细胞数升高症状容易为重症，且重症HFMD模型判断效果良好。 2. HFMD患者实验室指标白细胞计数、中性粒细胞计数、嗜酸性粒细胞、总蛋白、球蛋白和血糖水平和细胞因子IL-6、IL-10、TNF-α和INF-γ随发病时间的变化呈现一定的规律性，为研究HFMD病情进展提供参考。 3. CART模型和SVM模型可用于HFMD重症化进程的预警。

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