长链非编码RNA FOXD2-AS1对心脏瓣膜置换术后胸骨切口难愈合的影响及可视化预测模型构建

林帝 范立新 刘鹏 袁源

胸骨正中切口术后易出现切口感染或难愈合、不愈合(简称难愈合)，虽发生率不高，但死亡率极高，可以达到19%～29%[1]。手术切口难愈合是心脏外科术后非常严重的并发症，即使改进手术方式以及预防性使用抗生素，其发病率仍无明显下降[2]。切口难愈合危险因素大致分为病人相关、术中及术后因素，包括女性、高龄、肥胖、糖尿病等[3]。切口难愈合在冠状动脉旁路移植(CABG)联合瓣膜手术后发生率最高[4]。有研究已确定切口难愈合的危险因素，但关于切口难愈合的重要危险因素目前尚未达成共识，尤其是对手术方式之间的危险因素还缺乏研究数据。当前的大部分研究均基于逻辑回归分析，其结果呈现也缺乏直观可视化效果。本研究采用多中心病例数据，分析胸骨切口难愈合的危险因素，并构建列线图预测模型。

对象与方法

一、对象

回顾性分析2016年1月～2022年1月于海南三亚市人民医院以及新疆军区总医院进行胸骨正中切开术病人的临床。病历信息主要包括ID、性别、年龄、BMI、输血次数、住院时间、病危时间、入院时间，以及糖尿病、高血压、高血脂、心梗、肾功能衰竭、心绞痛、LncRNA FOXD2-AS1的表达水平、COPD、肺动脉高压、脑血管疾病、房颤、心肌病、心功能衰竭、低蛋白血症、周围血管疾病等并发症情况。纳入标准：(1)年龄>18岁；(2)诊断为风心病并行经胸骨正中开胸置换瓣膜；(3)胸骨切开术后随访至少8天。排除标准：术后8天内死亡；病历资料缺失，病案记录明显有误；胸骨切口难愈合的标准参考临床难愈合创面的诊断，即术后30天胸骨切口尚未愈合或完全愈合。本研究经过三亚市人民医院及新疆军区总医院医学伦理委员会批准。

二、方法

将所有病例资料依据切口结局划分为观察组(切口难愈合组)和对照组(切口正常愈合组)。观察组和对照组之间单因素Logistic回归筛选出有差异的变量进行多因素Logistic回归，筛选出独立的影响因素。利用R语言中rms包，将多因素Logistic回归筛选出的因素构建列线图；采用Bootstrap法对数据重复抽样1 000次进行数据的内部验证,其后采用pROC程序包绘制ROC曲线，计算ROC线下面积。采用nricens函数，绘制校准图，行Hosmer-Lemeshow test检验。采用rmda函数绘制决策曲线，探究模型的临床有效性。

三、统计学处理

结果

1.一般资料：在546例病例中，发生难愈合39例(7.14%)。见表1。

2.难愈合的单因素及多因素分析结果：单变量Logistic回归分析共纳入15个变量，筛选出有统计学差异的变量，进一步多变量Logistic回归分析，见表2。单变量Logistic回归分析显示，年龄、BMI、肥胖(BMI≥30Kg/m2)、LncRNA FOXD2-AS1的高表达、肺动脉高压及血栓具有统计学差异(P<0.05)。考虑肥胖与BMI具有因素之间的相关性，将除肥胖外的另外共5个变量纳入多因素Logistic分析。最终结果采用R语言绘制森林图，见图1。最终BMI、LncRNA FOXD2-AS1的高表达、年龄以及肺动脉高压，差异有统计学意义(P<0.05)，BMI(OR=1.801，95%Cl：1.467～2.212)和LncRNA FOXD2-AS1的高表达(OR=9.666，95%Cl：1.749～53.417)OR值均>1，是独立的危险因素。见表2。

3.开胸术后切口难愈合预测模型的构建及验证：胸骨切口愈合的影响因素包括BMI、LncRNA FOXD2-AS1高表达、肺动脉高压以及年龄，其中BMI及LncRNA FOXD2-AS1高表达OR值大于1，属于危险因素。为了更好的得到预测模型，将BMI及LncRNA FOXD2-AS1高表达两个危险因素构建预测模型一，将所有影响因素(BMI、LncRNA FOXD2-AS1高表达、肺动脉高压以及年龄)构建模型二，综合分析两个模型的预测能力。采用R软件绘制了两模型的列线图，见图2。该列线图可较好的对切口难愈合进行一定预测。

表1 两组病人一般资料比较

图1 多因素Logistic回归森林图

表2 Logistic回归单因素分析

图2 胸骨切口难愈合的预测模型一及预测模型二列线图

进一步采用ROC曲线，对两个预测模型预测能力进行评价，见图3。分析ROC曲线可以得出模型二的AUC为0.850(95%CI：0.791～0.909)，最佳截点为0.082，此时对应的灵敏度和特异度为82.1%和76.9%；AUC之间差异无统计学意义(P=0.175 2)。进一步采用校准曲线(Calibration plot)以及Hosmer-Lemeshow检验评价两个模型。见图4。从图可以看出，预测模型二的预测曲线偏离标准曲线相对较小，显示出了该模型拟合效度好，具有更好的预测价值。进一步Hosmer-Lemeshow检验显示，预测模型一与预测模型二0.838)均显示出P>0.05，说明两模型均具有较好的拟合优度。我们采用临床决策曲线来进一步分析比较两个模型，见图5。在最佳截点值附近，预测模型二比预测模型一均具有更高的净获益率。因此，预测模型二具有更好的应用价值。

图3 胸骨切口难愈合预测模型一、二的ROC曲线比较

讨论

手术部位感染或造成的愈合困难是所有心脏手术后可能发生的并发症之一，该并发症一旦出现死亡率较高，预期寿命降低。当前大量的文献已揭示，换瓣手术后切口愈合困难的发生率为1%～20%[5]。但关于预防与防控目前报道较少。本研究创新性引入了课题组一直在研究的LncRNA FOXD2-AS1表达，并进一步构建预测模型，为减少开胸术后手术部位感染或难愈合及危害率提供参考。大部分研究已经证实，开胸术后切口感染或引起的愈合困难与不同的心脏手术方式例如单纯CABG有重要的关系[6-7]，其结果显示在CABG手术中，糖尿病、肥胖、女性、慢性阻塞性肺病以及手术时间大于300分钟是独立的危险因素[7]。相比CABG较为普遍的研究，在心脏手术中的换瓣手术因引起切口愈合困难的发病率相对CABG要低，目前报道相对较少。此外，LncRNA FOXD2-AS1是一种长度为2527bp长链非编码RNA，位于染色体1p33上，在肿瘤以及细胞的运动调控中起着重要作用。在本研究中，我们系统性回顾并分析了心脏换瓣手术后发生感染或切口愈合困难的影响因素，其结果发现，BMI及LncRNA FOXD2-AS1的高表达是瓣膜手术后切口难愈合的独立危险因素。然而可以看出的是，本研究中的样本量还相对较小，对筛选出的部分影响因素还需要更大样本的量或多中心的数据的支持。

A:预测模型一；B:预测模型二图4 模型预测能力校准曲线

图5 胸骨切口难愈合预测模型一、二的决策曲线比较