ANCA 相关性血管炎合并弥漫性肺泡出血的危重患者表型特征：一项多中心、回顾性、全国性队列的数据驱动分析

关键发现本主题已知内容：ANCA相关性血管炎期间的弥漫性肺泡出血与显著死亡率和重症监护病房入住相关，但最佳治疗管理仍未得到充分阐明。

本研究新增内容：入住ICU的ANCA相关性血管炎相关严重弥漫性肺泡出血患者呈现三种不同的临床表型，在器官受累、严重程度和短期死亡率方面存在差异。

本研究可能如何影响研究、实践或政策：这些发现凸显了基于表型驱动的个体化免疫抑制策略在改善这一高危人群预后方面的潜在价值。

引言

抗中性粒细胞胞浆抗体（ANCA）相关性血管炎（AAV）包括两个主要类型，根据ANCA特异性和临床特征加以区分，具有较高的发病率和死亡率：肉芽肿性多血管炎（GPA）和显微镜下多血管炎（MPA）[1]。在最严重的临床表现中，由弥漫性肺泡出血（DAH）引起的急性呼吸衰竭（ARF）与显著死亡率和重症监护病房（ICU）入住相关[2,3]。严重DAH定义为氧饱和度≤85%，或需要辅助供氧（≥6 L/min）或机械通气支持，在临床试验中研究甚少，在最近的随机对照试验中仅占纳入患者的9%[4]。其临床表现和最佳治疗管理仍未得到充分阐明。

AAV患者DAH的管理主要基于大剂量糖皮质激素（GC）和免疫抑制剂，如环磷酰胺和/或利妥昔单抗。根据呼吸功能损害的严重程度，也采用氧疗或机械通气等支持性治疗措施。血浆置换（PLEX）已在多种临床背景下进行研究，结果不一致[4,5]。然而，尽管PLEX曾广泛用于严重肾脏疾病和DAH，但在这一背景下用于呼吸系统受累仍存在争议[6]，尽管选定的高危亚组可能仍可获益[7,8]。PLEXHIA研究[9]近期采用目标试验模拟方法，探讨了PLEX是否降低入住ICU的严重AAV相关DAH患者的早期死亡率。该研究发现死亡率无显著差异，与当前反对在这一情况下常规使用PLEX的建议一致[6]。DAH患者亚组是否可能从针对性治疗中获益尚未被探索。识别此类亚组的一种潜在方法涉及识别不同的临床表型。仅基于ANCA特异性的分类似乎不足以充分反映疾病表现和预后的异质性，尤其是在危重症患者中。事实上，来自一项包含3,868例AAV患者的大型队列的最新数据确定了五个不同的聚类，对传统的基于ANCA的二元分类提出了挑战[10]。AAV相关DAH危重症患者的表型变异性尚未被专门探索。

这项PLEXHIA队列辅助分析的目标是：（1）使用无监督聚类方法识别重度AAV相关DAH患者的不同临床表型；以及（2）比较这些表型的住院结局。

方法

患者选择

原始队列构建所采用的方法此前已有详细描述[9]。简言之，重度AAV相关DAH患者被纳入一项全国性、多中心、回顾性观察性研究。数据由来自法国42个中心的ICU和非ICU医生回顾性收集，这些医生来自内科、肾内科、呼吸内科和风湿免疫科，所属中心隶属于法国血管炎研究组（FVSG）或呼吸与肿瘤血液重症研究组（GRRR-OH）。

纳入标准如下：2012年11月至2024年1月期间，年龄超过15岁、发生与新诊断或复发的AAV（GPA或MPA）相关的重度DAH发作的患者。DAH的定义为：存在呼吸道症状（如咳嗽、呼吸困难或咳痰），同时伴有与肺泡出血一致的新发肺部浸润影，并且至少满足以下一项：咯血、提示DAH的支气管镜检查结果（包括出血性支气管肺泡灌洗液或Golde评分>100）或无法解释的贫血。重度DAH定义为氧饱和度≤85%，或需要高流量吸氧（≥6 L/min）或机械通气[4]。如果肺部浸润影确定了其他诊断——如感染或心源性肺水肿——或在ICU入院时已做出不予重症治疗的决定，则排除患者。由于原始队列的主要结局是研究PLEX对AAV相关DAH的疗效，其他排除标准包括任何独立需要PLEX的疾病。

