本方案详细介绍了从 MIMIC-IV 数据库中提取重症监护病房（ICU）临床数据的方法，并逐步应用生存分析和可解释的机器学习模型，以评估血清白蛋白作为肺癌患者28天死亡率预测因子的价值。
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研究文章
* These authors contributed equally
本方案详细介绍了从 MIMIC-IV 数据库中提取重症监护病房（ICU）临床数据的方法，并逐步应用生存分析和可解释的机器学习模型，以评估血清白蛋白作为肺癌患者28天死亡率预测因子的价值。
血清白蛋白可反映营养状况、全身性炎症及疾病负担。然而，其在肺癌重症患者中的预后意义尚不明确。本研究旨在探讨肺癌重症监护病房（ICU）患者血清白蛋白水平与28天全因死亡率之间的关联，并评估其在机器学习（ML）模型中的预测价值。这项回顾性队列研究纳入了来自重症监护医疗信息集市数据库第四版（MIMIC-IV）的1,274名成年肺癌ICU患者。采用多变量Cox比例风险模型评估血清白蛋白与28天死亡率之间的关联。附加分析包括限制性立方样条、Kaplan–Meier生存曲线以及亚组分析。机器学习分类器使用最小绝对收缩与选择算子（LASSO）和Boruta方法进行特征筛选。最终选择逻辑回归作为最优模型，并采用SHapley加性解释（SHAP）值进行模型解读。在1,274名患者中，28天死亡率为26.9%。较低的血清白蛋白水平与较高的28天死亡率独立相关。每升高1 g/dL血清白蛋白，风险比为0.729（95% CI，0.597–0.891；p = 0.002）。在血清白蛋白四分位数间观察到逆向关联趋势（趋势性检验p <0.001），Kaplan–Meier分析显示白蛋白≥2.9 g/dL患者的死亡率较低（log-rank p < 0.0001）。逻辑回归模型在验证队列中AUC达到0.767，表明具有良好的区分度和校准能力。SHAP分析将血清白蛋白识别为28天死亡率的关键预测因子。较低的血清白蛋白水平与肺癌ICU患者的短期死亡率升高独立相关。血清白蛋白可作为该人群早期风险分层的实用生物标志物。整合白蛋白的机器学习模型表现出较强的预测性能和可解释性。
肺癌在全球范围内仍然是最常见且致死率最高的恶性肿瘤之一。根据全球癌症观察站（GLOBOCAN 2020）的报告，肺癌约占全球新确诊癌症病例的11.4%，并且是癌症相关死亡的首要原因，占全球癌症死亡总数的约18%1。尽管在早期诊断技术、化疗方案和靶向治疗策略方面已取得显著进展，但由于肺癌常在晚期才被发现且具有高度侵袭性，其总体5年生存率仍低于20%2。
大量被诊断为肺癌的患者在其疾病进程中需要进入重症监护室（ICU）接受治疗，最常见的原因是出现急性呼吸窘迫、严重感染或出血等并发症，这些并发症可能由癌症进展或治疗相关的不良反应引起。在这一患者群体中，入住ICU与不良的短期预后密切相关，报道的28天死亡率在30%至60%之间，显著高于普通ICU人群3。在既往针对肺癌患者的ICU队列研究中，合并症极为普遍，其中高血压和糖尿病分别在约46.1%和37.9%的患者中被报告。此外，近一半的患者存在中至重度的基础功能障碍（45.6%），这可能使ICU管理更加复杂，并导致较差的短期结局4。在ICU环境中对重症肺癌患者进行治疗面临显著的临床挑战。针对这些患者的临床决策通常需要对是否启动机械通气、使用血管加压药以及应用广谱抗生素等进行复杂评估，而所有这些决策都必须置于一种通常难以逆转的基础癌症背景下来综合考虑....
