文章信息
- 甄紫伊, 刘蕾, 孟继娴, 傅一婷, 马小慧, 孙金菊
- ZHEN Ziyi, LIU Lei, MENG Jixian, FU Yiting, MA Xiaohui, SUN Jinju
- 基于列线图的空腹血糖受损发生风险预测模型的构建与验证
- Construction and validation of a risk prediction model for impaired fasting glucose on column charts
- 中国医科大学学报, 2025, 54(1): 18-23
- Journal of China Medical University, 2025, 54(1): 18-23
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文章历史
- 收稿日期:2023-10-31
- 网络出版时间:2025-01-09 15:02:37
2. 辽宁中医药大学护理学院社区护理学教研室, 沈阳 116600
2. Department of Community Nursing, School of Nursing, Liaoning University of Traditional Chinese Medicine, Shenyang 116600, China
空腹血糖受损(impaired fasting glucose,IFG) 是处于血糖正常和糖尿病之间的糖代谢异常状态,和糖耐量减低统称为糖尿病前期 [1]。国内1项10 449例非糖尿病人群的调查[2]显示,IFG患病率为5.22% (545/10 449),标化患病率为5.82%。研究[3-4]显示,IFG是糖尿病发病的独立危险因素;与血糖正常者比较,IFG患者更易发生肾脏疾病、心脑血管疾病等并发症。同时,IFG无明显临床症状,很容易被个体忽视,从而发展为糖尿病,因此IFG患者是发生糖尿病的高危人群。樊建玲等[5]研究显示,IFG患者糖尿病年转化率为4.7%。有研究[6-8]表明,尽早识别IFG,改善患者生活方式,可有效预防或推迟糖尿病的发生。
近年来,预测模型在疾病发生风险预测中发挥着越来越重要的作用[9]。相对于单个指标,预测模型可以对个体的危险因素进行综合评估,从而预测个体未来发生疾病的风险概率[10]。列线图作为一种疾病风险预测工具,能通过整合疾病危险因素对所预测疾病的发生概率进行可视化呈现,便于临床应用[11]。因此,本研究构建基于列线图的IFG发生风险预测模型,旨在为筛选出IFG高危人群并尽早干预提供依据。
1 材料与方法 1.1 研究对象收集2022年8月至12月在沈阳市某医院体检门诊进行常规体检者的临床资料。纳入标准:(1) 符合《中国2型糖尿病防治指南》 [1] IFG [空腹血糖(fasting blood glucose,FPG) ≥6.1~ < 7.0 mmol/L]和正常血糖(FPG≥3.9~6.1 mmol/L) 界定标准;(2) 年龄≥18周岁。排除标准:(1) 服用降糖药或确诊为糖尿病;(2) 体检数据缺失。共纳入3 037例,其中男1 698例(55.9%),女1 339例(44.1%);2 880例未发生IFG (非IFG组),157例发生IFG (IFG组)。本研究获得沈阳医学院伦理委员会批准(编号SYMC-20201126-01)。
1.2 研究方法查阅并记录一般人口学资料(年龄、性别、既往疾病史)、人体测量指标[身高、体重、血压、脉搏、体重指数(body mass index,BMI)]和实验室指标[血清总胆固醇(total cholesterol,TC)、甘油三酯(triglyceride,TG)、高密度脂蛋白胆固醇(high-density lipoprotein cholesterol,HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(low-density lipoprotein cholesterol,LDL-C)、尿酸(uric acid,UA)、肌酐(creatinine,Cr)、尿素和FPG]。BMI分类标准[12]:BMI < 18.5 kg/m2为体重较低,18.5~ < 24.0 kg/m2为体重正常,24.0~ < 28.0 kg/m2为超重,≥28.0 kg/m2为肥胖。血压≥140/90 mmHg和(或) 2周内服用降压药为高血压患者[13]。血脂各项指标判定标准[14]:TC < 5.18 mmol/L为正常,TG < 1.70 mmol/L为正常,HDL-C≥1.04 mmol/L为正常,LDL-C < 3.37 mmol/L为正常。
1.3 统计学分析应用SPSS 24.0软件进行数据处理。符合正态分布的计量资料采用x±s表示,2组比较采用独立样本t检验;计数资料采用率(%) 表示,组间比较采用χ2检验。采用R4.2.1软件包和rms程序包进行Lasso回归分析筛选预测因素及构建IFG发病风险列线图预测模型。绘制受试者操作特征(receiver operator chara-