数据收集

数据通过标准化病例报告表收集，包括临床特征（年龄、性别、既往病史、诊断时及复发时血管炎的表现）、DAH表现、治疗和ICU管理以及结局（机械通气持续时间、ICU和住院时间、30天和90天死亡率），以及严重程度评分，包括简化急性生理学评分（SAPS II）[11]和伯明翰血管炎评分（BVAS 2003，总结受累器官）[12]。受累器官数量的计算考虑了肺部（所有患者）、肾脏、全身症状、肌肉骨骼、皮肤、耳鼻喉、眼部、胃肠道、神经和心血管表现。

统计分析

聚类分析采用Kohonen自组织映射（SOM）方法，通过Numero R软件包实现 [13]。SOM是一种无监督技术，通过将具有相似特征的个体组织到二维地图的相邻区域中，能够基于多变量模式识别患者亚组 [14]。它通过无监督方法为不具有内在聚类结构的数据集提供直观而具体的可视化表示。模型使用一组预定义的预测变量进行训练（见在线资源中的补充表S1及补充方法），这些变量被认为与疾病表现或严重程度相关。这些变量包括年龄 [15]、性别 [16]、ANCA特异性 [10]、合并症、血管炎表现、严重程度评分（SAPS II [11]、BVAS [17]和FFS [18]），以及严重器官衰竭，后者以入院24小时内接受有创机械通气、血管升压药和ECMO支持来反映。结局变量（死亡率、机械通气持续时间和住院时间）及血管炎治疗被有意排除在聚类输入之外，以避免影响亚组形成（基于预选变量的无监督聚类）。SOM算法根据相似性将个体排列在地图上，将特征相似者定位得更近，便于亚组的可视化和统计学识别。SOM上的高颜色强度区域表明数据分布存在显著的局部变异，不太可能偶然发生。缺失数据由SOM算法原生处理，无需填补。SOM输出的质量控制包括使用直方图对数据点分布进行目视检查，以及直接评估潜在的离群聚类。

随后由两名研究者（SG、NP）对具有相似特征的患者聚类进行审查和解读。生成SOM可视化图，并使用标准统计方法进行聚类间比较。随后根据各聚类的主要特征进行命名，与既往ANCA聚类分析一致 [10]。分类变量以计数和百分比表示，并酌情使用卡方检验或Fisher精确检验进行比较。连续变量以中位数及四分位距（IQR）报告，并根据数据分布使用ANOVA或Kruskal–Wallis检验进行比较。

使用Log-rank检验和Kaplan–Meier曲线对各聚类进行30天和90天死亡率的生存分析。所有统计检验均为双侧检验。分析遵循STROBE报告指南 [19]。数据汇总后使用R软件4.1.0版（R统计计算基金会，奥地利维也纳）进行分析 [20]。本研究遵循良好临床实践及《赫尔辛基宣言》中阐述的原则开展。研究经法国重症监护学会伦理委员会（巴黎）批准。本研究未获得外部资助。

结果

患者表现与结局

共有 197 例患者纳入主要分析（中位年龄 66 岁 [IQR，53–74]，52% 为女性）。104 例患者（53%）的 ANCA 特异性为 MPO-ANCA，94 例患者（47%）为 PR3-ANCA（1 例患者同时具有 MPO- 和 PR3-ANCA 特异性）。发生 DAH 时，22 例患者（11%）有基础慢性肾脏病，9 例患者（5%）正在接受长期肾脏替代治疗（表 1）。