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数据库访问与软件环境
完成有关伦理数据使用的必要培训后（认证编号：69002811），获得对重症监护医学信息库 IV 数据库（MIMIC-IV，v3.1）的授权访问权限。根据中国《涉及人的生命科学和医学研究伦理审查办法》（2023年2月18日）第三十二条规定，使用合法获取的公开数据、在未干扰公众行为情况下产生的数据或匿名化信息的研究可免于伦理审查。本研究符合上述规定，因此豁免了机构伦理审批。研究过程中严格遵守数据使用协议和伦理准则，且研究仅用于科学目的。 使用 PostgreSQL（v17.1.11）搭建数据库环境，采用 Navicat Premium（v17）作为数据库管理与查询界面，执行 SQL 查询并导出提取的数据集用于分析。
患者选择
使用国际疾病分类第九版和第十版（ICD-9 和 ICD-10）编码在 MIMIC-IV 数据库中识别肺癌患者17。依次应用以下排除标准：年龄 <18 岁或 >90 岁；重症监护室（ICU）入院后 24 小时内缺乏血清白蛋白检测值；存在多次 ICU 或住院记录；ICU 住院时间 <24 小时。
可变提取
使用 Navicat Premium（v17）通过 Postgr....
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基线特征
共识别并提取了来自 MIMIC-IV 数据库的 1,274 例肺癌患者（图 1）。队列患者的中位年龄为 69 岁（IQR：61–77），男性占 51.18%。总体而言，343 例患者（26.92%）在进入重症监护室（ICU）后 28 天内死亡。按 28 天生存状态分层的基线特征见表 1。与存活者相比，非存活者的疾病严重程度显著更高，表现为 APACHE II、Charlson 合并症指数、SAPS II 和 SOFA 评分升高（均 p < 0.001）。在生命体征方面，非存活者的呼吸频率和心率更高，血氧饱和度更低（均 p < 0.01），而体温差异无统计学意义。实验室检查结果显示，非存活者的白细胞计数、红细胞分布宽度、尿素氮、肌酐、总胆红素、AST、ALT、钾离子浓度和凝血酶原时间显著升高，同时血红蛋白、血小板计数和血清白蛋白水平较低（均 p < 0.05）。值得注意的是，非存活者的血清白蛋白水平明显降低[非存活者中位数为.......
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本研究利用MIMIC-IV数据库，探讨了肺癌重症监护病房（ICU）患者血清白蛋白水平与28天全因死亡率之间的关联。即使在调整了多种临床协变量后，较低的血清白蛋白水平仍独立地与较高的28天死亡风险相关。该关联在多种分析方法中均保持一致，包括Cox比例风险模型和机器学习方法。亚组分析进一步表明，该关联在多个临床相关分层中均具有稳定性，且未检测到显著的交互作用。此外，基于SHAP值的模型解释揭示了血清白蛋白在预测短期死亡率中的相对重要性，提示其在该人群临床风险评估中的潜在应用价值。
我们的研究结果与既往研究一致，均将低白蛋白血症确定为重症监护病房（ICU）患者不良预后的强有力预测因子6,18。低白蛋白血症在危重患者中始终与死亡率升高、ICU住院时间延长以及并发症风险增加相关19,20,21
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作者声明无竞争利益。
我们衷心感谢所有作者为本研究所做出的重要贡献；他们宝贵的努力对研究的成功起到了关键作用。本研究由国家自然科学基金（82174415，82405441）、中国中医科学院科技创新项目（CI2021A01818，C12021A03307，C12021A05054）以及中国中医科学院望京医院高水平中医医院建设项目——中医药临床循证研究专项（WJYY-XZKT-2023-25）资助。
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| 姓名 | 公司 | 目录编号 | 评论 |
|---|---|---|---|
| 重症监护医疗信息集市 IV（MIMIC-IV）数据库 | 麻省理工学院 | http: //mimic.physionet.org/ | |
| Navicat Premium (v17) | PremiumSoft CyberTech Ltd. | ||
| PostgreSQL (v17.1.11) | PostgreSQL 全球开发小组 | ||
| Python (v3.10) | Python 软件基金会 | ||
| R 统计软件 (v4.2.3) | 统计计算 R 基金会 | ||
| SHapley 加性解释（SHAP） | 开源软件 |
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