溃疡性结肠炎并发坏疽性脓皮病患者发生营养风险的因素及预测模型

申琳 ,  宋翠豪 ,  王聪敏 ,  高西 ,  安俊红 ,  李承新 ,  梁斌 ,  李霞

南方医科大学学报 ›› 2025, Vol. 45 ›› Issue (03) : 514 -521.

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南方医科大学学报 ›› 2025, Vol. 45 ›› Issue (03) : 514 -521. DOI: 10.12122/j.issn.1673-4254.2025.03.09

溃疡性结肠炎并发坏疽性脓皮病患者发生营养风险的因素及预测模型

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Risk factors for malnutrition in ulcerative colitis complicated with pyoderma gangrenosum and construction of a lasso regression-based prediction model

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摘要

目的 探索溃疡性结肠炎伴发坏疽性脓皮病患者发生营养不良的风险因素,并建立本类患者营养风险预测模型。 方法 纳入2019~2024年277例溃疡性结肠炎伴坏疽性脓皮病患者为研究对象,根据是否发生营养不良分为不良组(n=185)和良好组(n=92)。比较两组患者一般人口学、生活饮食习惯、疾病相关资料共25项潜在相关因素的差异。采用Lasso回归筛选危险因素,建立列线图模型并验证模型预测性能。 结果 不良组与良好组间性别、年龄、文化程度、BMI指数、居住地、病程、SAS语评分等共21个指标存在差异(P<0.05)。Lasso回归分析发现溃疡性结肠炎病程、溃疡性结肠炎活动度、坏疽性脓皮病病程、合并慢性病数量、SAS评分、睡眠质量6个因素与本类患者营养不良相关性较大。基于上述6个因素建立列线图预测模型,预测该类患者营养不良AUC(95% CI)=0.992(0.984~1.000),对14例患者的应用显示准确率100%。 结论 溃疡性结肠炎病程、结肠炎活动度、坏疽性脓皮病病程、合并慢性病数量、焦虑程度、睡眠质量与溃疡性结肠炎伴发坏疽性脓皮病患者营养不良相关性较大,基于上述6个因素建立列线图预测模型有较高临床应用价值。

Abstract

Objective To explore the risk factors for malnutrition in patients with ulcerative colitis complicated with pyoderma gangrenosum and establish a nutritional risk prediction model for these patients. Methods A total of 277 patients with ulcerative colitis complicated with pyoderma gangrenosum treated from 2019 to 2024 were divided into malnutrition group (n=185) and normal nutrition group (n=92) according to whether malnutrition occurred. The data of 25 potential related factors pertaining to general demography, living and eating habits, and disease-related data were compared between the two groups. Lasso regression was used to screen the risk factors, and a nomogram model was established based on the screened factors and its prediction performance was assessed. Results The patients in the malnutrition group and normal nutrition group showed significant differences in 21 factors including gender, age, education level, BMI, place of residence, course of disease, and SAS language score (P<0.05). Lasso regression analysis identified 6 factors associated with malnutrition in these patients, namely the duration of ulcerative colitis, activity of ulcerative colitis, duration of pyoderma gangrenosum, number of chronic diseases, SAS score, and sleep quality. The nomogram prediction model established based on these 6 factors had an AUC of 0.992 (95% CI: 0.984-1.000) for predicting malnutrition in these patients, and its application in 14 clinical cases achieved an accuracy rate of 100%. Conclusion The duration of ulcerative colitis, activity of colitis, duration of pyoderma gangrenosum, number of chronic diseases, anxiety, and sleep quality are closely related with malnutrition in patients with ulcerative colitis complicated by pyoderma gangrenosum, and the nomogram prediction model based on these factors can provide assistance for predicting malnutrition in these patients.