135 例患者（69%）存在咯血，中位血红蛋白水平为 7.6 g/dL [IQR，6.6–8.6]。定义重度 DAH 的较高级别呼吸支持包括：102/197 例患者（52%）接受有创机械通气，62/197 例患者（31%）接受无创通气（HFNO 或 NIV），10/197 例患者（5%）经非重复呼吸面罩吸氧，23/197 例患者（12%）接受无面罩的补充氧气。188 例患者中有 173 例（92%）观察到肾脏受累，其中 106 例患者血清肌酐水平超过 300 µmol/L。196 例患者中有 161 例（82%）报告了全身症状，中位 BVAS 评分为 21（IQR，18–26）（表 2）。

入住 ICU 时，患者表现出显著的疾病严重程度，中位 SAPS II 评分为 42（IQR，31–54）。免疫抑制治疗包括 154 例患者（78%）接受 PLEX，145 例患者（74%）接受静脉环磷酰胺治疗（补充图 S1）。在入住 ICU 后 24 小时内，78 例患者（40%）需要有创机械通气。有创和/或无创通气的中位持续时间为 9 天（IQR，5–15）。74 例患者（38%）使用了神经肌肉阻滞剂，49/196 例患者（25%）使用了俯卧位通气。79 例患者（40%）需要血管加压药支持，187 例患者中有 76 例（41%）因急性肾衰竭需要肾脏替代治疗。30 天死亡率为 14%（197 例患者中 28 例）（表 3）。第 90 天时死亡患者的 SAPS II 和 Five Factor 评分更高（补充表 S2）。主要死亡原因为三个月内的血管炎复发（12/40；32%）和三个月后的感染（12/21；52%）。

无监督聚类

使用 SOMs 根据入住 ICU 时的临床特征识别出三个不同的患者聚类（图 1；表 1、表 2、表 3）。

聚类I患者年龄最大（中位年龄：71岁[IQR，61–77]），15%（n = 12/78）既往有慢性肾脏病，多数为抗MPO ANCA阳性。这些患者氧需求高，62%（n = 48/78）需使用非重复呼吸面罩。所有患者均有肾脏受累（100%，n = 73/73），血肌酐水平为各组最高（中位值：443 µmol/L [IQR，257–564]）。半数患者有发热，10%（8/77）有胃肠道受累，12/78（15%）有心脏表现。该聚类的FFS和SAPS II评分为各组最高。多数患者接受了PLEX治疗，71%（n = 55/78）需要有创机械通气。59%的患者（n = 46/78）需要血管升压药支持，56%（n = 41/73）接受了急性肾脏替代治疗（RRT）。该聚类病死率最高，第30天为23%（n = 18/78），三个月时为32%（n = 25/78）。该组被命名为抗MPO伴肺肾综合征（MPO-PR）聚类。

聚类II患者以女性为主（64%，n = 44/69），无慢性肾脏病或主要合并症。他们所需氧疗较少，尽管85%的患者（n = 57/67）有肾脏受累，但肌酐水平低于聚类I，46%的患者（n = 31/67）肌酐值大于300 µmol/L。BVAS 2003和SAPS II评分为所有聚类中最低。74%的患者（n = 51/69）接受了PLEX治疗，其中19%（n = 13/69）需要有创机械通气。不到6%的病例（n = 4/69）需要血管升压药支持，该组30天病死率最低，为4%（n = 3/69）。与需要入住ICU的其他严重DAH聚类相比，该组被命名为轻型呼吸（Mild-R）聚类。