cteristic,ROC) 曲线评估列线图模型区分度,计算Hosmer-Lemeshow拟合优度来评估模型校准度,采用bootstrap自抽样对模型进行内部验证。P < 0.05为差异有统计学意义。
2 结果 2.1 2组各项指标比较结果显示,2组性别,年龄、BMI、收缩压(systolic blood pressure,SBP)、舒张压(diastolic blood pressure,DBP)、TC、TG、HDL-C、LDL-C、尿素水平以及是否患有高血压比较差异均有统计学意义(均P < 0.05),见表 1。
| Item | Non IFG group (n = 2 880) | IFG group (n = 157) | χ2/t | P |
| Sex [n (%)] | 11.70 | < 0.001 | ||
| Male | 1 589 (55.2) | 109 (69.4) | ||
| Female | 1 291 (44.8) | 48 (30.6) | ||
| Age (year) | 44.28±13.57 | 54.00±10.67 | -10.95 | < 0.001 |
| BMI (kg/m2) | 24.96±3.71 | 26.81±3.10 | -7.17 | < 0.001 |
| SBP (mmHg) | 127.46±18.21 | 141.11±20.27 | -8.25 | < 0.001 |
| DBP (mmHg) | 77.85±11.76 | 84.73±12.45 | -6.76 | < 0.001 |
| TC (mmol/L) | 1.53±1.19 | 2.15±1.83 | -4.22 | < 0.001 |
| TG (mmol/L) | 4.76±0.89 | 4.97±0.97 | -2.68 | 0.008 |
| HDL-C (mmol/L) | 1.30±0.35 | 1.18±0.29 | 5.08 | < 0.001 |
| LDL-C (mmol/L) | 3.04±0.80 | 3.18±0.83 | -2.09 | 0.038 |
| Urea (mmol/L) | 4.79±1.18 | 5.19±1.36 | -3.63 | 0.001 |
| Cr (µmol/L) | 74.48±15.60 | 76.08±13.98 | -1.38 | 0.168 |
| UA (µmol/L) | 341.23±91.85 | 351.84±91.332 | -1.42 | 0.158 |
| Hypertension [n (%)] | 40.32 | < 0.001 | ||
| Yes | 2 729 (94.8) | 129 (82.2) | ||
| No | 151 (5.2) | 28 (17.8) |
2.2 Lasso回归筛选变量
单因素分析中有统计学意义变量存在共线性问题,因此采用Lasso回归分析对变量进行降维处理,从基线数据的11个变量中筛选出了5个与结局有关的变量,随着惩罚系数(λ) 增大,纳入模型的变量逐渐减少,最终选择10折交叉验证计算的最小λ值为最优参数,此时筛选出的变量为年龄、SBP、BMI、TG以及高血压,见图 1。
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| A,Lasso coefficient curve of variables;B,Lasso regression is the process of selecting optimal parameters through 10 fold cross validation. 图 1 Lasso回归筛选预测变量 Fig.1 Lasso regression screening of predictive variables |
2.3 构建IFG预测模型
将Lasso回归分析获得的变量作为自变量,以是否发生IFG作为因变量进行二分类logistic回归分析。结果显示,年龄、BMI、SBP、TG、高血压是发生IFG的危险因素(均P < 0.05),见表 2。将以上危险因素纳入预测模型中,结局变量为是否发生IFG绘制列线图,根据列线图每个风险因素的赋值情况可得到该因素的单项评分,各个单项评分之和对应个体发生IFG的概率。结果显示,总评分越高,IFG发生概率越大。见图 2。
| Variable | B | Wald χ2 | P | OR | 95%CI |
| Constant | -10.20 | 91.04 | < 0.001 | - | - |
| Age | 0.04 | 20.18 | < 0.001 | 1.04 | 1.02-1.05 |