Graphical abstract

关键词

溃疡性结肠炎 / 坏疽性脓皮病 / 营养风险 / 预测模型

Key words

ulcerative colitis / pyoderma gangrenosum / nutritional risk / prediction model

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申琳,宋翠豪,王聪敏,高西,安俊红,李承新,梁斌,李霞. 溃疡性结肠炎并发坏疽性脓皮病患者发生营养风险的因素及预测模型[J]. 南方医科大学学报, 2025, 45(03): 514-521 DOI:10.12122/j.issn.1673-4254.2025.03.09

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溃疡性结肠炎(UC)是一种常见的慢性炎症性肠道疾病,其发病机制与免疫系统异常相关1。主要临床表现为持续性或反复发作的腹泻、腹痛、黏液脓血便等,可同时伴发皮肤黏膜损害等肠外表现2。坏疽性脓皮病(PG)是一种非感染性的慢性炎症性皮肤病,同样与免疫系统异常有关,常表现为下肢和躯干绕以红晕的疼痛性丘疹、脓疱,逐渐扩大形成境界清楚的、潜行性痛性溃疡。有较高比例的溃疡性结肠炎患者伴发坏疽性脓皮病3。相较于溃疡性结肠炎,伴发坏疽性脓皮病病情更为严重,有更高的并发症发生率及复发率,治疗难度较大4。相关研究显示,溃疡性结肠炎伴发坏疽性脓皮病的发病、进展及转归与患者营养状态密切相关,良好的营养状态可改善治疗疗效,减少患者复发率、并发症发生率及病死率56。然而,溃疡性结肠炎伴发坏疽性脓皮病患者中营养不良发生率高达60%左右,是本类患者发生不良结局的主要原因78。探索溃疡性结肠炎伴发坏疽性脓皮病患者营养风险因素,对本病的治疗干预有重要意义。目前,已有研究显示溃疡性结肠炎患者营养风险与病变部位、性别、病程、经济水平等有相关,但关于溃疡性结肠炎伴发坏疽性脓皮病患者营养风险因素的相关研究较少910。有鉴于此,本研究纳入溃疡性结肠炎伴发坏疽性脓皮病患者277例,就本类患者营养风险因素展开探讨,建立列线图预测模型并验证模型性能,为临床治疗护理干预提供参考。

1 资料和方法

1.1 研究对象

纳入2019年2月~2024年8月解放军总医院第一医学中心、解放军总医院第七医学中心、解放军空军特色医学中心、重庆医科大学附属大学城医院、山西医科大学第一医院收集的溃疡性结肠炎伴发坏疽性脓皮病患者277例为研究对象,根据营养风险筛查2002量表(NRS2002)11评估结果进行分组,NRS2002评分≥3分有营养风险共185例患者为不良组,NRS2002<3分患者为无营养风险共92例患者为良好组。所有患者了解本研究,并签署知情同意书。本研究经解放军总医院伦理委员会审批通过(伦理批号:S2023-742-01)。

纳入标准:年龄30~80岁;符合《溃疡性结肠炎中西医结合诊疗共识意见(2017年)》12中溃疡性结肠炎诊断标准,且坏疽性脓皮病诊断Paracelsus评分≥10分13;患者同意配合本项研究相关调查。

排除标准:既往有恶性肿瘤史及肠道手术史者;存在心、肺、肝、肾等重要脏器功能不全者;合并严重的心脑血管疾病者;存在认知功能障碍者。

1.2 观察指标

1.2.1 一般人口学资料

收集患者年龄、性别、文化程度、近一年婚姻状态、体质量指数(BMI)、居住地、居住伴侣、经济压力等一般人口学资料。

1.2.2 生活饮食习惯资料

收集患者近1年的日均锻炼频率、日均食物种类、饮食偏好、吸烟、饮酒等生活饮食习惯资料。

1.2.3 疾病相关资料

收集患者溃疡性结肠炎病程、病变部位(直肠,结肠)、活动度(轻度、中度、重度),坏疽性脓皮病病程、分型(溃疡型、脓疱型、增殖型)、合并慢性病数量、自理能力(不能自理、部分自理、完全自理)、抑郁自评量表(SDS)14评分、焦虑自评量表(SAS)15评分、义齿或牙齿问题(有,无)、近半年睡眠质量(符合下列3条及以上为“较差”,符合1~2条为“一般”,均不符合为“较好”:躺下后翻来覆去难以入睡;睡眠过程易中断惊醒;经常处于半梦半醒状态;平均每天睡眠时间不足8 h;睡醒后依然困倦;白天精力不足头脑昏沉易困乏。

