引用本文: 茹艺, 范俊, 雷蔚, 贝维娟. 视网膜分支静脉阻塞继发黄斑水肿雷珠单抗治疗后视力预后的列线图模型构建与验证. 中华眼底病杂志, 2023, 39(6): 464-470. doi: 10.3760/cma.j.cn511434-20230320-00127 复制
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黄斑水肿(ME)是视网膜分支静脉阻塞(BRVO)的最常见并发症[1-2],也是导致患者视力下降的主要原因之一[3]。研究显示,视网膜血管内皮生长因子(VEGF)水平过高是BRVO继发ME(BRVO-ME)的主要原因[4]。近年抗VEGF药物治疗对于减轻ME,提高视力效果明显,已成为视网膜静脉阻塞的主要治疗方法。但临床经验显示,经抗VEGF药物治疗后患者的视力恢复存在显著差异,部分患者虽症状有所缓解,但视力恢复情况仍不理想。因此,探究BRVO-ME抗VEGF药物治疗后影响视力预后的因素对于提高临床疗效、改善患者视力至关重要。目前,虽然有关抗VEGF药物治疗BRVO-ME的预后影响因素研究较多,但由于患者依从性和经济条件的限制,其视力预后的影响因素尚未形成统一认识。为此,本研究通过分析BRVO-ME患者雷珠单抗治疗后视力的相关影响因素,建立列线图预测模型,以期为临床治疗提供相应参考。现将结果报道如下。
1 对象和方法
回顾性研究。本研究经柳州市红十字会医院伦理委员会审批(批文号:2018-057);遵循《赫尔辛基宣言》原则;所有患者或监护人均获知情并签署书面知情同意书。
2019年1月至2021年12月于柳州市红十字会医院眼科检查确诊的BRVO-ME患者130例130只眼纳入本研究。其中,男性70例70只眼,女性60例60只眼;年龄(59.20±4.16)(35~82)岁。根据随机数字表法以3∶1的比例将患者分为训练集和测试集,分别为98例98只眼、32例32只眼。
纳入标准:(1)光相干断层扫描(OCT)和荧光素眼底血管造影(FFA)检查结果符合BRVO-ME临床诊断标准[5];(2)均接受玻璃体腔注射雷珠单抗治疗;(3)眼压正常;(4)随访记录完整;(5)临床资料完整。排除标准:(1)合并青光眼、白内障、眼外伤、葡萄膜炎等眼部疾病;(2)既往有眼部手术史;(3)其他原因引起的ME;(4)合并恶性肿瘤。
患者均行最佳矫正视力(BCVA)、裂隙灯显微镜、间接检眼镜、眼底彩色照相、FFA、OCT检查。BCVA检查应用国际标准视力表进行,统计时换算为最小分辨角对数(logMAR)视力。采用德国Zeiss公司Cirrus OCT仪测量黄斑中心凹视网膜厚度(CMT),同时检测视网膜内层、外层强反射点(HRF)数量以及外界膜(ELM)、椭圆体带(EZ)的完整性。采用深圳斯尔顿科技Master OCT仪测量中心凹视网膜浅层毛细血管丛(SCP)、深层毛细血管丛(DCP)血流密度。临床数据通过收集患者电子病历信息获得,包括年龄、性别、体重指数(BMI)、病程、BRVO-ME分型、ME类型、吸烟和饮酒情况、高血压、糖尿病、心脏病、高血脂等一般资料。
治疗后每一个月随访1次,连续6个月。随访时采用治疗前相同设备和方法行相关检查。根据治疗后6个月时logMAR BCVA与治疗前logMAR BCVA差值,将训练集98例患者98只眼分为预后良好组(差值≤-0.3)、预后不良组(差值>-0.3)(图1),分别为58例58只眼、40例40只眼。

