乳酸与血细胞比容比值预测社区获得性肺炎患者住院死亡率价值优于CURB-65评分

Lactate to Hematocrit Ratio Is Superior to the CURB-65 Score in Predicting In-Hospital Mortality in Patients with Community-Acquired Pneumonia

摘要: 目的：探讨乳酸与血细胞比容比值(lactate hematocrit ratio, LHR)在预测社区获得性肺炎(Community-acquired pneumonia, CAP)患者疾病严重程度和死亡率的价值。方法：本研究为回顾性研究，纳入了2020年11月18日至2021年11月21日期间入住青岛市市立医院本部呼吸与危重症医学科、急诊病房、重症监护室并最终诊断为CAP的366例患者。收集患者临床资料、实验室检查、预后等基础资料，并计算患者的LHR。根据患者疾病程度将患者分为非重症CAP组(Non-severe CAP, NSCAP) (n = 309)和重症CAP组(Severe CAP, SCAP) (n = 57)。根据住院期间是否发生死亡将患者分为生存组(n = 349)和死亡组(n = 17)。绘制受试者工作特征(ROC)曲线，计算曲线下面积(AUC)，比较LHR预测疾病严重程度及住院死亡率的能力。采用Cox比例风险回归分析确定LHR是否是CAP患者住院期间死亡的独立危险因素。结果：SCAP组患者LHR水平明显高于NSCAP组；LHR预测SCAP发生的AUC为0.728，明显优于单一的乳酸和血细胞比容。死亡组患者的LHR水平明显高于存活组患者；LHR > 0.061和PSI评分是CAP患者住院死亡率的独立危险因素；LHR预测CAP患者住院死亡率优于CURB-65评分；Kaplan-Meier生存曲线显示LHR < 0.061的CAP患者在30天内的生存率显著高于LHR ≥ 0.061的CAP患者。结论：LHR与CAP的严重程度相关，其预测SCAP的能力明显优于单一的乳酸；LHR预测CAP住院死亡率方面优于CURB-65评分，可作为评估CAP患者预后的新指标。

Abstract: Purpose: To investigate the value of lactate-to-hematocrit ratio (LHR) in predicting disease severity and mortality in patients with community-acquired pneumonia (CAP). Methods: This retrospective study included 366 CAP patients diagnosed with CAP who were admitted to the Department of Respiratory and Critical Care Medicine, Emergency Ward, and Intensive Care Unit at the Qingdao Municipal Hospital from November 18, 2020, to November 21, 2021. Clinical data, laboratory tests, and prognostic information were collected from the patients, and the LHR was calculated for each individual. Based on the severity of the disease, patients were categorized into a non-severe CAP group (NSCAP) (n = 309) and a severe CAP group (SCAP) (n = 57). Additionally, patients were divided into a survival group (n = 349) and a death group (n = 17) according to whether mortality occurred during hospitalization. Drawing the Receiver Operating Characteristic (ROC) curve and the area under the curve (AUC) was calculated to compare the ability of the LHR in predicting disease severity and in-hospital mortality. Cox proportional hazards regression analysis was used to determine whether LHR is an independent risk factor for in-hospital mortality in CAP patients. Results: The LHR level in SCAP group was significantly higher than that in NSCAP group; the AUC of LHR for predicting SCAP was 0.728, significantly better than that of single lactate and hematocrit. The LHR level in the death group was significantly higher than that in the survival group; LHR > 0.061 and PSI score were independent risk factors for in-hospital mortality in CAP patients; LHR was superior to CURB-65 score in predicting in-hospital mortality in CAP patients; Kaplan-Meier survival curve demonstrated that CAP patients with an LHR < 0.06 had a significantly higher 30-day survival rate compared to those with an LHR ≥ 0.061. Conclusion: LHR is associated with the severity of CAP, and its ability to predict SCAP is significantly better than that of single lactate; LHR is superior to CURB-65 score in predicting in-hospital mortality in CAP patients and can be used as a new indicator for assessing the prognosis of patients with CAP.

