تعالج هذه الدراسة فجوة كبيرة في النماذج التنبؤية لمتلازمة الضيق التنفسي الحاد المرتبط بالالتهاب الرئوي من خلال تقديم طريقة جديدة تعتمد على مسارات الخلايا اللمفاوية الديناميكية، بدلا من القياسات ذات نقطة واحدة، لتصنيف مخاطر الوفاة.
مقالة منهجية
تعالج هذه الدراسة فجوة كبيرة في النماذج التنبؤية لمتلازمة الضيق التنفسي الحاد المرتبط بالالتهاب الرئوي من خلال تقديم طريقة جديدة تعتمد على مسارات الخلايا اللمفاوية الديناميكية، بدلا من القياسات ذات نقطة واحدة، لتصنيف مخاطر الوفاة.
تتميز متلازمة الضيق التنفسي الحاد المرتبط بالالتهاب الرئوي (ARDS) بارتفاع معدل الوفيات، ومع ذلك غالبا ما تعتمد النماذج التنبؤية الحالية على مؤشرات حيوية ثابتة تفشل في التقاط الاستجابات المناعية الديناميكية. يقدم هذا البروتوكول إطارا حسابيا قابلا للتكرار يستخدم نمذجة المسار الجماعية (GBTM) لتحديد مسارات عدد الخلايا اللمفاوية المميزة وتقييم قيمتها التنبؤية لمخاطر الوفاة لدى مرضى ARDS المصابين بالالتهاب الرئوي. باستخدام بيانات مستخرجة من قاعدة بيانات MIMIC-IV v2.2، يوضح البروتوكول كل خطوة من تنظيم البيانات والمعالجة المسبقة إلى بناء المسار والتحقق من صحة النماذج. يشمل هذا النهج تحديد المجموعات الفرعية من خلال GBTM، يليه تحليلات لوجستية متعددة المتغيرات وتحليلات انحدار كوكس لقياس الارتباطات بين أنماط المسار ووفيات 28 يوما، مع تعديل المتغيرات السريرية الرئيسية مثل درجة APS III، والبقاء في العناية المركزة، ومعدل ضربات القلب. يتم تقييم أداء النموذج بشكل شامل باستخدام منحنيات ROC، ومخططات المعايرة، وتحليل منحنيات القرار، مما يضمن كل من المتانة الإحصائية وقابلية التفسير السريري. من خلال الاستفادة من بيانات المناعة الطولية بدلا من القياسات الزمنية الفردية، يوفر هذا السير للأطباء استراتيجية شفافة منهجية وقائمة على البيانات لتحسين تصنيف المخاطر واستكشاف التباين المناعي في الأمراض الحرجة. البروتوكول قابل للتكرار بالكامل، وقابل للتكيف مع العلامات الحيوية الطولية الأخرى، ومصمم للتصور والعرض التعليمي، مما يجعله أداة متاحة للباحثين الذين يسعون لدمج نمذجة المؤشرات الحيوية الزمنية في توقعات الرعاية الحرجة.
متلازمة الضيق التنفسي الحاد (ARDS) هي متلازمة التهابية رئوية حادة شائعة ومعقدة سريريا بمعدل وفيات يصل إلى 40٪1. إذا تم دمج ARDS مع الالتهاب الرئوي، فإنه يرتبط بارتفاع معدلات الوفيات لدى المرضى في حالات حرجة2. أفادت دراسة سريرية نشرت مؤخرا أو تحليلات تلوية حول ARDS عن استنتاجات غير متسقة في العديد من الجوانب، وقد يكون ذلك لأسباب متعددة.3. تعد الخلايا اللمفاوية ضرورية في الاستجابة المناعية أثناء الالتهاب الرئوي، حيث يرتبط اللمفوفون بزيادة التعرض للعدوى الثانوية، وارتفاع شدة الإنتان، والوفيات4. على سبيل المثال، ارتبط عدد الخلايا اللمفاوية بأقل من 0.5 × 109 خلايا/لتر عند القبول بتوقعات ضعيفة5. ومع ذلك، فشلت الأبحاث السابقة في تقديم أدلة مقنعة على العلاقة بين التغيرات الديناميكية في الخلايا اللمفاوية والآثار التنبؤية.
توفر قاعدة بيانات MIMIC-IV بيانات سريرية واقعية مع تغطية واسعة للمرضى، مما يسهل تحليلات المجموعات الفرعية التفصيلية حيث يمكن الوصول إلى أعداد الخلايا اللمفاوية الطولية. لنمذجة هذه الديناميكيات الزمنية، استخدمنا نمذجة المسار القائمة على المجموعة (GBTM)، وهي طريقة شبه معلمية لخلط محدود تحدد المجموعات الفرعية الكامنة التي تتبع اتجاهات طولية مميزة، بدلا من فرض مسار متوسط واحد6. مقارنة بطرق التجميع الطولية أو الزمنية الأخرى، تقدم GBTM مزايا محددة لتحليل المؤشرات الحيوية السريرية: فهي تستوعب الملاحظات غير المتوازنة أو المفقودة الشائعة في السجلات الصحية الإلكترونية، ونمذجة احتمالية الانتماء إلى المجموعات الفرعية مباشرة، وتنتج ملفات مسار سهلة التفسير مثالية لتصنيف المخاطر.