采用SPSS22.0软件进行统计学分析。计量数据以均数±标准差(±s)表示,组间比较采用t检验;计数资料以率(%)表示,组间比较采用χ2检验。根据单因素结果进行logistic 回归分析;将单因素分析中存在统计学差异的因素作为自变量并进行赋值,其中连续变量以中位数为取界值进行二分类,预后情况(预后不良=1,预后良好=0)为因变量,采用多因素logistic回归分析影响雷珠单抗治疗后视力预后的独立危险因素。采用R(R3.5.3)软件包和rms程序包对筛选出的独立危险因素建立列线图风险预测模型。采用受试者工作特征曲线(ROC曲线)对模型的区分度进行分析。通过校正曲线、一致性指数(C-index)和卷积神经网络(CNN)对预测模型进行验证。P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
预后良好组、预后不良组患者年龄、病程、ELM完整性、EZ完整性、BCVA、CMT、外层HRF、内层HRF以及中心凹DCP血流密度比较,差异均有统计学意义(P<0.05);性别构成、BMI、BRVO-ME分型、高血压、高血脂、糖尿病、治疗后局部球结膜下出血、注药次数、眼轴长度、眼压、眼压昼夜变化差、SCP血流密度比较,差异均无统计学意义(P>0.05)(表1)。





多因素logistic回归分析结果显示,病程、ELM完整性、BCVA、外层HRF是影响BRVO-ME患眼雷珠单抗治疗后视力预后的独立危险因素(P<0.05)(图2)。

共线性诊断分析结果显示,方差膨胀因子均<10(表2)。提示变量之间相互独立,不存在共线性。

基于病程、ELM完整性、BCVA、外层HRF构建列线图预测模型(图3)。病程、ELM完整性、BCVA、外层HRF的评分分别为53.62、62.74、56.70、56.21分,所得总分(229.27分)对应的概率即为列线图模型预测BRVO-ME患眼经雷珠单抗治疗后视力预后不良的概率(81.76%)。

模型验证,训练集、测试集C-index分别为0.836(95%CI 0.793~0.865)、0.845(95%CI 0.780~0.872);校正曲线与标准曲线拟合较好(图4)。表明该列线图模型在预测BRVO-ME患眼经雷珠单抗治疗后视力预后不良的风险值上表现出良好的预测符合度。

从CNN在不同迭代周期下的5折交叉验证平均识别错误率变化趋势可知,在300个周期后错误率逐渐稳定(图5)。提示该列线图模型在预测BRVO-ME患眼经雷珠单抗治疗后视力预后不良的发生风险具有较高的准确性。

ROC曲线分析结果显示,训练集、测试集列线图模型的曲线下面积(AUC)分别为0.846(95%CI 0.789~0.887)、0.852(95%CI 0.794~0.873)(图6)。

