$$\rightleftharpoonup{xx}$$
$$\longleftharp{xx}$$,
$$\longrightharp{xx}$$,
Charakterystyka pacjenta
W tym badaniu wzięło udział łącznie 161 pacjentów. Wykonanie protokołu GBTM (krok 2) pomyślnie zidentyfikowało trzy odrębne trajektorie limfocytów, co pokazano na Rysunku 1. Ten wynik potwierdza pomyślną zbieżność modeli i prawidłowe rozdzielenie podgrup, co jest kluczowym punktem kontrolnym dla przejścia do modelowania prognostycznego. Decyzja ta opierała się na równowadze dopasowania statystycznego (Tabela Uzupełniająca 1) i interpretowalności klinicznej: podczas gdy modele z czterema lub pięcioma klasami wykazywały nieco lepsze wartości AIC/BIC w trzech klasach, model trójklasowy zapewniał wyraźnie odrębne, klinicznie możliwe do działania trajektorie — reprezentujące trwałą immunosupresję, umiarkowaną regenerację i szybkie odtworzenie układu odpornościowego — z wystarczającą wielkością grupy i stabilnością do solidnej analizy prognosycznej. Trajektoria 1, klasa ciągłego wzrostu, obejmowała 62 pacjentów (38,5%) i charakteryzowała się stałym, niemal liniowym wzrostem liczby limfocytów od pierwszego do siódmego dnia. Ale punkt wyjścia był bardzo niski. Trajektoria 2, klasa w kształcie litery U, obejmowała 36 pacjentów (22,3%) i wykazała wczesny spadek liczby limfocytów w ciągu 1do 3 dni, po czym następował stopniowy powrót do zdrowia. Trajektoria 3, klasa wczesnego spadku i szybkiego wzrostu, obejmowała 63 pacjentów (39,1%), którzy wykazali umiarkowany spadek liczby limfocytów w dniach 1–3 oraz wyraźny trend wzrostowy od dnia 4. Jednocześnie punkt początkowy jest bliski wartości normalnej. Charakterystyki wyjściowe różniły się znacząco w zależności od tych trajektorii, co potwierdza ich znaczenie kliniczne (Tabela 1). Pacjenci na trajektorii 1 byli starsi i wykazywali wyższy przebieg choroby (wyższe wyniki APS III i SOFA), najniższą bazową liczbę limfocytów oraz najwyższy wskaźnik śmiertelności w ciągu 28 dni (24,2%). Jak pokazano w Tabeli 2, kilka cech bazowych różniło się znacząco między osobami, które przeżyły, a nie. Osoby, które nie przeżyły, były starsze i częściej należały do trajektorii limfocytów o wysokiej śmiertelności. Doświadczyli także dłuższego pobytu na OIOM-ie, wyższego występowania nadciśnienia oraz poważniejszej choroby przy przyjęciu (wyższe wyniki APS III i większe obciążenie chorobami współistniejącymi). Na koniec, osoby, które nie przeżyły, miały podwyższone tętno i zwiększoną ilość azotu mocznika we krwi.
Wielowariantowa regresja logistyczna
Protokół regresji logistycznej (krok 4) został zastosowany, aby zidentyfikować niezależne predyktory śmiertelności po 28 dniach u pacjentów z ARDS skomplikowanym zapaleniem płuc. W trybie nieskorygowanym (Model 1), z użyciem trajektorii 1 jako odniesienia, ani trajektoria 2 (OR 0,51; 95% CI 0,15–1,45; p = 0,228), ani trajektoria 3 (OR 0,10; 95% CI 0,02–0,39; p = 0,003) nie okazały się istotne, z wyjątkiem tej ostatniej, która wiązała się z wyraźnym obniżeniem szans na śmiertelność w ciągu 28 dni. Po uwzględnieniu czynników zakłócających (Model 3), trajektoria 3 pozostała niezależnym predyktorem niższej śmiertelności (OR 0,06; 95% CI 0,01–0,36; p = 0,006; Tabela 3). Długość pobytu w szpitalu zachowała efekt ochronny (OR 0,59 dziennie; 95% CI 0,40–0,78; p = 0,002), podczas gdy każdy dzień na OIOM-ie dodatkowo zwiększał ryzyko śmiertelności (OR 1,75; 95% CI 1,32–2,57; s. < 0,001). Wyższe wyniki