لذلك، تقدم هذه الدراسة بروتوكولا لتطبيق GBTM لتحديد مسارات الخلايا اللمفاوية وتقييم ارتباطها بوفيات 28 يوما لدى مرضى ARDS المصابين بالالتهاب الرئوي. تنطبق هذه المنهجية على بيانات المخبرات الطولية حيث تتوفر على الأقل قياسان لكل مريض خلال أول 7 أيام بعد تشخيص متلازمة الالتهاب الضوئي المتلازم. يوفر هذا النهج إطارا قابلا للتكرار للاستفادة من المؤشرات الحيوية الديناميكية التي يتم جمعها بشكل روتيني لتحسين التقييم التنبؤي واستكشاف التغاير المناعي في الأمراض الحرجة.
تتضمن هذه الدراسة خطوتين. أولا، تم الحصول على بيانات سريرية وبيانات البقاء على قيد الحياة لمتلازمة ARDS مع الالتهاب الرئوي من قاعدة بيانات MIMIC-IV. بعد ذلك، استخدم برنامج R (الإصدار 4.4.1) لرسم مسار تغيرات الخلايا اللمفاوية وتحليل العلاقة بين مسارات الخلايا اللمفاوية ومعدل الوفيات خلال 28 يوما.
هذه الدراسة لا تتطلب موافقة أخلاقية أو موافقة للمشاركة. تم الحصول على البيانات المستخدمة في هذه الدراسة من قواعد بيانات. استخدمت هذه الدراسة قاعدة بيانات MIMIC-IV غير المحددة الهوية، والتي تمت الموافقة عليها من قبل مجالس المراجعة المؤسسية (IRBs) في مركز بيت إسرائيل ديكونيس الطبي ومعهد ماساتشوستس للتكنولوجيا. تم التنازل عن شرط موافقة المريض الفردية. يجب على الباحثين إكمال دورة معترف بها في أخلاقيات البحث البشري (رقم CITE: 64579441، لانغتشينغ شو) وطلب وصول رسمي للبيانات من منصة PhysioNet.
1. دراسة السكان واستخراج البيانات
2. نمذجة المسار القائمة على المجموعة (GBTM)
3. التحليل الإحصائي لنمذجة التنبؤ
خصائص المرضى
تم تضمين ما مجموعه 161 مريضا في هذه الدراسة. نفذ بروتوكول GBTM (الخطوة 2) بنجاح في تحديد ثلاثة مسارات مميزة للخلايا اللمفاوية، كما هو موضح في الشكل 1. تؤكد هذه النتيجة نجاح تقارب النماذج وفصل المجموعات الفرعية الصحيح، وهو نقطة تحقق رئيسية للانتقال إلى النمذجة التنبؤية. استند هذا القرار إلى توازن بين التوافق الإحصائي (الجدول التكميلي 1) وقابلية التفسير السريري: بينما أظهرت النماذج التي تحتوي على أربع أو خمس فئات قيم AIC/BIC أفضل قليلا، قدم النموذج المكون من ثلاث فئات مسارات مميزة وقابلة للتنفيذ سريريا — تمثل تثبيتا مستمرا للمناعة، وتعافي متوسط، وإعادة تشكيل مناعية سريعة — مع حجم مجموعة واستقرار كافيين لتحليل تنبؤي قوي. المسار الأول، وهو الفئة التي ترتفع باستمرار، شمل 62 مريضا (38.5٪) وتميز بزيادة مستمرة شبه خطية في عدد الخلايا اللمفاوية من اليوم الأول حتى اليوم السابع. لكن نقطة البداية كانت منخفضة جدا. المسار الثاني، وهو فئة على شكل حرف U، شمل 36 مريضا (22.3٪) وأظهر انخفاضا مبكرا في عدد الخلايا اللمفاوية خلال الأيامالثلاثة الأولى ، تلاه تعافي تدريجي بعد ذلك. المسار الثالث، وهو فئة الانخفاض المبكر ثم الارتفاع السريع، شمل 63 مريضا (39.1٪) أظهروا انخفاضا طفيفا في عدد الخلايا اللمفاوية خلال الأيام 1–3 واتجاه تصاعدي واضح من اليوم الرابع فصاعدا. وفي الوقت نفسه، تكون نقطة البداية قريبة من القيمة الطبيعية. اختلفت الخصائص الأساسية بشكل كبير عبر هذه المسارات، مما يؤكد أهميتها السريرية (الجدول 1). كان المرضى في المسار الأول أكبر سنا وأظهروا شدة مرض أعلى (درجات أعلى في APS III وSOFA)، وأدنى عدد لخلايا لمفاوية في الأساس الأساسي، وأعلى معدل وفيات خلال 28 يوما (24.2٪). كما هو موضح في الجدول 2، اختلفت عدة خصائص أساسية بشكل كبير بين الناجين وغير الناجين. كان غير الناجين أكبر سنا وغالبا ما ينتمون إلى مسار الخلايا اللمفاوية ذات المعدل العالي للوفيات. كما شهدوا بقايا أطول في العناية المركزة، وارتفاع انتشار ارتفاع ضغط الدم، ومرض أكثر شدة عند القبول (درجات أعلى في APS III وزيادة عبء الأمراض المصاحبة). وأخيرا، لم يظهروا على الناجين معدلات ضربات قلب مرتفعة وزيادة في نيتروجين اليوريا في الدم.