预测模型的临床决策曲线阈值概率在0.01~0.95范围内,净获益率>0,提示其有效性较好,安全可靠,实用性强(图7)。

3 讨论
BRVO是临床常见的视网膜血管疾病[6],发病率较高,可对患者视力产生严重影响[7]。ME是BRVO的最主要并发症,是BRVO患眼视力严重降低的最主要原因[8-9]。研究显示,雷珠单抗治疗可有效恢复视网膜黄斑区的结构和功能,减轻ME症状,改善BRVO-ME患眼视力[10-11]。虽然雷珠单抗治疗安全有效,但不同患者治疗后的预后视力存在较大差异。有研究发现,雷珠单抗治疗6个月后,超过90%的患眼CMT显著降低,但BCVA恢复较差[11]。这提示,虽然多数患眼治疗后ME症状得以改善,但部分患眼治疗后视力仍无法达到理想程度。因此,探究影响BRVO-ME患眼雷珠单抗治疗后视力预后的相关影响因素意义重大。
既往研究发现,病程是BRVO-ME患眼治疗后视力预后的重要预测因子[12]。本研究结果显示,预后不良组患眼病程显著长于预后良好组,为BRVO-ME患眼雷珠单抗治疗后视力预后的独立危险因素。这可能是由于病程长的患眼视网膜及黄斑区水肿时间也较长,长时间的水肿导致视网膜发生不可逆转损伤[13],视力损害更加严重,因此患者治疗后视力预后不良的概率更大。另有研究发现,患眼治疗前BCVA越差,治疗后视力恢复也越差[14]。本研究结果显示,预后不良组患眼治疗前BCVA显著低于预后良好组,为BRVO-ME患眼雷珠单抗治疗后预后的独立危险因素。这提示,在治疗过程中需对BRVO-ME患眼进行及早干预,以改善BCVA获得更好的预后。Kim等[15]发现,ELM和EZ可反映视网膜光感受器的状态和功能,而光感受器的状态与患眼BCVA的恢复存在密切关系。Algahtani等[16]发现,ELM和EZ的完整性是患眼远期视力恢复的重要影响因素。本研究结果显示,ELM完整性是BRVO-ME患眼经雷珠单抗治疗后视力预后的独立危险因素,但未发现EZ与BRVO-ME患眼视力预后之间存在明显关系。这可能是由于EZ的缺失可自行恢复,而合并ELM损伤后,EZ不能修复,这进一步说明ELM在患眼治疗后视力预后中的重要作用。此外,本研究还发现,预后不良组患眼外层HRF数量显著高于预后良好组,外层HRF是BRVO-ME患眼经雷珠单抗治疗后视力预后的独立危险因素。这可能是由于HRF数量的增加伴随着硬性渗出的增加,患眼视力损害更加严重,因而治疗后视力预后较差。
本研究基于BRVO-ME患眼雷珠单抗治疗后视力预后的独立危险因素建立列线图模型,训练集、测试集C-index分别为0.836(95%CI 0.793~0.865)、0.845(95%CI 0.780~0.872),AUC分别为0.846(95%CI 0.789~0.887)、0.852(95%CI 0.794~0.873);从CNN在不同迭代周期下的5折交叉验证平均识别错误率变化趋势可知在300个周期后错误率逐渐稳定;临床决策曲线阈值概率在0.01~0.95范围内,净获益率>0。这表明,该列线图模型具有较高的区分度、准确性和临床适用性,一定程度上可作为临床BRVO-ME患眼雷珠单抗治疗后视力预后的辅助预测工具。
本研究存在的局限性:(1)纳入样本中的糖尿病患者虽无任何糖尿病视网膜病变迹象,但仍可能存在潜在影响;(2)本研究纳入影响视力恢复的因素不全面,其他结构及参数对于视力预后的影响还需进一步研究;(3)样本数量较少且较为单一。未来研究将扩大样本数量,尽可能补足欠缺之处,以期为临床提供更加精准的数据支持。
黄斑水肿(ME)是视网膜分支静脉阻塞(BRVO)的最常见并发症[1-2],也是导致患者视力下降的主要原因之一[3]。研究显示,视网膜血管内皮生长因子(VEGF)水平过高是BRVO继发ME(BRVO-ME)的主要原因[4]。近年抗VEGF药物治疗对于减轻ME,提高视力效果明显,已成为视网膜静脉阻塞的主要治疗方法。但临床经验显示,经抗VEGF药物治疗后患者的视力恢复存在显著差异,部分患者虽症状有所缓解,但视力恢复情况仍不理想。因此,探究BRVO-ME抗VEGF药物治疗后影响视力预后的因素对于提高临床疗效、改善患者视力至关重要。目前,虽然有关抗VEGF药物治疗BRVO-ME的预后影响因素研究较多,但由于患者依从性和经济条件的限制,其视力预后的影响因素尚未形成统一认识。为此,本研究通过分析BRVO-ME患者雷珠单抗治疗后视力的相关影响因素,建立列线图预测模型,以期为临床治疗提供相应参考。现将结果报道如下。
1 对象和方法
回顾性研究。本研究经柳州市红十字会医院伦理委员会审批(批文号:2018-057);遵循《赫尔辛基宣言》原则;所有患者或监护人均获知情并签署书面知情同意书。
2019年1月至2021年12月于柳州市红十字会医院眼科检查确诊的BRVO-ME患者130例130只眼纳入本研究。其中,男性70例70只眼,女性60例60只眼;年龄(59.20±4.16)(35~82)岁。根据随机数字表法以3∶1的比例将患者分为训练集和测试集,分别为98例98只眼、32例32只眼。
纳入标准:(1)光相干断层扫描(OCT)和荧光素眼底血管造影(FFA)检查结果符合BRVO-ME临床诊断标准[5];(2)均接受玻璃体腔注射雷珠单抗治疗;(3)眼压正常;(4)随访记录完整;(5)临床资料完整。排除标准:(1)合并青光眼、白内障、眼外伤、葡萄膜炎等眼部疾病;(2)既往有眼部手术史;(3)其他原因引起的ME;(4)合并恶性肿瘤。
患者均行最佳矫正视力(BCVA)、裂隙灯显微镜、间接检眼镜、眼底彩色照相、FFA、OCT检查。BCVA检查应用国际标准视力表进行,统计时换算为最小分辨角对数(logMAR)视力。采用德国Zeiss公司Cirrus OCT仪测量黄斑中心凹视网膜厚度(CMT),同时检测视网膜内层、外层强反射点(HRF)数量以及外界膜(ELM)、椭圆体带(EZ)的完整性。采用深圳斯尔顿科技Master OCT仪测量中心凹视网膜浅层毛细血管丛(SCP)、深层毛细血管丛(DCP)血流密度。临床数据通过收集患者电子病历信息获得,包括年龄、性别、体重指数(BMI)、病程、BRVO-ME分型、ME类型、吸烟和饮酒情况、高血压、糖尿病、心脏病、高血脂等一般资料。
治疗后每一个月随访1次,连续6个月。随访时采用治疗前相同设备和方法行相关检查。根据治疗后6个月时logMAR BCVA与治疗前logMAR BCVA差值,将训练集98例患者98只眼分为预后良好组(差值≤-0.3)、预后不良组(差值>-0.3)(图1),分别为58例58只眼、40例40只眼。