1.3 统计学方法

采用Rstudio2021 4.3.2版进行统计学分析。计量资料经kolmogorov-Smirnov检验均符合正态分析,采用均数±标准差表示,组间比较采用独立样本t检验;计数资料采用频数(百分比)表示,组间比较采用卡方检验。纳入全部潜在危险因素采用Lasso回归分析筛选危险因素,纳入Lasso回归筛选出的危险因素采用Logistic回归分析,建立列线图预测模型并验证模型的预测性能。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者一般人口学资料比较

不良组与良好组间,性别、年龄、文化程度、近1年婚姻状态、BMI指数、近1年居住地、近1年居住伴侣、近1年经济压力差异有统计学意义(P<0.05)。不良组年龄均值高于良好组,BMI均值低于良好组;男性、大学及以上学历、在婚、城区居住、与配偶/子女居住、无经济压力占比低于良好组;初中及以下学历、离异/丧偶、农村/乡镇居住、独居、经济压力较大占比高于良好组(表1)。

2.2 两组患者生活饮食习惯资料比较

不良组与良好组间近1年锻炼频率、近1年吸烟情况差异无统计学意义(P>0.05)。两组患者间近1年食物种类、近1年饮食偏好、近1年饮酒情况差异有统计学意义(P<0.05)。不良组近1年食物种类较少、饮食偏好为素食、饮酒较多患者占比高于良好组(表2)。

2.3 两组患者疾病相关资料比较

不良组与良好组间,脓皮病分型差异无统计学意义(P>0.05)。不良组溃疡性结肠炎病程、坏疽性脓皮病病程、合并慢性病数量、SDS评分、SAS评分高于良好组,结肠炎病变部位为结肠、结肠炎活动度重度、自理能力为部分自理、有义齿或牙齿问题、近半年睡眠质量较差占比高于良好组,差异有统计学意义(P<0.05,表3)。

2.4 预测模型构建结果

2.4.1 Lasso回归模型指标筛选结果

纳入组间有差异的指标采用Lasso回归分析,显示各指标对营养不良结局的贡献度不同,与营养不良关系较小的因素被先压缩为零系数,该变量被Lasso模型排除(图2)。交叉验证图显示,模型最小预测误差(lambda.min)对应的指标个数为10个,但lambda.min时模型的稳定性会略有不足,适合于追求最佳预测性能但对模型稳定性要求不高的场景。而在临床预测中除了追求预测性能还要考虑预测的稳定性,为此本研究选择了lambda.lse时对应的指标个数6个,不仅能保证较小的预测误差还有较高的预测稳定性。lambda.lse对应的logλ)值为0.019,本研究中采用此时筛选出的6个危险因素分别为溃疡性结肠炎病程、溃疡性结肠炎活动度、坏疽性脓皮病病程、合并慢性病数量、SAS评分、睡眠质量。

2.4.2 多因素Logistic回归分析结果

多因素Logistic回归分析结果显示,溃疡性结肠炎病程、结肠炎活动度、坏疽性脓皮病病程、合并慢性病数量、睡眠质量、SAS评分与本类患者发生营养不良相关。溃疡性结肠炎病程越长、结肠炎活动度中度/重度、坏疽性脓皮病病程越长、合并慢性病数量越多、睡眠质量较差、SAS评分越高的患者,有越高的营养不良风险(OR>1.00)(表4)。

2.4.3 列线图模型构建

基于多因素Logistic回归分析所得的本类患者营养不良危险因素构建列线图预测模型,可见溃疡性结肠炎病程、坏疽性脓皮病病程、合并慢性病数量、SAS评分在模型中有较大贡献度,睡眠质量在模型中的贡献度相对较小;评估总分>165分时有较高的营养不良风险,>210分时有极高的营养不良风险(图2)。