1. 引言

社区获得性肺炎(Community-acquired pneumonia, CAP)在全球范围内具有高发病率、高死亡率，对社会经济造成严重负担[1]。在我国，社区获得性肺炎也是造成严重疾病负担和威胁人民健康的疾病。CURB-65评分和肺炎严重程度指数(Pneumonia severity index, PSI评分)是目前评估CAP疾病严重程度的重要手段。但有研究显示，PSI、CURB-65、CRB-65和CURB评分量表在预测社区获得性肺炎死亡率方面均具有一定局限性[2]。目前临床常用的用于判断预后的标志物有C反应蛋白、降钙素原、白蛋白等，尽管这些有助于识别高死亡风险患者，但单一的指标仍不能较好的反映患者预后，寻找新的生物标志物是当下研究的热点。

血乳酸是组织灌注和感染的重要指标，且易于从血气分析中快速、准确获取。乳酸是糖酵解途径的终产物，在细胞外环境中蓄积引起酸中毒已成为炎症性疾病的标志[3]。研究表明，入院时的血乳酸水平可作为社区获得性肺炎和脓毒症的不良预后指标[4] [5]。监测乳酸水平不仅可以及时评估病情的严重程度，还可以指导治疗调整、改善治疗结果并降低死亡率[6]。近年来，有越来越多的研究探索了预测社区获得性肺炎患者预后的指标，包括乳酸/白蛋白比值[7]、尿素氮/白蛋白比值[8]、中性粒细胞/淋巴细胞比值[9]和嗜酸性粒细胞/淋巴细胞比值[10]等。乳酸与血细胞比容也逐渐受到了关注。已有研究表明，乳酸与血细胞比容比值在预测严重创伤及脓毒症患者死亡率方面具有重要价值[11] [12]。乳酸和血细胞比容是评估病情的重要炎性指标，单独使用其中一项评估预后存在局限性，我们推测LHR在预测CAP患者疾病严重程度及住院死亡率方面可能更具临床价值。因此，本研究旨在探索LHR在CAP中的作用，并验证其作为疾病严重程度和死亡风险标志物的价值。

2. 资料与方法

2.1. 研究对象

本研究为回顾性队列研究，纳入了2020年11月18日至2021年11月21日期间入住青岛市市立医院本部呼吸与危重症医学科、急诊病区、重症监护室最终确诊为社区获得性肺炎的366例住院患者。所有纳入患者的诊断标准均严格按照《中国成人社区获得性肺炎诊疗指南(2016年修订版)》[13]。CAP患者必须满足标准A、标准C以及标准B中的任何一项条件才能纳入研究。(A) 在社区环境中发病。(B) 肺炎的相关临床表现，包括：(1) 新发咳嗽或咳痰或已有呼吸道疾病症状加重，伴或不伴脓性痰、胸痛、呼吸困难或咯血；(2) 发热；(3) 肺实变和/或湿性啰音征象；(4) 外周血白细胞计数 > 10 × 10⁹/L或<4 × 10⁹/L，有或无左移。(C) 胸片显示新的斑片状浸润、叶状或节段性实变、磨玻璃影或间质改变，伴或不伴胸腔积液。排除标准：(1) 医院获得性肺炎或呼吸机相关性肺炎患者(2) 非感染性疾病，如肺梗死、肺间质性疾病、肺血管炎、肿瘤或肺水肿；(3) 严重免疫功能低下患者，包括HIV感染，3~6个月内化疗/放疗，每天10mg强的松或同等剂量，持续≥2周(接受免疫抑制治疗)，活动性肺结核，器官/骨髓移植，脾切除术，恶性肿瘤；(4) 4周内住院；(5) 孕妇或哺乳期孕妇；(6) 入院前3天内使用抗生素(包括口服和静脉输液)。本研究所有患者均知情同意并签署知情同意书，本课题已获得青岛市市立医院伦理委员会的批准(伦理批号：CXJJ字第001-052号(快))。

2.2. 研究方法

收集所有患者的临床资料，包括年龄、性别、合并症、其他人口统计学参数以及临床体征和症状等参数的数据。测量所有患者入院24小时内的实验室指标包括：血常规、生化指标、C反应蛋白(C-reactive protein, CRP)、降钙素原(Procalcitonin, PCT)和其他临床参数等。评估所有患者的CURB-65评分，计算所有患者的LHR值。根据患者的肺炎疾病严重程度[14]，分为非重症肺炎组309例(NSCAP组)和重症肺炎组57例(SCAP组)。根据患者住院期间是否发生死亡，分为生存组349例和死亡组17例。