聚类III患者较年轻（中位年龄：65岁[IQR，51–71]）。这些患者有糖尿病（14%，n = 7/50）和慢性肾衰竭（12%，n = 6/50）等合并症。多数为抗PR3 ANCA阳性（88%，n = 44/50），有严重的急性呼吸衰竭，34/50（68%）需要有创机械通气支持，且常使用神经肌肉阻滞剂（50%，n = 25/50）。尽管FFS较低（2 [IQR：1–2]），但他们常表现为多脏器受累，中位受累器官数为5 [IQR：4，6]个。他们有肾脏表现（90%，n = 43/48），但不到50%（n = 21/48）的患者肌酐水平>300 µmol/L，另有皮肤（28%，n = 14/50）、耳鼻喉（62%，n = 31/50）、胃肠道（20%，n = 10/50）和周围神经系统（22%，n = 11/50）受累。90%的患者（n = 45/50）接受了PLEX治疗，58%（n = 29/50）需要血管升压药支持，26%（n = 13/50）接受了体外膜肺氧合。尽管病情如此严重，仅42%的患者需要急性RRT（n = 20/48）。该聚类30天病死率为14%（n = 7/50）。该组被命名为抗PR3伴多器官（PR3-MO）聚类。

除慢性呼吸衰竭外，各聚类之间在其他合并症方面未观察到显著差异。然而，30天和90天生存率以及随时间变化的生存概率因聚类不同而存在显著差异（表3，图2，补充图S2），聚类I的死亡风险最高。

讨论

这一大型严重AAV相关患者队列存在显著的异质性，分为三个不同的患者聚类，临床表现和结局各不相同：（i）老年患者，抗MPO ANCA阳性，表现为肺-肾综合征，包括严重急性肾损伤，常需肾脏替代治疗，死亡率高；（ii）无合并症的患者，氧需求中等，肾功能不全，大多需要持续监测，死亡率低；（iii）抗PR3 ANCA阳性患者，多脏器受累，包括肺-肾综合征，伴皮肤、耳鼻喉、胃肠道或周围神经系统受累。

据我们所知，目前尚无对伴有弥漫性肺泡出血（DAH）的重症抗中性粒细胞胞质抗体相关性血管炎（AAV）进行聚类分析的报道。自组织映射（SOM）设计使得能够探索这些罕见且难以研究的患者之间的异质性，以无监督的方式识别出不同的临床表现亚组。尽管这些数据只是初步的，尚不足以指导临床处理，但它们为最严重的病例提供了独特的见解。Gisslander等人最近在AAV患者中识别出五个具有预后相关性的聚类 [10]。其中一个以肾脏受累为主的聚类（SK聚类），以严重肾脏受累为特征，与MPO-PR聚类存在部分一致性。该聚类患者的平均年龄为67岁，中位肌酐水平为579 µmol/L。52%的患者有呼吸系统受累，8%有心血管受累，31%死亡。肺受累有限的聚类按设计被排除在队列之外。然而，他们的一个聚类（IMS）与我们的PR3-MO聚类有一定相似之处，后者以年轻患者的多系统受累为特征（平均年龄55岁，68% PR3-ANCA阳性）。该IMS聚类中的患者通常表现出肺部、周围神经系统、皮肤和胃肠道表现，死亡率为15% [10]。识别具有相似特征的患者亚组，有助于区分ICU病程差异显著的个体。在这些聚类内指导未来关于最佳策略的研究，可能有助于识别最有可能从挽救治疗（如血浆置换）中获益的患者，而血浆置换的应用仍存在争议 [5,9]。