APS III (OR 1,04 na punkt; 95% CI 1,00–1,08; p = 0,047) oraz podwyższona częstość przyjęcia serca (OR 1,05 na bpm; 95% CI 1,01–1,10; p = 0,019) również były istotne, podczas gdy płeć, indeks Charlsona i BUN nie osiągały istotności. Wyniki te potwierdzają zdolność protokołu do wyprowadzenia silnego i dostosowanego związku między trajektoriami odpornościowymi a wynikami. Wykresy leśne były używane do wizualizacji jednocześnie (Rysunek 2). Metryki wydajności modelu (krok 4) wykazały solidność naszego podejścia. Model wykazał doskonałą zdolność rozróżniania (AUC = 0,932; Rysunek 3). Ta wysoka wartość, znacząco powyżej 0,5 punktu losowego przypadku, wskazuje, że model wyprowadzony z protokołu skutecznie rozróżnia osoby ocalałe od nieprzeżywałych. Krzywa kalibracyjna (rysunek 4) wskazywała na dobrą zgodność między prawdopodobieństwami przewidywanymi a obserwowanymi, z minimalną błędną kalibracją na skrajnościach, co wspierało wiarygodność modelu. Analiza krzywej decyzyjnej (Rysunek 5) wykazała stałą korzyść netto na poziomie progowych prawdopodobieństw 5%–45%, z szczytową korzyść w okolicach 10%, co wskazuje na potencjał modelu do podejmowania decyzji klinicznych.
Regresja Coxa wielowymiarowa
Protokół regresji Coxa (krok 4) dał wyniki zgodne z modelem logistycznym. W porównaniu z trajektorią 1, pacjenci w trajektorii 2 wykazywali nieistotny trend niższej śmiertelności w ciągu 28 dni (HR 0,54; 95% CI 0,20–1,48; p = 0,232), podczas gdy osoby z trajektorią 3 miały wyraźnie zmniejszone ryzyko zgonu (HR 0,12; 95% CI 0,03–0,52; p = 0,005; Model 1). Po uwzględnieniu czynników zakłócających (Model 3), trajektoria 3 pozostała niezależnie powiązana z niższą śmiertelnością (HR 0,13; 95% CI 0,03–0,64; p = 0,012; Tabela 4). Dni szpitalne były ochronne (HR 0,68 dziennie; 95% CI 0,54–0,87; p = 0,002), podczas gdy każdy kolejny dzień na OIOM-ie zwiększał ryzyko o 51% (HR 1,51; 95% CI 1,19–1,91; s. < 0,001). Wyższe wyniki APS III (HR 1,02; 95% CI 1,00–1,05; p = 0,026) oraz podwyższona częstość serca przy przyjęciu (HR 1,03; 95% CI 1,00–1,07; p = 0,041) również były umiarkowanymi, ale istotnymi predyktorami śmiertelności, podczas gdy indeks Charlsona i BUN nie osiągnęły istotności statystycznej. Stabilność tego powiązania w obu ramach regresji podkreśla odporność trajektorii limfocytów jako markera prognostycznego. Założenie o zagrożeniach proporcjonalnych zostało zweryfikowane przy użyciu reszt Schoenfelda, nie wykryto żadnych istotnych naruszeń. Wykresy leśne były wykorzystywane do wizualizacji jednocześnie (Rysunek 6).

Rysunek 1: Trajektorie limfocytów zidentyfikowane przez GBTM klasy 3. Wygenerowane za pomocą pakietu R gbmt. Udana replikacja powinna wykazać trzy wyraźne trajektorie: utrzymującą się immunosupresję, umiarkowaną regenerację oraz szybką rekonstrukcję układu odpornościowego. Proszę kliknąć tutaj, aby zobaczyć większą wersję tej figurki.

Rysunek 2: Wykres lasu dla wielowymiarowej regresji logistycznej. Stworzone za pomocą R ggplot2. Statystycznie istotne predyktory powinny wykazywać, że przedziały ufności nie przekraczają OR = 1. Proszę kliknąć tutaj, aby zobaczyć większą wersję tej figurki.

Rysunek 3: Krzywa ROC dla dyskryminacji modeli logistycznych. Wygenerowane za pomocą pakietu R pROC. AUC = 0,932 oznacza doskonałe osiągi; Zreplikowana krzywa powinna gwałtownie wznosić się w górny lewy róg. Proszę kliknąć tutaj, aby zobaczyć większą wersję tej figurki.