采用SPSS22.0软件进行统计学分析。计量数据以均数±标准差(±s)表示,组间比较采用t检验;计数资料以率(%)表示,组间比较采用χ2检验。根据单因素结果进行logistic 回归分析;将单因素分析中存在统计学差异的因素作为自变量并进行赋值,其中连续变量以中位数为取界值进行二分类,预后情况(预后不良=1,预后良好=0)为因变量,采用多因素logistic回归分析影响雷珠单抗治疗后视力预后的独立危险因素。采用R(R3.5.3)软件包和rms程序包对筛选出的独立危险因素建立列线图风险预测模型。采用受试者工作特征曲线(ROC曲线)对模型的区分度进行分析。通过校正曲线、一致性指数(C-index)和卷积神经网络(CNN)对预测模型进行验证。P<0.05为差异有统计学意义。
2 结果
预后良好组、预后不良组患者年龄、病程、ELM完整性、EZ完整性、BCVA、CMT、外层HRF、内层HRF以及中心凹DCP血流密度比较,差异均有统计学意义(P<0.05);性别构成、BMI、BRVO-ME分型、高血压、高血脂、糖尿病、治疗后局部球结膜下出血、注药次数、眼轴长度、眼压、眼压昼夜变化差、SCP血流密度比较,差异均无统计学意义(P>0.05)(表1)。





多因素logistic回归分析结果显示,病程、ELM完整性、BCVA、外层HRF是影响BRVO-ME患眼雷珠单抗治疗后视力预后的独立危险因素(P<0.05)(图2)。

共线性诊断分析结果显示,方差膨胀因子均<10(表2)。提示变量之间相互独立,不存在共线性。

基于病程、ELM完整性、BCVA、外层HRF构建列线图预测模型(图3)。病程、ELM完整性、BCVA、外层HRF的评分分别为53.62、62.74、56.70、56.21分,所得总分(229.27分)对应的概率即为列线图模型预测BRVO-ME患眼经雷珠单抗治疗后视力预后不良的概率(81.76%)。

模型验证,训练集、测试集C-index分别为0.836(95%CI 0.793~0.865)、0.845(95%CI 0.780~0.872);校正曲线与标准曲线拟合较好(图4)。表明该列线图模型在预测BRVO-ME患眼经雷珠单抗治疗后视力预后不良的风险值上表现出良好的预测符合度。

从CNN在不同迭代周期下的5折交叉验证平均识别错误率变化趋势可知,在300个周期后错误率逐渐稳定(图5)。提示该列线图模型在预测BRVO-ME患眼经雷珠单抗治疗后视力预后不良的发生风险具有较高的准确性。