各聚类之间观察到的一个显著差异是性别比例，cluster II中女性比例更高。Lindberg等人观察到AAV患者存在不同的临床表型，并按GPA和MPA亚型对患者进行了分类[21]。他们观察到GPA累及的器官系统更多，并强调了临床表现中的性别差异：在GPA患者中，男性更可能为PR3-ANCA阳性，且肾脏受累（包括终末期肾病）和肺部表现更为常见。相比之下，女性GPA患者更可能表现为MPO-ANCA阳性。在MPA患者中未发现显著性别差异，仅男性确诊年龄较晚[21]。聚类之间的另一个重要差异是年龄。MPO-PR死亡率最高，且包含最年长的患者。高龄是危重症患者总体以及AAV患者中公认的预后因素，并已纳入AAV修订版五因素评分[18]。与我们的发现一致，Kimmoun等人报道非存活者年龄高于存活者[22]。关于血管炎表现，尽管我们队列中所有患者均因纳入标准而有呼吸系统受累，但急性呼吸衰竭的严重程度在各聚类之间存在差异。MPO-PR和PR3-MO的负担最重，分别有71%和68%的患者需要有创机械通气。这些特征与SAPS II等一般ICU预后评分一致[11]，但未纳入修订版FFS，而MPO-PR中更明显的肾脏受累则被纳入其中。聚类的其他区分特征包括心脏和胃肠道受累（均为修订版FFS的组成部分[18]）以及神经系统表现。这些模式与Lindberg等人的聚类结果一致[21]，后者在一般AAV人群及GPA亚组中报告了相似的器官受累。与他们的发现一致，我们观察到ANCA血清型（PR3 vs. MPO）对聚类有显著影响。PR3-ANCA更常与多器官受累和复发相关，而MPO-ANCA更倾向于与局限于肾脏的疾病相关。然而，PR3-AAV与MPO-AAV之间未观察到患者生存的明确差异[23]。所识别的三个聚类确实未能明确对应传统的GPA与MPA分类，或PR3-ANCA与MPO-ANCA分类。AAV在临床表现和严重程度上均具有高度异质性。某种治疗策略在整体疾病中缺乏明确获益[4]可能掩盖了在特定临床表现中的真正获益[5]，这凸显了更好地描述这些患者亚群特征的重要性。这些发现提示可能需要更精细的粒度。与Gisslander等人识别出五个不同聚类的研究结果一致[10]，本研究也在重度DAH中识别出一个相对较轻的聚类（mild-R），且与ANCA特异性无关。该聚类有可能从较低强度的治疗策略中获益。ANCA特异性、器官受累模式和严重程度的组合捕捉到了任一分类系统单独均无法完全涵盖的异质性维度。

在我们的研究中，聚类与1个月和3个月的死亡率相关。Kimmoun等人报告了18%的三个月死亡率，与我们的队列中观察到的结果相当，且与聚类III尤为一致[22]。在他们的研究中，AAV患者的ICU死亡率69%归因于疾病复发，31%归因于感染。这突显了免疫抑制相关并发症的双重负担，尤其是在接受机械通气的ICU患者中，以及未控制的疾病活动。最后，Quartuccio等人专门针对DAH进行了研究，报告73%的患者伴有肾脏受累，中位随访37个月后总死亡率为18%[13–77][3]。该研究中的预后因素包括年龄和呼吸支持需求。因此，哪一个聚类可能从强化治疗方案中获益最多，仍是一个悬而未决的问题。事实上，通过对该人群中现存异质性的概述，提供患者异质性的表型特征，可能有助于更好地界定最严重的表型，并为有关治疗策略和预后的讨论提供参考。由于90天死亡中超过30%归因于血管炎复发，需要进一步研究以确定哪一个聚类能从早期ICU收治和更强化的免疫抑制治疗中获益。

本研究存在若干局限性：首先，作为一项回顾性队列的事后分析，它可能受到回顾性设计固有局限的影响。主要目标并非对基线人口学因素进行深入分析。然而，这是迄今为止报道的最大规模的重度DAH队列，缺失数据比例较低。数据提取由直接参与患者治疗的重症医学专家和专科医生两人一组在本地完成，确保了较高的数据可靠性和质量。另一个局限是聚类过程，该过程依赖于一组预定义的变量，其中部分变量存在缺失值。这些变量由作者根据其预后相关性、缺失值比例及临床相关性预先确定。尽管聚类是以无监督方式进行的，但对预选变量的依赖在表型定义方式上仍可能构成某种形式的监督。特别是，由于年龄、疾病严重程度和器官支持本身与死亡率相关，将其纳入可能有助于定义部分反映总体严重程度差异的聚类。没有患者因完全缺乏训练变量而被排除在SOM分析之外，从而在现有数据条件下尽可能实现最稳健的分层。离群值的存在限制了内部验证，提示三种表型并非截然分明，且存在大量重叠。这与以下假说一致：ANCA相关性血管炎表型沿疾病严重程度和器官受累的连续谱分布，而非代表离散的疾病类别，且ANCA血清型对所观察到的聚类的贡献可能被高估。尽管该过程能够识别具有临床相关性的亚组，但这些亚组的外部效度仍有待确立。此外，将结局排除在聚类分析之外，使我们能够构建可在床旁前瞻性识别的表型，但代价是无法捕捉那些可能由不同的临床演变轨迹所定义的表型。最后，各亚组间免疫抑制方案的选择具有可比性，因此无法得出任何治疗性结论。这些发现引发了以下讨论：对于最严重的形式（如PR3-MO），是否应考虑更强化的治疗方法，同时需权衡此类策略可能对最脆弱的患者（如MPO-PR）造成的潜在伤害。需要开展前瞻性、表型驱动的研究，以评估个体化的免疫抑制策略能否改善所识别聚类中患者的结局。尽管存在这些局限性，这种基于聚类的分层可能有助于在这一罕见且危重的人群中支持个体化治疗方法，因为针对特定亚组的随机对照试验不太可能实施。