الانحدار اللوجستي متعدد المتغيرات
تم تنفيذ بروتوكول الانحدار اللوجستي (الخطوة 4) لتحديد مؤشرات مستقلة لمعدلات الوفيات خلال 28 يوما لدى مرضى ARDS المعقدة بسبب التهاب رئوي. في الوضع غير المعدل (النموذج 1)، وباستخدام المسار 1 كمرجع، لم يثبت المسار 2 (OR 0.51؛ 95٪ CI 0.15–1.45؛ p = 0.228) ولا المسار 3 (OR 0.10؛ 95٪ CI 0.02–0.39؛ p = 0.003) أهميتهما باستثناء الأخير، الذي ارتبط بانخفاض ملحوظ في احتمالات الوفيات خلال 28 يوما. بعد تعديل العوامل المربكة (النموذج 3)، ظل المسار 3 مؤشرا مستقلا لانخفاض معدل الوفيات (OR 0.06؛ فترة الثقة 95٪ 0.01–0.36؛ p = 0.006؛ الجدول 3). احتفظت مدة الإقامة في المستشفى بتأثير وقائي (OR 0.59 في اليوم؛ فترة الثقة 95٪ 0.40–0.78؛ p = 0.002)، بينما زاد كل يوم في وحدة العناية المركزة من خطر الوفاة (OR 1.75؛ فترة الثقة 95٪ 1.32–2.57؛ ص < 0.001). كانت درجات APS III الأعلى (OR 1.04 لكل نقطة؛ فترة الثقة 95٪ 1.00–1.08؛ p = 0.047) ومعدل ضربات القلب عند القبول مرتفع (OR 1.05 لكل نبضة في الدقيقة؛ فترة الثقة 95٪ 1.01–1.10؛ p = 0.019) أيضا ذات دلالة، بينما لم تصل الجنس، مؤشر تشارلسون، وBUN إلى دلالة. تؤكد هذه النتائج قدرة البروتوكول على اشتقاق ارتباط قوي ومتوازن بين مسارات المناعة والنتائج. تم استخدام مخططات الغابات للتصور في نفس الوقت (الشكل 2). أظهرت مقاييس أداء النماذج (الخطوة 4) متانة نهجنا. أظهر النموذج قدرة تمييزية ممتازة (AUC = 0.932؛ الشكل 3). تشير هذه القيمة العالية، التي تتجاوز بشكل كبير معيار 0.5 للصدفة العشوائية، إلى أن النموذج المستمد من البروتوكول يميز بفعالية بين الناجين وغير الناجين. أشار منحنى المعايرة (الشكل 4) إلى توافق جيد بين الاحتمالات المتوقعة والملاحظة، مع أقل قدر ممكن من سوء المعايرة في الطرفين، مما يدعم موثوقية النموذج. أظهر تحليل منحنى القرار (الشكل 5) فائدة صافية ثابتة عبر احتمالات العتبة تتراوح بين 5٪–45٪، مع فائدة ذروة قريبة من 10٪، مما يشير إلى إمكانيات النموذج لاتخاذ القرار السريري.
الانحدار متعدد المتغيرات في كوكس
أسفر بروتوكول الانحدار كوكس (الخطوة 4) عن نتائج تتوافق مع النموذج اللوجستي. مقارنة بالمسار 1، أظهر المرضى في المسار 2 اتجاها غير معنوي نحو انخفاض معدل الوفيات خلال 28 يوما (HR 0.54؛ 95٪ CI 0.20–1.48؛ p = 0.232)، في حين أن المرضى في المسار 3 كان لديهم خطر وفاة أقل بشكل ملحوظ (HR 0.12؛ 95٪ CI 0.03–0.52؛ p = 0.005؛ النموذج 1). بعد تعديل العوامل المربكة (النموذج 3)، ظل المسار الثالث مرتبطا بشكل مستقل بانخفاض معدل الوفيات (HR 0.13؛ فترة الثقة 95٪ 0.03–0.64؛ p = 0.012؛ الجدول 4). كانت أيام المستشفى وقائية (معدل ضربات القلب 0.68 في اليوم؛ فاصل الثقة 95٪ 0.54–0.87؛ p = 0.002)، في حين زاد كل يوم إضافي في وحدة العناية المركزة من الخطر بنسبة 51٪ (معدل ضربات القلب 1.51؛ الثقة 95٪ 1.19–1.91؛ < 0.001). كانت درجات APS III الأعلى (HR 1.02؛ فترة الثقة 95٪ 1.00–1.05؛ p = 0.026) وارتفاع معدل ضربات القلب عند القبول (HR 1.03؛ فترة الثقة 95٪ 1.00–1.07؛ p = 0.041) أيضا مؤشرات معتدلة ولكن ذات دلالة كبيرة للوفيات، بينما لم يصل مؤشر تشارلسون وBUN إلى دلالة إحصائية. يؤكد استقرار هذا الارتباط عبر كلا الإطارين الانحداريين على متانة مسار الخلايا اللمفاوية كمؤشر تنبؤي. تم التحقق من افتراض المخاطر النسبية باستخدام بقايا شونفيلد، دون اكتشاف أي انتهاكات ذات دلالة. تم استخدام قطع الغابات للتصور في نفس الوقت (الشكل 6).

الشكل 1: مسارات الخلايا اللمفاوية المحددة بواسطة GBTM من الفئة الثالثة. تم إنشاؤه باستخدام حزمة R gbmt. يجب أن يظهر التكرار الناجح ثلاثة مسارات مميزة تمثل تثبيتا مستمرا للمناعة، والتعافي المتوسط، وإعادة التكوين المناعي السريعة. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

الشكل 2: مخطط الغابة للانحدار اللوجستي متعدد المتغيرات. تم إنشاؤه باستخدام R ggplot2. يجب أن تظهر المتنبئات ذات الدلالة الإحصائية فترات ثقة لا تتقاطع مع OR = 1. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

الشكل 3: منحنى ROC للتمييز بين النماذج اللوجستية. يتم إنشاؤه باستخدام حزمة R pROC. AUC = 0.932 تشير إلى أداء ممتاز؛ يجب أن يرتفع المنحنى المكرر بشكل حاد إلى الأعلى إلى اليسار. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

الشكل 4: منحنى المعايرة (bootstrap 200). تم إنشاؤه باستخدام حزمة R rms. يتم تأكيد المعايرة الجيدة من خلال ملاءمة المنحنى المصحح للانحياز مع الخط المثالي. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

الشكل 5: تحليل منحنى القرار من أجل المنفعة السريرية. تم إنشاؤه باستخدام حزمة R rmda. يجب أن يظهر النموذج فائدة صافية مقارنة باستراتيجيات المعاملة كلها أو لا شيء عبر نطاق عتبة 5٪-45٪. يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.