2.3. 统计学分析

采用SPSS V26.0统计分析软件。非正态分布的连续变量资料用中位数和四分位数表示，两组间的差异采用Manne-Whitney U检验比较。分类变量用频率和百分比表示，两组间的差异采用卡方检验或Fisher精确概率法。P < 0.05为差异有统计学意义。采用受试者工作特征(ROC)曲线评估预测能力，并计算各参数的ROC曲线下面积(AUC)值。拟合Cox比例风险回归模型分析。结果以比值比(OR)和95%置信区间(CI)表示。Kaplan-Meier生存曲线用于确定不同组患者的30天死亡率，log-rank检验用于比较死亡率。应用graphpad prism9.5绘图。

3. 结果

3.1. NSCAP组和SCAP组患者临床资料比较

本研究共纳入366例CAP患者，根据患者的疾病严重程度，分为NSCAP组309例和SCAP组57例。如表1所示，两组患者在年龄、性别、慢性心血管疾病、糖尿病、CURB-65评分、PSI评分有显著统计学差异(P < 0.001)。与NSCAP患者相比，SCAP患者入住ICU、死亡比例明显升高(P < 0.001)。与NSCAP患者相比，SCAP患者炎症指标(白细胞计数、中性粒细胞计数、C反应蛋白、降钙素原等)较高(P < 0.001)。值得注意的是，与NSCAP组相比，SCAP组患者的LHR较高(P < 0.001) (图1)。

Table 1. Comparison of clinical data between the two groups

表1. 两组患者临床资料比较

	NSCAP (n = 309)	SCAP (n = 57)	P值
年龄[M (Q1, Q3)]	62.0 (49.5, 71.0)	82.0 (69.5, 89.5)	<0.001
男性，例(%)	175 (56.6)	42 (73.7)	0.016
基础疾病，例(%)
慢性气道疾病	25 (8.1)	7 (12.3)	0.303
慢性心血管疾病	137 (44.3)	45 (78.9)	<0.001
糖尿病	41 (13.3)	20 (35.1)	<0.001
慢性肾脏疾病	8 (2.5)	2 (3.5)	0.662
慢性肝脏疾病	3 (1.0)	1 (1.8)	0.493
CURB-65评分[M (Q1, Q3)]	0.0 (0.0, 1.0)	3.0 (2.0, 3.0)	<0.001
PSI评分[M (Q1, Q3)]	62.0 (16.0, 80.0)	143.0 (131.5, 165.0)	<0.001
入住ICU，例(%)	0.0 (0.0)	6 (10.5)	<0.001
住院死亡率，例(%)	2 (0.6)	15 (26.3)	<0.001
1年死亡率，例(%)	7 (2.3)	23 (40.4)	<0.001
实验室指标[M (Q1, Q3)]
白细胞计数(×10^9/L )	7.40 (5.93, 9.76)	11.88 (9.11, 15.37)	<0.001
中性粒细胞计数(×10^9/L)	4.79 (3.45, 6.92)	10.49 (7.49, 13.01)	<0.001
C反应蛋白(mg/dl)	17.40 (3.05, 64.35)	85.87 (23.32, 149.56)	<0.001
降钙素原(ng/ml)	0.06 (0.03, 0.16)	0.71 (0.17, 4.15)	<0.001
LHR	0.033 (0.026, 0.042)	0.049 (0.033, 0.081)	<0.001

注：NSCAP：非重症社区获得性肺炎；SCAP：重症社区获得性肺炎；ICU：重症监护室；慢性呼吸道疾病包括慢性阻塞性肺疾病、支气管哮喘和支气管扩张；慢性心血管疾病包括高血压病、心功能不全及冠心病；LHR：Lactate-to-hematocrit ratio乳酸与血细胞比容比值。