ROC曲线分析结果显示,训练集、测试集列线图模型的曲线下面积(AUC)分别为0.846(95%CI 0.789~0.887)、0.852(95%CI 0.794~0.873)(图6)。

预测模型的临床决策曲线阈值概率在0.01~0.95范围内,净获益率>0,提示其有效性较好,安全可靠,实用性强(图7)。

3 讨论
BRVO是临床常见的视网膜血管疾病[6],发病率较高,可对患者视力产生严重影响[7]。ME是BRVO的最主要并发症,是BRVO患眼视力严重降低的最主要原因[8-9]。研究显示,雷珠单抗治疗可有效恢复视网膜黄斑区的结构和功能,减轻ME症状,改善BRVO-ME患眼视力[10-11]。虽然雷珠单抗治疗安全有效,但不同患者治疗后的预后视力存在较大差异。有研究发现,雷珠单抗治疗6个月后,超过90%的患眼CMT显著降低,但BCVA恢复较差[11]。这提示,虽然多数患眼治疗后ME症状得以改善,但部分患眼治疗后视力仍无法达到理想程度。因此,探究影响BRVO-ME患眼雷珠单抗治疗后视力预后的相关影响因素意义重大。
既往研究发现,病程是BRVO-ME患眼治疗后视力预后的重要预测因子[12]。本研究结果显示,预后不良组患眼病程显著长于预后良好组,为BRVO-ME患眼雷珠单抗治疗后视力预后的独立危险因素。这可能是由于病程长的患眼视网膜及黄斑区水肿时间也较长,长时间的水肿导致视网膜发生不可逆转损伤[13],视力损害更加严重,因此患者治疗后视力预后不良的概率更大。另有研究发现,患眼治疗前BCVA越差,治疗后视力恢复也越差[14]。本研究结果显示,预后不良组患眼治疗前BCVA显著低于预后良好组,为BRVO-ME患眼雷珠单抗治疗后预后的独立危险因素。这提示,在治疗过程中需对BRVO-ME患眼进行及早干预,以改善BCVA获得更好的预后。Kim等[15]发现,ELM和EZ可反映视网膜光感受器的状态和功能,而光感受器的状态与患眼BCVA的恢复存在密切关系。Algahtani等[16]发现,ELM和EZ的完整性是患眼远期视力恢复的重要影响因素。本研究结果显示,ELM完整性是BRVO-ME患眼经雷珠单抗治疗后视力预后的独立危险因素,但未发现EZ与BRVO-ME患眼视力预后之间存在明显关系。这可能是由于EZ的缺失可自行恢复,而合并ELM损伤后,EZ不能修复,这进一步说明ELM在患眼治疗后视力预后中的重要作用。此外,本研究还发现,预后不良组患眼外层HRF数量显著高于预后良好组,外层HRF是BRVO-ME患眼经雷珠单抗治疗后视力预后的独立危险因素。这可能是由于HRF数量的增加伴随着硬性渗出的增加,患眼视力损害更加严重,因而治疗后视力预后较差。
本研究基于BRVO-ME患眼雷珠单抗治疗后视力预后的独立危险因素建立列线图模型,训练集、测试集C-index分别为0.836(95%CI 0.793~0.865)、0.845(95%CI 0.780~0.872),AUC分别为0.846(95%CI 0.789~0.887)、0.852(95%CI 0.794~0.873);从CNN在不同迭代周期下的5折交叉验证平均识别错误率变化趋势可知在300个周期后错误率逐渐稳定;临床决策曲线阈值概率在0.01~0.95范围内,净获益率>0。这表明,该列线图模型具有较高的区分度、准确性和临床适用性,一定程度上可作为临床BRVO-ME患眼雷珠单抗治疗后视力预后的辅助预测工具。
本研究存在的局限性:(1)纳入样本中的糖尿病患者虽无任何糖尿病视网膜病变迹象,但仍可能存在潜在影响;(2)本研究纳入影响视力恢复的因素不全面,其他结构及参数对于视力预后的影响还需进一步研究;(3)样本数量较少且较为单一。未来研究将扩大样本数量,尽可能补足欠缺之处,以期为临床提供更加精准的数据支持。