2.5 预测模型性能验证

列线图模型预测溃疡性结肠炎伴发坏疽性脓皮病患者营养风险ROC曲线分析显示,AUC(95% CI)=0.992(0.984~1.000),预测准确度较高(图3A)。1000次重复抽样验证,校准曲线结果显示模型预测值与重复抽样拟合分布曲线贴合良好,Hosmer-Lemeshow检验x2=3.198,P=0.921,模型拟合优度良好,有良好的预测能力(图3B)。

DCA决策曲线显示,在阈值范围>0.05时,DCA曲线位于None、All两条无效线上方,在此范围内模型预测有效性较好,表明在阈概率>0.05时使用本研究建立的列线图预测模型用于溃疡性结肠炎伴坏疽性脓皮病患者营养不良风险可临床获益(图4)。

2.6 临床应用验证

对14例溃疡性结肠炎伴坏疽性脓皮病患者临床应用验证。其中5例患者BMI<18 kg/m2,2例患者近3个月体质量减轻幅度>15%,判定为营养不良,列线图预测模型评分总分均>210分,营养不良风险系数>0.9,与实际结果一致,患者主要表现出病程较长、焦虑情绪大、合并慢性病数量较多的特征;4例近3个月体质量下降减轻>5%,进食量明显下降,判定为营养不良前期,列线图预测模型评分总分在140~170分,营养不良风险系数在0.2~0.5,与实际结果一致,患者表现出病程相对较长,或合并其它慢性病,或心理焦虑的特征;3例体质量较稳定,近3月进食量未见明显下降,判定为营养状态良好,列线图预测模型评分总分在50~120分,营养不良风险系数<0.1,与实际结果一致,患者表现出病程较短、未合并其它慢性病、负面情绪较少的特征。列线图预测模型临床验证准确率100%,有较高的适用性,对本类患者营养不良风险的发生,营养不良风险诱发主要原因,以及营养不良风险的治疗干预措施均有指导意见。

3 讨论

机体代谢及免疫细胞都需要营养物质的支撑,溃疡性结肠炎伴发坏疽性脓皮病因合并感染、免疫调节等原因,营养物质的消耗高于正常人16。而本类患者由于腹痛、腹泻、腹胀、药物影响等多种原因,更易出现食欲不振等消化道症状,导致营养不良风险较高17。相关研究显示,在溃疡性结肠炎住院患者中约70%左右发生营养不良,非住院患者中营养不良风险可达50%1819。本研究纳入的277例溃疡性结肠炎伴发坏疽脓皮病患者中185例营养不良,营养不良发生率66.79%,与既往研究结果一致,提示本类患者有极高的营养不良风险。

既往相关研究发现,女性、高龄、学历较低、离异或丧偶、独居、农民、经济压力较大的溃疡性结肠炎患者有更高的营养不良发生风险20。Zerouga等21研究指出,素食偏好、食物种类较少、吸烟、饮酒患者营养不良风险更高。本研究得出与上述研究基本一致的结果,但在吸烟人群占比上两组间未见差异,其原因可能与本研究中纳入的吸烟观测指标是以近1年吸烟情况有关。在部分关于疾病患者营养不良风险相关因素的研究中发现,经常锻炼的患者营养不良风险低于锻炼较少的患者22。但本研究显示,在溃疡性结肠炎伴发坏疽性脓皮病患者中,未见营养不良与营养良好患者群体间表现出锻炼频率上的差异。由于溃疡性结肠炎患者普遍存在肠道丢失增加、营养吸收不良有关,降低了锻炼因素对营养风险的影响权重,导致两组患者间锻炼频率上未见统计学意义上的差异23。此外,部分研究将BMI指数作为营养风险的预测指标,但该指数是NRS2002量表中的核心指标之一,在本研究中未将BMI指数作为危险因素纳入预测模型中24