Figure 1. The serum LHR levels in CAP patients

图1. CAP患者的血清LHR水平

3.2. 血细胞比容、乳酸及LHR对CAP患者疾病严重程度预测价值的比较

ROC曲线分析显示，LHR的曲线下面积为0.728 (95%CI: 0.654~0.803, P < 0.001)，敏感度和特异度分别为63.2%和77.3%，明显优于乳酸(AUC = 0.672)和血细胞比容(AUC = 0.657) (表2，图2)。

Table 2. The area under the curve and threshold of LHR for predicting disease severity in CAP patients

表2. LHR对CAP患者疾病严重程度预测的曲线下面积和阈值

	AUC	95%CI	敏感度(%)	特异度(%)	阈值	P值
血细胞比容	0.657	0.568~0.745	38.6	91.9	<33.35	<0.001
乳酸	0.672	0.593~0.750	61.4	64.4	>1.45	<0.001
LHR	0.728	0.654~0.803	63.2	77.3	>0.043	<0.001

注：LHR：Lactate-to-hematocrit ratio，乳酸与血细胞比容比值。

Figure 2. Comparison of the areas under the curve for hematocrit, lactate, and LHR

图2. 血细胞比容、乳酸、LHR曲线下面积的比较

3.3. 生存组和死亡组患者临床资料比较

将患者分为生存组和死亡组，如表3所示，与生存组患者相比，死亡组年龄、CURB-65评分、PSI评分较高，且炎症指标(白细胞计数、中性粒细胞计数、降钙素原等)较高(P < 0.05)。与生存组患者相比，死亡组患者的LHR较高(P < 0.001) (图3)。

Table 3. Comparison of baseline data between the survival group and the death group

表3. 生存组和死亡组患者基础资料比较

	生存组(n = 349)	死亡组(n = 17)	P值
年龄[M (Q1, Q3)]	63.0 (52.0, 74.0)	82.0 (65.0, 91.0)	<0.001
男性，例(%)	203 (58.2)	14 (82.4)	0.074
基础疾病，例(%)
慢性气道疾病	30 (5.7)	3 (17.6)	0.190
慢性心血管疾病	170 (48.7)	12 (70.6)	0.078
糖尿病	57 (16.3)	4 (23.5)	0.501
慢性肾脏疾病	10 (2.9)	0 (0)	-
慢性肝脏疾病	3 (0.9)	1 (5.9)	0.174
CURB-65评分[M (Q1, Q3)]	0.0 (0.0, 1.0)	3.0 (2.0, 3.0)	<0.001
PSI评分[M (Q1, Q3)]	65.0 (48.0, 91.0)	154.0 (135.0,178.5)	<0.001
实验室指标[M (Q1, Q3)]
白细胞计数(×10^9/L)	7.78 (6.10, 10.43)	11.37 (8.36, 17.11)	0.001
中性粒细胞计数(×10^9/L)	5.16 (3.64, 7.88)	1.10 (7.28, 15.68)	<0.001
C反应蛋白(mg/dl)	21.85 (4.54, 74.79)	81.26 (12.89, 145.76)	0.056
降钙素原(ng/ml)	0.07 (0.03, 0.24)	0.75 (0.22, 6.18)	<0.001
LHR	0.034 (0.027, 0.044)	0.108 (0.053, 0.131)	<0.001

注：慢性呼吸道疾病包括慢性阻塞性肺疾病、支气管哮喘和支气管扩张；慢性心血管疾病包括高血压病、心功能不全及冠心病；LHR：Lactate-to-hematocrit ratio，乳酸与血细胞比容比值。

Figure 3. Comparison of LHR levels between the survival group and the mortality group

图3. 生存组和死亡组患者LHR水平比较

3.4. 影响CAP患者住院死亡的危险因素分析

通过Cox比例危险回归分析来研究LHR升高是否为预测CAP患者住院死亡率的危险因素，将单因素分析中P < 0.05的变量纳入多因素回归分析，结果显示，PSI评分(OR: 1.040; 95%CI: 1.022~1.057)和LHR > 0.061 (OR: 17.051; 95%CI: 4.463~65.152)是影响患者住院期间死亡的独立危险因素(表4)。