| BMI | 0.10 | 12.91 | < 0.001 | 1.10 | 1.05-1.17 |
| SBP | 0.01 | 5.80 | 0.016 | 1.01 | 1.00-1.03 |
| TG | 0.14 | 3.35 | 0.024 | 1.20 | 0.99-1.51 |
| Hypertension | 0.26 | 2.20 | 0.033 | 1.28 | 1.04-1.59 |
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| 图 2 IFG发生风险的预测模型 Fig.2 Prediction model for IFG occurrence risk |
2.4 预测模型的验证
ROC曲线分析结果显示,训练组的AUC为0.722 (95%CI:0.68~0.77),见图 3。验证组的AUC为0.907 (95%CI:0.87~0.94),见图 4。结果表明,预测模型在2组样本中的预测区分度均良好。Hosmer-Lemeshow拟合优度检验结果表明训练组和验证组模型比较差异无统计学意义(P > 0.05),即实际概率与模型的预测概率基本一致,模型校准度较好。
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| 图 3 训练组发生IFG风险的ROC曲线 Fig.3 ROC curve of IFG occurrence risk in the training group |
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| 图 4 验证组发生IFG风险的ROC曲线 Fig.4 ROC curve for IFG occurrence risk in the validation group |
3 讨论
本研究logistic回归分析结果显示,年龄、BMI、SBP、TG和患有高血压是IFG发生的危险因素。年龄越大,个体发生IFG的概率越大,与王建新等和SADEGHI等[15-16]研究结果一致。张鑫等[17]以中国慢性病及其危险因素监测调查数据库中5 518例为对象的研究结果显示,年龄≥50岁时IFG发病风险增加31%。原因可能是年龄增加导致胰岛功能减退,胰岛素分泌减少,血糖水平升高[18]。
本研究结果显示BMI与IFG发生相关,王钰麒等[19]研究结果显示,随着BMI增加,IFG发生风险升高,超重和肥胖者IFG发生风险分别增加18%、35%。NAGAYA等[20]研究表明,BMI每增加1 kg/m2可使IFG发生风险增加约25%,其作用机制是超重或肥胖增加胰岛素抵抗,且体内过多的脂肪细胞通过释放游离脂肪酸,降低了周围组织对葡萄糖的摄取,导致血糖升高[21]。因此,控制好体重对预防FPG上升至关重要[22]。
本研究结果显示,TG与IFG的发生有关,BESHARA等[23]发现TG每增加10 mg/mL,罹患IFG的风险增加2%。此外,我国动脉粥样硬化研究[24]显示,调整多因素变量后,TG升高组(TG≥150 mg/dL) 发生IFG是TG正常组的1.19倍(1.04~1.37)。魏姝[25]研究显示,与TG正常组相比,TG升高组可显著增加IFG的发病风险(HR=1.539,95%CI:1.057~ 2.243)。
本研究结果显示,SBP与IFG的发生密切相关,与雷蓉等[26]研究结果一致,高血压是IFG发生的危险因素,郎博等[27]研究发现,血压升高与胰岛素抵抗有关,血压越高胰岛素抵抗越严重,进而导致血糖上升;且随着高血压病程的延长,IFG的发生率呈上升趋势[28]。
列线图已广泛应用于慢性病学、肿瘤学及其他学科的风险预测研究[29-31]。基于列线图的预测模型具有准确性高,简单易懂,实用性强等特点。本研究利用Lasso回归分析减少了各因素间存在的多重共线性问题,进一步提高了模型预测的准确性。预测模型ROC曲线分析结果显示,训练组的AUC为0.722 (95%CI:0.68~0.77),验证组的AUC为0.907 (95%CI:0.87~0.94),说明模型预测能力较强。另外,Hosmer-Lemeshow拟合优度检验结果显示,训练组与验证组比较差异无统计学意义(P > 0.05),提示模型校准度较好。
综上所述,年龄、BMI、SBP、TG和高血压是IFG发生的危险因素。本研究成功构建了IFG发生风险的预测模型。临床上利用此预测模型可尽早鉴别IFG高危人群,以便尽早制定个体化的干预措施,降低IFG发病率。本研究的局限性:(1) 本研究为回顾性研究,不能得出因果结论,还需进行外部验证;(2) 纳入对象仅为体检人群,可能存在偏倚,需扩大样本量来进一步论证。
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