本研究,同时发现结肠病变患者比直肠病变患者有更高的营养风险。分析其原因,结肠有吸收营养、分泌碱性液体保护结肠润滑肠道的功能,而直肠位于消化道末端,其功能主要是储存大便、促进排便、吸收水分等25。病变发生于结肠,对患者的营养吸收功能及肠道分泌功能影响更大26。此外,本研究还发现发生营养不良的患者SAS评分更高、睡眠质量更差、合并慢性病数量更多,提示上述因素可能与患者发生营养不良相关。焦虑抑郁等负性情绪可导致神经功能紊乱影响肠道运动和分泌功能,而睡眠不足则会导致患者体内激素水平进一步失衡,均可影响食欲及消化系统功能,导致有更高的营养不良风险2728。合并慢性疾病数量越多,则患者的免疫机能越差,除肠胃功能可进一步降低外,还会增加机体营养的消耗29

本研究共纳入了8个一般人口学指标、6个生活饮食习惯指标、11个疾病相关指标,虽然在营养不良组与营养良好组患者间,在性别、年龄、文化程度、婚姻状态以及饮食习惯、疾病情况等多个指标上均表现差异,但经Lasso回归分析筛选发现,溃疡性结肠炎病程、结肠炎活动度、坏疽性脓皮病病程、合并慢性病数量、SAS评分、睡眠质量6个指标可较准确的预测患者发生营养不良的风险水平。而文化程度、经济压力、婚姻状态、近一年食物种类等组间存在差异的指标因与营养不良关系相对较小被先压缩。这一结果并非表明上述因素与本类患者营养不良风险不相关,而是因为Lasso回归筛选变量,其目的是提取出影响最大的变量以避免过拟合并使模型更为简单30。溃疡性结肠炎病程、结肠炎活动度、坏疽性脓皮病病程、合并慢性病数量与营养不良风险的相关性更大,故而被筛选。此外,SAS评分反应了患者的焦虑水平,患者焦虑水平与婚姻状态、居住伴侣、经济压力等均有较强的相关性,而经济压力又与文化程度、居住地、食物种类等存在一定的相关性,故SAS评分可在一定程度上反应上述几个指标与营养不良间的关系。

考虑Lasso回归仅只是筛选出了与本类患者营养不良相关较大的指标,这些指标虽对本类患者营养不良的预测有一定的参考意义,但患者发生营养不良的风险具体如何难以界定。本研究纳入溃疡性结肠炎病程、结肠炎活动度、坏疽性脓皮病病程、合并慢性病数量、SAS评分、睡眠质量六个指标构建的列线图模型,通过列线图模型可直观定量评估患者营养不良风险。模型预测溃疡性结肠炎伴发坏疽性脓皮病患者营养不良风险的AUC值达0.984,重复抽样验证显示出良好的拟合优度,DCA决策曲线分析显示在阈概率>0.05时采用本模型进行预测均可临床获益,有较高的预测性能和有效性,对临床治疗及护理干预有参考意义。结果提示,对于溃疡性结肠炎病程越长、坏疽性脓皮病病程越长、合并其它慢性病及焦虑程度越高的患者,治疗及护理干预中要格外重视营养风险问题。

临床应用验证结果显示,本研究所建立列线图预测模型用于预测溃疡性结肠炎伴发坏疽性脓皮病患者是否发生营养不良风险的准确率为100%,能较好的提示患者的营养不良风险水平。该模型纳入了与本类患者营养不良风险相关性最大的如病程、合并慢性病、SAS评分等指标,这些指标综合应用可反应患者的肠道吸收功能、分泌功能及患者食欲、免疫功能、机体营养消耗、营养摄入等与营养状态紧密相关的信息,故能较好的提示患者的营养不良风险。但由于溃疡性结肠炎伴发坏疽性脓皮病的患者较少,本研究联合多学科用时多年,仅收集277例样本,研究结果可能受样本量过少的干扰,还需进一步扩大样本量深入研究。

综上所述,溃疡性结肠炎病程、结肠炎活动度、坏疽性脓皮病病程、合并慢性病数量、SAS评分、睡眠质量与溃疡性结肠炎伴发坏疽性脓皮病患者发生营养不良风险有较大的相关性,基于上述几个指标建立列线图预测模型,对本类患者营养不良风险有较高预测价值。

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