Table 4. Multivariate analysis of in-hospital mortality in CAP patients

表4. CAP患者住院死亡率的多因素分析

	单因素分析			多因素分析
	HR (95%CI)	P值		HR (95%CI)	P值
年龄	1.051 (1.014~1.089)		0.007	1.040 (1.022~1.057)	<0.001
CURB-65评分	2.086 (1.409~3.087)		<0.001
PSI评分	1.041 (1.027~1.056)		<0.001
白细胞计数(×10^9/L)	1.076 (1.003~1.156)		0.042	17.051 (4.463~65.152)	<0.001
降钙素原(mg/dl)	1.032 (0.983~1.083)		0.204
LHR > 0.061	31.013 (8.831~108.913)		<0.001

注：LHR：Lactate-to-hematocrit ratio，乳酸与血细胞比容比值。

3.5. LHR、CURB65评分及LHR联合CURB65在CAP患者住院死亡预测中的比较

ROC曲线分析结果示，LHR的AUC为0.865 (95%CI: 0.750~0.980, P < 0.001)，敏感度和特异性分别为76.5%和90.8%，阈值为0.061，曲线下面积稍高于CURB-65评分(AUC = 0.855)。PSI评分的AUC为0.928，高于两者，并且LHR联合PSI评分的AUC提升至0.945 (表5和图4)。

Table 5. The area under the curve and threshold of LHR for predicting in-hospital mortality in CAP patients

表5. LHR对CAP患者院内死亡预测曲线下面积和阈值

	AUC	95%CI	敏感度(%)	特异度(%)	阈值	P值
LHR	0.865	0.750-0.980	76.5	90.8	>0.061	<0.001
CURB65评分	0.855	0.765-0.946	82.4	80.5	>1.5	<0.001
PSI评分	0.928	0.877-0.978	94.12	85.67	>114.5	<0.001
LHR + PSI评分	0.945	0.891-0.998	94.12	86.25	>0.034	<0.001

注：LHR：Lactate-to-hematocrit ratio，乳酸与血细胞比容比值。

3.6. LHR预测CAP患者死亡率的Kaplan-Meier生存曲线分析

用Kaplan-Meier生存曲线来评估CAP患者入院时的LHR与死亡率之间的关系。0.061是LHR预测CAP患者住院死亡率的最佳临界值。根据ROC曲线分析计算的最佳截止值将CAP患者分为LHR ≥ 0.061和LHR < 0.061，结果显示，LHR < 0.061的CAP患者在30天内的生存率显著高于LHR ≥ 0.061的CAP患者(log-rank x² = 70.718, P < 0.001)，提示LHR可能是预测CAP患者短期死亡率的一个重要指标(图5)。

Figure 4. Comparison of the areas under the curve for LHR, CURB-65 score, and LHR combined with CURB-65

图4. LHR、CURB65评分、LHR + CURB65曲线下面积的比较

Figure 5. Kaplan-Meier survival analysis of 30-day mortality in CAP patients

图5. CAP患者30天死亡率的Kaplan-Meier生存分析

4. 讨论

社区获得性肺炎(community acquired pneumonia, CAP)是常见的呼吸道疾病。在既往的回顾性研究中曾指出中国CAP的总体发病率为7.13/1000人年[15]。重症社区获得性肺炎(severe community-acquired pneumonia, SCAP)因其病情复杂，治疗难度大，死亡率高达17%~49% [16]。目前评估CAP疾病严重程度的手段仍有限。已有研究发现，乳酸与血细胞比容比值在预测脓毒症患者死亡率方面具有重要价值[12]。乳酸与组织灌注和代谢状态密切相关，它已被广泛应用于危重症患者的预后评估。尤其在脓毒症患者中，血乳酸升高与入住ICU和住院死亡率增加显著相关[17]-[19]。一项纳入4861例脓毒症患者的大规模研究发现，高乳酸水平患者(40%)的28天死亡率显著高于乳酸水平正常者(17%) [20]。早期乳酸清除与患者预后密切相关，较高的乳酸清除率将会降低住院死亡率[21]。Ruiz等研究者通过对出院后存活超过30天的肺炎链球菌感染患者进行长期随访研究，发现入院时血细胞比容 < 0%(HR: 1.62, 95%CI: 1.04~2.52)是预测患者长期死亡率的独立危险因素[22]。Luo等学者的研究进一步证实，低水平血细胞比容是脓毒症患者30天死亡率增加的独立危险因素[23]。结合既往研究，我们构建了LHR(乳酸/血细胞比容比值)这一新型指标，评估了LHR在社区获得性肺炎患者疾病严重程度中的作用。