Rysunek 4: Krzywa kalibracji (bootstrap 200). Stworzone za pomocą pakietu RRMS. Dobrą kalibrację potwierdza bliskie dopasowanie krzywej korygowanej o polaryzację do idealnej linii. Proszę kliknąć tutaj, aby zobaczyć większą wersję tej figurki.

Rysunek 5: Analiza krzywej decyzyjnej dla zastosowań klinicznych. Wygenerowane za pomocą pakietu Rmda R. Model powinien wykazywać korzyści netto w porównaniu ze strategiami typu treat-all/none w zakresie progowym 5%-45%. Proszę kliknąć tutaj, aby zobaczyć większą wersję tej figurki.

Rysunek 6: Wykres lasu dla modelu ryzyk proporcjonalnych Coxa. Stworzone z pakietem R survminer. Udana replikacja powinna wyraźnie rozróżniać czynniki ochronne (HR < 1) i ryzyko (HR > 1). Proszę kliknąć tutaj, aby zobaczyć większą wersję tej figurki.
| zmienna | Trajektoria 1 (N=62) | Trajektoria 2 (N=36) | Trajektoria 3 (N=63) | p |
| Wiek, lata | 71 (62.2–81) | 72 (58–78.2) | 62 (45.5–81) | 0.0204 |
| KANAPA | 5 (4–6) | 4 (3–6) | 4 (3–6) | 0.0333 |
| 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 |
| Indeks Charlsona | 5 (3–6) | 4.5 (3–5) | 3 (2–6) | 0.213 |
| POChP | 14 (22.6%) | 11 (30.6%) | 14 (22.2%) | 0.602 |
| Nadciśnienie | 42 (67.7%) | 22 (61.1%) | 31 (49.2%) | 0.104 |
| Cukrzyca | 18 (29%) | 13 (36.1%) | 16 (25.4%) | 0.529 |
| Choroby serca | 32 (51.6%) | 19 (52.8%) | 28 (44.4%) | 0.638 |
| Naczyń mózgowych | 12 (19.4%) | 5 (13.9%) | 7 (11.1%) | 0.425 |
| PCHD | 9 (14.5%) | 7 (19.4%) | 8 (12.7%) | 0.659 |
| CLD | 0 (0%) | 0 (0%) | 4 (6.3%) | 0.0412 |
| Wentylacja | 11 (17.7%) | 5 (13.9%) | 13 (20.6%) | 0.701 |
| Częstość oddechu | 22 (19–25) | 19.5 (16–24) | 22 (18–24) | 0.0753 |
| Tętno | 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 |
| Hemoglobina | 10.8 (10–12) | 11.4 (10.5–13.1) | 11.7 (10.7–12.9) | 0.117 |
| Płytek krwi | 223.5 (169.8–279) | 223.5 (175.8–264.2) | 226 (192–282) | 0.775 |
| Limfocytów | 0.6 (0.4–0.7) | 1.4 (1.3–1.6) | 1.1 (0.6–1.9) | <0.001 |
| Kreatynina | 0.9 (0.8–1.4) | 0.9 (0.8–1.2) | 0.8 (0.6–1.2) | 0.0652 |
| DROŻDŻÓWKA | 23 (17–38) | 20 (14.5–33.2) | 18 (12.5–24.5) | 0.0167 |
| Potas | 4 (3.6–4.7) | 4 (3.8–4.5) | 4.1 (3.5–4.4) | 0.488 |
| Sód | 140 (136–143) | 139 (136–143.2) | 139 (137–141) | 0.444 |
| Długość pobytu w szpitalu, dni | 11.5 (7.2–20.8) | 11 (6.8–14.2) | 12 (8–16) | 0.557 |
| Długość OIOM-u, dni | 7 (4.2–12) | 6 (4–10.2) | 6 (3–11) | 0.603 |
| Śmiertelność 28-dniowa | 15 (24.2%) | 5 (13.9%) | 2 (3.2%) | 0.0029 |
Tabela 1: Charakterystyka bazowa według trajektorii limfocytów. Testy istotności to test dokładności Fishera, test Chi-kwadrat Pearsona oraz test sumy rangi Wilcoxona.