الشكل 6: مخطط الغابة لنموذج كوكس للمخاطر التناسبية. تم إنشاؤه باستخدام حزمة R survminer. يجب أن يميز التكرار الناجح بوضوح بين عوامل الحماية (معدل ضربات القلب < 1) والعوامل المخاطرة (معدل ضربات القلب > 1). يرجى الضغط هنا لعرض نسخة أكبر من هذا الشكل.
| متغير | المسار 1 (N=62) | المسار 2 (N=36) | المسار 3 (N=63) | p |
| العمر، السنوات | 71 (62.2–81) | 72 (58–78.2) | 62 (45.5–81) | 0.0204 |
| صفة | 5 (4–6) | 4 (3–6) | 4 (3–6) | 0.0333 |
| نظام GCS | 15 (15–15) | 15 (15–15) | 15 (15–15) | 0.803 |
| APSIII | 52 (45–63) | 40 (28.8–57.5) | 49 (33.5–57) | 0.0107 |
| فهرس تشارلسون | 5 (3–6) | 4.5 (3–5) | 3 (2–6) | 0.213 |
| مرض الانسداد الرئوي المزمن | 14 (22.6%) | 11 (30.6%) | 14 (22.2%) | 0.602 |
| ارتفاع ضغط الدم | 42 (67.7%) | 22 (61.1%) | 31 (49.2%) | 0.104 |
| داء السكري | 18 (29%) | 13 (36.1%) | 16 (25.4%) | 0.529 |
| أمراض القلب | 32 (51.6%) | 19 (52.8%) | 28 (44.4%) | 0.638 |
| الأوعية الدموية الدماغية | 12 (19.4%) | 5 (13.9%) | 7 (11.1%) | 0.425 |
| مرض الكلي المزمن | 9 (14.5%) | 7 (19.4%) | 8 (12.7%) | 0.659 |
| CLD | 0 (0%) | 0 (0%) | 4 (6.3%) | 0.0412 |
| التهوية | 11 (17.7%) | 5 (13.9%) | 13 (20.6%) | 0.701 |
| معدل التنفس | 22 (19–25) | 19.5 (16–24) | 22 (18–24) | 0.0753 |
| معدل ضربات القلب | 93 (82.2–101) | 84 (76.8–98.2) | 93 (88.5–106) | 0.0371 |
| SBP | 126 (114.2–138.5) | 126 (116–134) | 126 (115–130) | 0.518 |
| DBP | 75 (66–84.8) | 75 (63–79.8) | 75 (66–81) | 0.921 |
| WBC | 10.2 (6.8–16.3) | 11.8 (9.2–13.9) | 12.5 (8.8–15) | 0.208 |
| الهيموغلوبين | 10.8 (10–12) | 11.4 (10.5–13.1) | 11.7 (10.7–12.9) | 0.117 |
| الصفائح الدمويه | 223.5 (169.8–279) | 223.5 (175.8–264.2) | 226 (192–282) | 0.775 |
| الخلايا اللمفاوية | 0.6 (0.4–0.7) | 1.4 (1.3–1.6) | 1.1 (0.6–1.9) | <0.001 |
| الكرياتينين | 0.9 (0.8–1.4) | 0.9 (0.8–1.2) | 0.8 (0.6–1.2) | 0.0652 |
| كعكه | 23 (17–38) | 20 (14.5–33.2) | 18 (12.5–24.5) | 0.0167 |
| بوتاسيوم | 4 (3.6–4.7) | 4 (3.8–4.5) | 4.1 (3.5–4.4) | 0.488 |
| صوديوم | 140 (136–143) | 139 (136–143.2) | 139 (137–141) | 0.444 |
| مدة المستشفى والأيام | 11.5 (7.2–20.8) | 11 (6.8–14.2) | 12 (8–16) | 0.557 |
| مدة العناية المركزة، أيام | 7 (4.2–12) | 6 (4–10.2) | 6 (3–11) | 0.603 |
| الوفاة خلال 28 يوما | 15 (24.2%) | 5 (13.9%) | 2 (3.2%) | 0.0029 |
الجدول 1: الخصائص الأساسية حسب مسارات الخلايا اللمفاوية. كانت اختبارات الدلالة المستخدمة هي اختبار فيشر الدقيق، اختبار بيرسون لتربيع الكاي، واختبار جمع الترتيب لويلكوكسون.