我们的结果发现，SCAP患者的LHR显著高于NSCAP患者(P < 0.001)。LHR的升高反映了组织灌注不足和缺氧状态，表明LHR与CAP患者的疾病严重程度有关。LHR预测SCAP发生的AUC为0.728，显著高于乳酸(AUC = 0.672)和血细胞比容(AUC = 0.657)。这一结果表明，LHR作为联合预测指标，其诊断价值优于单一的乳酸或血细胞比容，能够更准确地识别SCAP高风险患者。我们还发现，死亡组患者的LHR显著高于生存组，差异具有统计学意义(P < 0.001)。CAP患者因肺部感染导致氧合功能下降，引发全身组织缺氧，促使无氧代谢增加，乳酸生成增多。我们都知道，肺部感染是脓毒症的一个重要诱因。当发生急性感染时可导致炎症反应，从而导致脓毒症，从而显著减少进入血液循环的红细胞数量[24]，将会导致血细胞比容的下降。这进一步表明了LHR的升高与SCAP患者的病情严重程度和预后密切相关。本研究中，LHR预测CAP患者住院期间死亡率的AUC值为0.865，稍高于CURB-65评分(AUC = 0.855)，提示LHR在预测院内死亡率方面的能力优于CURB-65评分。然而，我们的研究发现，LHR这一复合指标在评估CAP病情和预测住院死亡方面的表现与乳酸、血细胞比容、CURB-65评分等指标相当，但在全面性和预测准确性上仍难以与PSI评分相媲美。这一结果似乎是必然的，PSI评分是涉及多项指标组成的评分系统，其计算需要结合患者的临床表现、实验室检查结果以及合并症等多种因素，能反映患者病情复杂性和预后风险，但是其评估过程较为复杂且耗时。Cox比例危险回归分析显示，LHR > 0.061和PSI评分是影响患者住院期间死亡的独立危险因素。同时，Kaplan-Meier生存分析显示，LHR高于0.061的CAP患者住院期间的死亡率显著增加。在一项针对躯干创伤患者的前瞻性队列研究中，研究者发现血细胞比容的动态下降趋势和乳酸水平的持续升高趋势与患者入住ICU的几率增加和更长的住院时间相关[25]。这也反映了血乳酸和血细胞比容水平变化与疾病严重程度有关，进一步验证了我们的研究结果。

本研究具有一定的局限性。首先，本研究为小样本的单中心研究，未深入探讨LHR与CAP病理生理机制之间的具体联系。未来应通过大样本、多中心的研究，探讨LHR在组织缺氧和炎症反应中的作用机制，并验证入院时LHR与CAP死亡率之间的相关性。其次，我们通过多因素回归分析对部分混杂因素进行了校正，但仍可能存在未被完全控制的偏倚。在未来应设计前瞻性的研究控制相关混杂因素。最后，该研究为回顾性研究，收集的样本为动脉血乳酸和静脉血细胞比容。如果能够同时收集动脉血气中的乳酸和血细胞比容，并计算LHR，研究结果将更为准确。本研究的优势在于，研究结果发现了一种简单、广泛可用且易于从常规实验室测试结果中获得的生物标志物，以预测社区获得性肺炎的疾病严重程度和住院死亡率。我们认为，这将会是一项便捷、广泛且低成本的判断CAP预后的方法。

5. 结论

LHR与CAP的严重程度相关，其预测SCAP的能力明显优于单一的乳酸。LHR在预测CAP患者死亡率方面优于CURB-65评分，可作为肺炎患者预后评估和预测SCAP发生的新指标。LHR的检测方法相对简单且可以在临床中快速进行，因此作为肺炎患者预后评估工具的潜力巨大。

声 明

该病例报道已获得病人的知情同意。

NOTES

^*通讯作者。