结论

在这项针对AAV相关DAH危重症患者的大型多中心队列研究中，无监督聚类揭示了三种需要外部验证的候选临床表型。第一种表型包括年龄较大、肾功能严重不全且死亡率高的患者。第二种表型包括肾脏受累较轻的女性患者。第三种表型由年轻的多器官衰竭患者构成。这些发现强调了数据驱动分层在完善预后评估和支持这一罕见高危人群个体化治疗策略方面的重要性。虽然仍需外部验证，但这一方法可为未来研究提供参考并改善临床决策。

PLEXHIA研究者组成员（作为合作者纳入XML中）

C. Desnos、R. Lombardi、J. Malherbe、D. Titeca-Beauport、F. Reizine、G. Louis、K. Nassarmadji、J. Campagne、JP. Martellosio、A. Deroux、E. Bendiab、V. Coirier、J. Catano、M. Pineton De Chambrun、M. Samson、C. Vigneron、M. Samson、A. Neel、P. Smets、T. Deltombe、B. Brilland、M. Desgrouas、O. Simon、S. Faguer、S. Giorgiutti、R. Paule、F. Arrive、I. Masson、T. Quémeneur、CA. Durel、E. de Montmollin、JP. Quenot、F. Perrin、H. Lobbes、Q. Lajoye、R. Mesbah、R. Outh、B. Thoreau、A. Lacraz、C. Philipponnet、D. Contou、F. Parazols、F. Garo、G. Blonz、G. Ducoux、H. Yildiz、I. Rey、L. Di Ascia、N. Issa、P. Le Guen、V. Queyrel、R. Eid、R. Arcani、Y. Uzunhan、X. Puéchal。

作者贡献

ACS、SG、RP、NDP和BT制定了研究方案。ACS和SG提取数据，SG和RP进行统计分析。ACS、SG、RP、NDP和BT撰写稿件。所有作者均可完全获取研究中的所有数据，并对投稿发表的决定承担最终责任。

患者知情同意与伦理批准

本研究经法国重症监护医学会伦理委员会批准，巴黎（IRB00014135，批准号：CE SRL 23-077）。

资金

无。

数据共享声明

匿名数据可向通讯作者合理申请后提供。

利益冲突声明

Ségolène Gendreau报告了Pharma Dom对参加会议的资助，与所提交工作无关；Nicolas de Prost曾担任Moderna和AstraZeneca的顾问或讲者；Benjamin Terrier报告了来自CSL Vifor、AstraZeneca、GlaxoSmithKline、Novartis的咨询费。其他作者无需要披露的利益冲突。

所有作者均已完成ICMJE统一披露表并声明：Ségolène Gendreau报告了Pharma Dom对参加会议的资助，与所提交工作无关；Nicolas de Prost曾担任Moderna和AstraZeneca的顾问或讲者；Benjamin Terrier报告了来自CSL Vifor、AstraZeneca、GlaxoSmithKline、Novartis的咨询费。