| نوعي | العام | البقاء | موت | قيمة p |
| N = 161 | N = 139 | N = 22 | ||
| المسار، ن (٪) | 0.001 | |||
| 1 | 62.0 (38.5%) | 47.0 (33.8%) | 15.0 (68.2%) | |
| 2 | 36.0 (22.4%) | 31.0 (22.3%) | 5.0 (22.7%) | |
| 3 | 63.0 (39.1%) | 61.0 (43.9%) | 2.0 (9.1%) | |
| الجنس، ن (٪) | 0.446 | |||
| أنثى | 83.0 (51.6%) | 70.0 (50.4%) | 13.0 (59.1%) | |
| ذكر | 78.0 (48.4%) | 69.0 (49.6%) | 9.0 (40.9%) | |
| العمر، الوسيط (Q1، Q3) | 69.00 (55.00, 81.00) | 66.00 (52.00, 78.00) | 79.00 (70.00, 87.00) | 0.001 |
| أيام المستشفى، الوسيط (الربع الأول، الثالث من الموسم) | 12.00 (8.00, 17.00) | 12.00 (8.00, 17.00) | 11.00 (5.00, 18.00) | 0.303 |
| أيام العناية المركزة، الوسيط (الربع الأول، الثالث من القسم) | 6.00 (4.00, 12.00) | 6.00 (3.00, 11.00) | 11.00 (5.00, 14.00) | 0.033 |
| دخول التهوية، n (٪) | >0.999 | |||
| لا | 132.0 (82.0%) | 114.0 (82.0%) | 18.0 (81.8%) | |
| نعم | 29.0 (18.0%) | 25.0 (18.0%) | 4.0 (18.2%) | |
| مرض الانسداد الرئوي المزمن (COPD)، n (٪) | 0.719 | |||
| لا | 122.0 (75.8%) | 106.0 (76.3%) | 16.0 (72.7%) | |
| نعم | 39.0 (24.2%) | 33.0 (23.7%) | 6.0 (27.3%) | |
| ارتفاع ضغط الدم، n (٪) | 0.019 | |||
| لا | 66.0 (41.0%) | 62.0 (44.6%) | 4.0 (18.2%) | |
| نعم | 95.0 (59.0%) | 77.0 (55.4%) | 18.0 (81.8%) | |
| السكري، n (٪) | 0.771 | |||
| لا | 114.0 (70.8%) | 99.0 (71.2%) | 15.0 (68.2%) | |
| نعم | 47.0 (29.2%) | 40.0 (28.8%) | 7.0 (31.8%) | |
| أمراض القلب، n (٪) | 0.312 | |||
| لا | 82.0 (50.9%) | 73.0 (52.5%) | 9.0 (40.9%) | |
| نعم | 79.0 (49.1%) | 66.0 (47.5%) | 13.0 (59.1%) | |
| الأوعية الدموية الدماغية، n (٪) | 0.104 | |||
| لا | 137.0 (85.1%) | 121.0 (87.1%) | 16.0 (72.7%) | |
| نعم | 24.0 (14.9%) | 18.0 (12.9%) | 6.0 (27.3%) | |
| مرض الكلى المزمن، n (٪) | 0.534 | |||
| لا | 137.0 (85.1%) | 117.0 (84.2%) | 20.0 (90.9%) | |
| نعم | 24.0 (14.9%) | 22.0 (15.8%) | 2.0 (9.1%) | |
| CLD، n (٪) | >0.999 | |||
| لا | 157.0 (97.5%) | 135.0 (97.1%) | 22.0 (100.0%) | |
| نعم | 4.0 (2.5%) | 4.0 (2.9%) | 0.0 (0.0%) | |
| قبول SOFA، الوسيط (الربع الأول، الثالث) | 5.00 (3.00, 6.00) | 5.00 (3.00, 6.00) | 5.50 (3.00, 7.00) | 0.241 |
| قبول APSIII، الوسيط (الربع الأول، الثالث من الجامعة) | 49.00 (35.00, 60.00) | 48.00 (32.00, 57.00) | 61.50 (50.00, 69.00) | <0.001 |
| المتوسط، المتوسط (الربع الأول، الثالث من القسم) | 15.00 (15.00, 15.00) | 15.00 (15.00, 15.00) | 15.00 (14.00, 15.00) | 0.367 |
| مؤشر الأمراض المصاحبة في تشارلسون، الوسيط (الربع الأول، الثالث من الربع الأول) | 5.00 (3.00, 6.00) | 4.00 (2.00, 6.00) | 5.00 (4.00, 6.00) | 0.047 |
| معدل التنفس، الوسيط (Q1، Q3) | 22.00 (18.00, 24.00) | 22.00 (18.00, 24.00) | 23.00 (19.00, 26.00) | 0.091 |
| معدل ضربات القلب، الوسيط (Q1، Q3) | 93.00 (82.00, 103.00) | 93.00 (81.00, 101.00) | 101.00 (93.00, 110.00) | 0.01 |
| SBP، الوسيط (الربع الأول، الربع الثالث) | 126.00 (115.00, 135.00) | 126.00 (115.00, 135.00) | 126.00 (117.00, 136.00) | 0.919 |
| DBP، الوسيط (الربع الأول، الثالث من الفريق) | 75.00 (65.00, 83.00) | 75.00 (65.00, 83.00) | 75.00 (63.00, 84.00) | 0.963 |
| التصنيف، الوسيط (الربع الأول، الثالث من القرن) | 0.90 (0.70, 1.30) | 0.90 (0.70, 1.30) | 0.95 (0.70, 1.40) | 0.582 |
| BUN، الوسيط (Q1، Q3) | 20.00 (15.00, 30.00) | 19.00 (14.00, 27.00) | 33.50 (20.00, 54.00) | 0.002 |
| البوتاسيوم، الوسيط (Q1، Q3) | 4.00 (3.70, 4.50) | 4.00 (3.60, 4.50) | 4.25 (3.80, 5.10) | 0.133 |
| الصوديوم، الوسيط (الربع الأول، الربع الثالث) | 139.00 (136.00, 142.00) | 139.00 (136.00, 142.00) | 140.50 (136.00, 143.00) | 0.483 |
| WBC، الوسيط (الربع الأول، الربع الثالث) | 11.50 (7.80, 15.20) | 11.40 (7.70, 15.20) | 12.10 (9.10, 18.20) | 0.321 |
| HBG، الوسيط (الربع الأول، الثالث من القسم) | 11.30 (10.30, 12.70) | 11.50 (10.30, 12.80) | 10.60 (9.80, 11.70) | 0.072 |
| PLT، الوسيط (Q1، Q3) | 226.00 (175.00, 279.00) | 225.00 (174.00, 278.00) | 236.00 (200.00, 358.00) | 0.208 |
| اللمفاويات، الوسيط (Q1، Q3) | 0.83 (0.52, 1.44) | 0.88 (0.53, 1.45) | 0.67 (0.45, 0.93) | 0.111 |
الجدول 2: خصائص الناجين وغير الناجين. كانت اختبارات الدلالة المستخدمة هي اختبار فيشر الدقيق، اختبار بيرسون لتربيع الكاي، واختبار جمع الترتيب لويلكوكسون.