| Charakterystyczny | Kombinezon | Przetrwać | Śmierć | wartość p |
| N = 161 | N = 139 | N = 22 |
| Trajektoria, n (%) | | | | 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%) | |
| płeć, n (%) | | | | 0.446 |
| Kobieta | 83.0 (51.6%) | 70.0 (50.4%) | 13.0 (59.1%) | |
| Mężczyzna | 78.0 (48.4%) | 69.0 (49.6%) | 9.0 (40.9%) | |
| wiek, mediana (Q1, Q3) | 69.00 (55.00, 81.00) | 66.00 (52.00, 78.00) | 79.00 (70.00, 87.00) | 0.001 |
| dni szpitalne, mediana (Q1, Q3) | 12.00 (8.00, 17.00) | 12.00 (8.00, 17.00) | 11.00 (5.00, 18.00) | 0.303 |
| Dni na OIOM-ie, mediana (Q1, Q3) | 6.00 (4.00, 12.00) | 6.00 (3.00, 11.00) | 11.00 (5.00, 14.00) | 0.033 |
| Przyjęcie wentylacyjne, n (%) | | | | >0.999 |
| Nie | 132.0 (82.0%) | 114.0 (82.0%) | 18.0 (81.8%) | |
| Tak | 29.0 (18.0%) | 25.0 (18.0%) | 4.0 (18.2%) | |
| POChP, n (%) | | | | 0.719 |
| Nie | 122.0 (75.8%) | 106.0 (76.3%) | 16.0 (72.7%) | |
| Tak | 39.0 (24.2%) | 33.0 (23.7%) | 6.0 (27.3%) | |
| Nadciśnienie, n (%) | | | | 0.019 |
| NIE | 66.0 (41.0%) | 62.0 (44.6%) | 4.0 (18.2%) | |
| Tak | 95.0 (59.0%) | 77.0 (55.4%) | 18.0 (81.8%) | |
| Cukrzyca, n (%) | | | | 0.771 |
| Nie | 114.0 (70.8%) | 99.0 (71.2%) | 15.0 (68.2%) | |
| Tak | 47.0 (29.2%) | 40.0 (28.8%) | 7.0 (31.8%) | |
| Choroby serca, n (%) | | | | 0.312 |
| Nie | 82.0 (50.9%) | 73.0 (52.5%) | 9.0 (40.9%) | |
| Tak | 79.0 (49.1%) | 66.0 (47.5%) | 13.0 (59.1%) | |
| Mózgowo-naczyniowe, n (%) | | | | 0.104 |
| Nie | 137.0 (85.1%) | 121.0 (87.1%) | 16.0 (72.7%) | |
| Tak | 24.0 (14.9%) | 18.0 (12.9%) | 6.0 (27.3%) | |
| CKD, n (%) | | | | 0.534 |
| Nie | 137.0 (85.1%) | 117.0 (84.2%) | 20.0 (90.9%) | |
| Tak | 24.0 (14.9%) | 22.0 (15.8%) | 2.0 (9.1%) | |
| CLD, n (%) | | | | >0.999 |
| Nie | 157.0 (97.5%) | 135.0 (97.1%) | 22.0 (100.0%) | |
| Tak | 4.0 (2.5%) | 4.0 (2.9%) | 0.0 (0.0%) | |
| Rekrutacja na SOFA, mediana (Q1, Q3) | 5.00 (3.00, 6.00) | 5.00 (3.00, 6.00) | 5.50 (3.00, 7.00) | 0.241 |
| Rekrutacja APSIII, mediana (Q1, Q3) | 49.00 (35.00, 60.00) | 48.00 (32.00, 57.00) | 61.50 (50.00, 69.00) | <0.001 |
| GCS, mediana (Q1, Q3) | 15.00 (15.00, 15.00) | 15.00 (15.00, 15.00) | 15.00 (14.00, 15.00) | 0.367 |
| Indeks Chorób Współwystępujących, mediana (Q1, Q3) | 5.00 (3.00, 6.00) | 4.00 (2.00, 6.00) | 5.00 (4.00, 6.00) | 0.047 |
| Częstość oddechu, mediana (Q1, Q3) | 22.00 (18.00, 24.00) | 22.00 (18.00, 24.00) | 23.00 (19.00, 26.00) | 0.091 |
| Tętno, mediana (Q1, Q3) | 93.00 (82.00, 103.00) | 93.00 (81.00, 101.00) | 101.00 (93.00, 110.00) | 0.01 |
| SBP, mediana (Q1, Q3) | 126.00 (115.00, 135.00) | 126.00 (115.00, 135.00) | 126.00 (117.00, 136.00) | 0.919 |
| DBP, mediana (Q1, Q3) | 75.00 (65.00, 83.00) | 75.00 (65.00, 83.00) | 75.00 (63.00, 84.00) | 0.963 |
| Cr, mediana (Q1, Q3) | 0.90 (0.70, 1.30) | 0.90 (0.70, 1.30) | 0.95 (0.70, 1.40) | 0.582 |