| مجموعة | نوعي | أو | 95٪ CI | قيمة p |
| النموذج 1 | المسار | |||
| 1 | — | — | ||
| 2 | 0.51 | 0.15, 1.45 | 0.228 | |
| 3 | 0.1 | 0.02, 0.39 | 0.003 | |
| النموذج 2 | المسار | |||
| 1 | — | — | ||
| 2 | 0.46 | 0.12, 1.59 | 0.236 | |
| 3 | 0.1 | 0.01, 0.44 | 0.007 | |
| عمر | 1.08 | 1.03, 1.13 | 0.003 | |
| جنس | ||||
| F | — | — | ||
| M | 0.5 | 0.15, 1.50 | 0.222 | |
| hosp_days | 0.69 | 0.52, 0.86 | 0.005 | |
| ICU_days | 1.51 | 1.22, 2.01 | 0.001 | |
| النموذج 3 | المسار | |||
| 1 | — | — | ||
| 2 | 0.56 | 0.12, 2.32 | 0.435 | |
| 3 | 0.06 | 0.01, 0.36 | 0.006 | |
| عمر | 1.06 | 1.00, 1.14 | 0.049 | |
| جنس | ||||
| F | — | — | ||
| M | 0.42 | 0.11, 1.47 | 0.187 | |
| hosp_days | 0.59 | 0.40, 0.78 | 0.002 | |
| ICU_days | 1.75 | 1.32, 2.57 | <0.001 | |
| APS III_admission | 1.04 | 1.00, 1.08 | 0.047 | |
| charlson_comorbidity_index | 0.89 | 0.63, 1.20 | 0.49 | |
| heart_rate_admission | 1.05 | 1.01, 1.10 | 0.019 | |
| BUN_adm | 1 | 1.00, 1.01 | 0.209 |
الجدول 3: الانحدار اللوجستي متعدد المتغيرات. الاختصارات: CI = فترة الثقة، OR = نسبة الأرجحية.
| مجموعة | نوعي | N | الحدث N | ساعه | 95٪ CI | قيمة p |
| النموذج 1 | المسار | 161 | 22 | |||
| 1 | 62 | — | — | |||
| 2 | 36 | 0.54 | 0.20, 1.48 | 0.232 | ||
| 3 | 63 | 0.12 | 0.03, 0.52 | 0.005 | ||
| النموذج 2 | المسار | 161 | 22 | |||
| 1 | 62 | — | — | |||
| 2 | 36 | 0.51 | 0.18, 1.42 | 0.197 | ||
| 3 | 63 | 0.16 | 0.03, 0.70 | 0.016 | ||
| عمر | 161 | 22 | 1.06 | 1.02, 1.10 | 0.004 | |
| جنس | 161 | 22 | ||||
| F | 83 | — | — | |||
| M | 78 | 0.62 | 0.26, 1.46 | 0.274 | ||
| hosp_days | 161 | 22 | 0.73 | 0.58, 0.91 | 0.005 | |
| ICU_days | 161 | 22 | 1.41 | 1.14, 1.73 | 0.001 | |
| النموذج 3 | المسار | 161 | 22 | |||
| 1 | 62 | — | — | |||
| 2 | 36 | 0.65 | 0.22, 1.91 | 0.437 | ||
| 3 | 63 | 0.13 | 0.03, 0.64 | 0.012 | ||
| عمر | 161 | 22 | 1.05 | 1.00, 1.10 | 0.063 | |
| جنس | 161 | 22 | ||||
| F | 83 | — | — | |||
| M | 78 | 0.67 | 0.26, 1.74 | 0.411 | ||
| hosp_days | 161 | 22 | 0.68 | 0.54, 0.87 | 0.002 | |
| ICU_days | 161 | 22 | 1.51 | 1.19, 1.91 | <0.001 | |
| APS III_admission | 161 | 22 | 1.02 | 1.00, 1.05 | 0.026 | |
| charlson_comorbidity_index | 161 | 22 | 0.92 | 0.71, 1.18 | 0.493 | |
| heart_rate_admission | 161 | 22 | 1.03 | 1.00, 1.07 | 0.041 | |
| BUN_adm | 161 | 22 | 1 | 1.00, 1.00 | 0.293 |
الجدول 4: انحدار كوكس متعدد المتغيرات. الاختصارات: CI = فترة الثقة، HR = نسبة المخاطر.
الجدول التكميلي 1: ملخص الإحصائيات لكل مجموعة مسار لمفاويات. الاختصارات: AIC = معيار معلومات أكايكي؛ BIC = معيار المعلومات البايزي؛ CAIC = AIC متسق؛ AvePP = متوسط احتمال خلفي. يرجى الضغط هنا لتحميل هذا الملف.
الملف الإضافي 1: الرموز والنص للخطوات 1-3. يرجى الضغط هنا لتحميل هذا الملف.
النتائج الجديدة لتحليلنا تستند إلى قاعدة بيانات MIMIC-IV. طورنا تحليل جديد لتحليل ARDS مع الالتهاب الرئوي الطولي للمجموعات اللمفاوية بناء على أعداد الخلايا اللمفاوية المتاحة على نطاق واسع. وجدنا أن مجموعات عدد الخلايا اللمفاوية الطولية كانت أفضل من عدد الخلايا اللمفاوية عند القبول في تقييم التشخيص.
أثرت الخطوات الإجرائية الحرجة بشكل كبير على النتائج ويجب الإشارة إليها من حيث قابلية التكرار. معيار تصفية البيانات، الذي يتطلب > قياسين للخلايا اللمفاوية خلال 7 أيام، يضمن بيانات طولية كافية. كان اختيار معلمات GBTM، وتحديدا اختيار ثلاثة مسارات بناء على قابلية التفسير السريرية بدلا من التحسينات الإحصائية الهامشية، حاسما لتوليد أنماط ظاهرية قابلة للتنفيذ سريريا.
قد تشير مسارات الخلايا اللمفاوية المختلفة إلى ملفات ونتائج مناعية مختلفة في ARDS مع الالتهاب الرئوي، خاصةأثناء عملية العلاج. درجة APSIII هي مؤشر قياس لدرجة الاضطرابات الفسيولوجية الفردية9. كلما ارتفعت درجة APS، كان خلل الأعضاء في الجسم أكثر وضوحا، وزاد سوء التشخيص. مقارنة بالمسار 3، تكون القيمة الأولية للخلايا اللمفاوية لدى مرضى المسار 1 أقل، ودرجة APSIII أعلى. وهذا يشير إلى أن المرضى في المسار 1 هم أكثر عرضة لأن يكونوا في مرحلة ضعف المناعة. المسار 1 (الارتفاع المستمر) يمثل على الأرجح مرضى يعانون من حركة الخلايا اللمفاوية المبكرة المحدودة ووجود لمفاويات مستمرة. كان المسار الثالث (الانخفاض المبكر ثم الارتفاع السريع) مرتبطا بشكل مستقل بأدنى معدل وفيات خلال 28 يوما (معدل ضربات القلب 0.13؛ p = 0.012)، مما يشير إلى أن انخفاض عابر في الخلايا اللمفاوية يتبعه تعافي سريع يمنح توقعات أفضل. يتماشى هذا النمط مع أبحاث سابقة تشير إلى أن الوفاة المبكرة في ARDS ناتجة عن التهاب شديد، بينما الوفاة المتأخرة ترتبط غالبا بتثبيط المناعة10. تسلط هذه النتائج الضوء على الدور المحتمل للعلاجات المخصصة لمختلف أنواع ARDS الممزوجة بأنواع الالتهاب الرئوي. على وجه التحديد، قد يستفيد المرضى الذين لديهم ملف مضاد للالتهاب (المسار 3) من العوامل المضادة للالتهاب مثل الكورتيكوستيرويدات أو أوليناستاتين11. بالنسبة للمرضى الذين لديهم ملف مثبط للمناعة (المسار 1)، قد تكون العلاجات المحفزة للمناعة مثل ثيموزين α1، الذي يعيد عدد الخلايا اللمفاوية، أو IL-7، الذي يعزز تكاثر الخلايا اللمفاوية ويمنع الاستماتة المبرمجة، مفيدة12. تحديد هذه المسارات له آثار سريرية مباشرة على تصنيف المخاطر. من خلال مراقبة عدد الخلايا اللمفاوية خلال أول 3-4 أيام من الإقامة في وحدة العناية المركزة، يمكن للأطباء تحديد المرضى المعرضين لخطر مستمر (المسار 1) الذين قد يكونون مرشحين للتسجيل في تجارب العلاجات المناعية. وعلى العكس، فإن المرضى الذين يتبعون المسار الثالث، رغم الانخفاض الأولي، لديهم توقعات إيجابية وقد يتم تجنيب تدخلات مناعية أكثر عدوانية وربما ضارة. ومع ذلك، فإن هذه المقترحات افتراضية ويجب اختبارها بدقة في الدراسات التدخلية المستقبلية قبل التبني السريري. لذلك، فإن العلاج المستهدف لمتلازمة ARDS مهم بشكل خاص13.
مقارنة بأساليب النمذجة الحالية، يقدم بروتوكولنا القائم على GBTM مزايا منهجية واضحة. بينما تتطلب نماذج التعلم الآلي عادة هندسة ميزات معقدة وموارد حسابية واسعة، يستفيد هذا النهج من البيانات الطولية المتاحة بشكل روتيني مع تنفيذ مباشر. قدرة البروتوكول على التعامل مع القياسات غير المنتظمة والبيانات المفقودة تجعله مناسبا بشكل خاص لمجموعات البيانات السريرية الواقعية. علاوة على ذلك، توفر مجموعات المسار الناتجة أنماط طبيعية سريرية قابلة للتفسير فورا، على عكس طبيعة الصندوق الأسود لبعض خوارزميات التعلم الآلي المعقدة.