| BUN, mediana (Q1, Q3) | 20.00 (15.00, 30.00) | 19.00 (14.00, 27.00) | 33.50 (20.00, 54.00) | 0.002 |
| Potas, mediana (Q1, Q3) | 4.00 (3.70, 4.50) | 4.00 (3.60, 4.50) | 4.25 (3.80, 5.10) | 0.133 |
| Sód, mediana (Q1, Q3) | 139.00 (136.00, 142.00) | 139.00 (136.00, 142.00) | 140.50 (136.00, 143.00) | 0.483 |
| WBC, mediana (Q1, Q3) | 11.50 (7.80, 15.20) | 11.40 (7.70, 15.20) | 12.10 (9.10, 18.20) | 0.321 |
| HBG, mediana (Q1, Q3) | 11.30 (10.30, 12.70) | 11.50 (10.30, 12.80) | 10.60 (9.80, 11.70) | 0.072 |
| PLT, mediana (Q1, Q3) | 226.00 (175.00, 279.00) | 225.00 (174.00, 278.00) | 236.00 (200.00, 358.00) | 0.208 |
| Limfocyty, mediana (Q1, Q3) | 0.83 (0.52, 1.44) | 0.88 (0.53, 1.45) | 0.67 (0.45, 0.93) | 0.111 |
Tabela 2: Cechy ocalałych i nieocalałych. Testy istotności to test dokładności Fishera, test Chi-kwadrat Pearsona oraz test sumy rangi Wilcoxona.
| Grupa | Charakterystyczny | LUB | 95% CI | wartość p |
| Model 1 | Trajektoria | | | |
| 1 | — | — | |
| 2 | 0.51 | 0.15, 1.45 | 0.228 |
| 3 | 0.1 | 0.02, 0.39 | 0.003 |
| Model 2 | Trajektoria | | | |
| 1 | — | — | |
| 2 | 0.46 | 0.12, 1.59 | 0.236 |
| 3 | 0.1 | 0.01, 0.44 | 0.007 |
| wiek | 1.08 | 1.03, 1.13 | 0.003 |
| płeć | | | |
| 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 |
| Model 3 | Trajektoria | | | |
| 1 | — | — | |
| 2 | 0.56 | 0.12, 2.32 | 0.435 |
| 3 | 0.06 | 0.01, 0.36 | 0.006 |
| wiek | 1.06 | 1.00, 1.14 | 0.049 |
| płeć | | | |
| 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 |
Tabela 3: Wielowymiarowa regresja logistyczna. Skróty: CI = Przedział ufności, OR = iloraz szans.
| Grupa | Charakterystyczny | N | Wydarzenie N | HR | 95% CI | wartość p |
| Model 1 | Trajektoria | 161 | 22 | | | |
| 1 | 62 | | — | — | |
| 2 | 36 | | 0.54 | 0.20, 1.48 | 0.232 |
| 3 | 63 | | 0.12 | 0.03, 0.52 | 0.005 |
| Model 2 | Trajektoria | 161 | 22 | | | |
| 1 | 62 | | — | — | |
| 2 | 36 | | 0.51 | 0.18, 1.42 | 0.197 |
| 3 | 63 | | 0.16 | 0.03, 0.70 | 0.016 |
| wiek | 161 | 22 | 1.06 | 1.02, 1.10 | 0.004 |
| płeć | 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 |
| Model 3 | Trajektoria | 161 | 22 | | | |
| 1 | 62 | | — | — | |
| 2 | 36 | | 0.65 | 0.22, 1.91 | 0.437 |
| 3 | 63 | | 0.13 | 0.03, 0.64 | 0.012 |
| wiek | 161 | 22 | 1.05 | 1.00, 1.10 | 0.063 |
| płeć | 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 |
Tabela 4: Wielowymiarowa regresja Coxa. Skróty: CI = przedział ufności, HR = współczynnik ryzyka.
Tabela uzupełniająca 1: Statystyki podsumowujące dla każdej grupy trajektorii limfocytów. Skróty: AIC = kryterium informacyjne Akaike; BIC = kryterium informacji bayesowskiej; CAIC = Konsekwentny AIC; AvePP = Średnie prawdopodobieństwo posteriorne. Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.
Plik uzupełniający 1: Kody i skrypt dla kroków 1-3. Kliknij tutaj, aby pobrać ten plik.