كان معدل ضربات القلب أعلى بشكل ملحوظ لدى غير الناجين مقارنة بالناجين في دراستنا. هذا الاستنتاج يتوافق مع دراسة سابقة14. يشير معدل ضربات القلب المرتفع إلى أن الشخص يعاني من انخفاض مستوى الأكسجين، مما يمثل حالة أكثر شدة من ARDS15. علاوة على ذلك، قد يؤدي ارتفاع معدل نبض القلب لفترة طويلة لدى المرضى القلبيين ذوي المخاطر العالية والمرضى في حالات قلبية خطيرة، مما قد يسبب توقعات سلبية16. لذلك، عندما يدخل المريض إلى المستشفى بمعدل ضربات قلب مرتفع بشكل غير طبيعي، من الضروري مراقبة مستويات الأكسجين في الدم لدى المريض عن كثب وأن تكون يقظا لعلامات تدهور الأعراض السريرية لمتلازمة الحساسية المفرطة مع الالتهاب الرئوي. تظهر مدة الاستشفاء ازدواجية تنبؤية: فكل يوم إضافي في الأجنحة العامة قد يشير إلى زخم التعافي، بينما غالبا ما يجسد الحبس المطول في وحدة العناية المركزة دورة مستمرة من المرض الحرج.
لوضع أداء نموذج مسار الخلايا اللمفاوية لدينا في سياق، قارنناه بالنماذج التنبؤية الحديثة لمتلازمة ARDS. على سبيل المثال، طورت دراسة حديثة ركزت تحديدا على الالتهاب الرئوي-ARDS (p-ARDS) ستة نماذج ML، من بينها أظهر نموذج آلة المتجه الداعمة (SVM) أفضل أداء بمعدل AUC 0.7718. نماذج أكثر تقدما تتضمن مؤشرات حيوية محددة (مثل نسبة اللاكتات إلى الألبومين) حسنت الأداء، حيث بلغ معدل AUC يصل إلى 0.811 للوفيات خلال 28 يوما19. في هذا المشهد، حقق هذا النموذج، الذي يدمج مسارات الخلايا اللمفاوية الديناميكية مع المعايير السريرية الأساسية، قدرة تمييزية متفوقة، مع AUC تبلغ 0.932. يشير هذا إلى أن الملف المناعي الطولي الذي تلتقطه اتجاهات الخلايا اللمفاوية قد يوفر معلومات تنبؤية أكثر قوة من قياس نقطة زمنية واحدة أو حتى نماذج تعلم آلي معقدة تعتمد على متغيرات القبول الثابتة.
تمثل كفاءة ومرونة هذا السير التكيف مزايا إضافية. يتيح التصميم الوحدوي لخط أنابيب التحليل لدينا التطبيق السريع على مجموعات بيانات جديدة، مع إمكانية التحليل الكامل من استخراج البيانات إلى التصور خلال ساعات. يمكن تكييف هذا البروتوكول بسهولة لدراسة مؤشرات حيوية ديناميكية أخرى أو مجموعات رعاية حرجة مختلفة، مما يعزز فائدته إلى ما هو أبعد من التطبيق الحالي.
تستحق عدة قيود النظر فيها. أولا، التحليل الاستعادي لقاعدة بيانات مركزية واحدة (MIMIC-IV) معرض للتداخل غير المقاس، وقد يؤدي الاعتماد على رموز ICD-9/10 لتحديد ARDS بدلا من تعريف برلين المستقبلي إلى تحيز التصنيف الخاطئ ويحد من قابلية التعميم بسبب الاختلافات التشخيصية الإقليمية. ثانيا، حجم المجموعة (n=161)، رغم أنه كاف للنمذجة الأولية، يتطلب التحقق الخارجي في دراسات أكبر متعددة المراكز. ثالثا، غياب ملفات السيتوكين الديناميكية وبيانات العلاج المناعي يقيد التقييم المناعي الشامل. أخيرا، تتطلب المنفعة السريرية لنموذجنا تقييما مستقبليا.
في الختام، تم تحديد ثلاثة مسارات لمفاوية مميزة لدى مرضى ARDS المصابين بالالتهاب الرئوي باستخدام GBTM. كانت مسارات الخلايا اللمفاوية، وارتفاع معدل ضربات القلب، والبقاء في العناية المركزة مؤشرات قوية على الوفيات خلال 28 يوما. قد تدعم هذه النتائج تطوير استراتيجيات إدارة أكثر تخصيصا لمتلازمة ARDS مع الالتهاب الرئوي. قد تركز الدراسات المستقبلية المستقبلية على دراسة فعالية العلاج المناعي المستهدف على مسارات مختلفة لفهم أفضل للتفاعلات المحتملة بين العلاج المناعي والمجموعات الفرعية لمرض ARD.
لا يوجد لدى المؤلفين تضارب مصالح للكشف عنها.
تعتمد هذه الدراسة على بيانات القاعدة MIMIC-IV. نعبر عن خالص امتناننا لفريق MIMIC-IV المخلص على مساهماتهم. شكرا على رفقة وتشجيع السيد هو.
| الاسم | الشركة | رقم فهرسي | التعليقات |
|---|---|---|---|
| المحاكاة | مختبر MIT لعلم وظائف الأعضاء الحاسوبي | IV 2.2 | |
| نافيكات بريميوم | بريميوم سوفت سايبرتك المحدودة | 16 | |
| R | فريق R كور | 4.4.1 | |
| RStudio | شركة بوزيت سوفتوير، PBC |
طلب إذن لإعادة استخدام النص أو الأشكال في مقالة JoVE هذه
طلب إذن