An exploratory routine-laboratory renal dysfunction-coagulopathy phenotype identifies high-risk ICU patients with pneumonia: MIMIC- IV derivation and fixed-centroid Chinese external validation

Cuando un paciente llega a una unidad de cuidados intensivos con neumonía, no todos son iguales. Aunque el diagnóstico es el mismo, la forma en que sus cuerpos están fallando puede ser muy diferente. Una persona puede tener un corazón con dificultades pero riñones sanos, mientras que otra puede tener una sangre que se coagula con demasiada facilidad y órganos que se están apagando. Los médicos han utilizado durante mucho tiempo sistemas de puntuación para medir qué tan enfermo está un paciente, pero estas puntuaciones suelen actuar como un número único que resume una historia compleja. Te dicen qué tan grave es la situación, pero no siempre explican por qué el paciente está enfermo o qué tipo específico de enfermedad está combatiendo. Esta falta de claridad dificulta la predicción de quién sobrevivirá o quién podría necesitar un soporte vital específico, como una máquina para filtrar su sangre.

Los investigadores han comenzado a buscar una mejor manera de clasificar a estos pacientes. En lugar de solo medir qué tan malo es el estado, intentan encontrar grupos distintos, o "fenotipos", de pacientes que comparten patrones similares en sus análisis de sangre. El objetivo es ver si los análisis de sangre sencillos y rutinarios realizados al inicio de la estancia hospitalaria pueden revelar estos grupos ocultos. Si los médicos pueden identificar un tipo específico de paciente con neumonía que es propenso a sufrir insuficiencia renal y problemas de coagulación sanguínea, podrían ser capaces de detectarlos de inmediato y vigilarlos más de cerca. Este enfoque va más allá de las conjeturas y se dirige hacia la comprensión del estado biológico específico del paciente.

Un equipo de investigadores se propuso probar esta idea utilizando datos de dos lugares muy diferentes. Primero, analizaron una base de datos masiva de registros médicos de un hospital en los Estados Unidos, conocida como MIMIC-IV. Esta base de datos contiene información de miles de pacientes adultos que fueron ingresados en la unidad de cuidados intensivos con neumonía. Los investigadores se centraron en el primer día que estos pacientes estuvieron en el hospital, extrayendo once mediciones de sangre rutinarias que están disponibles en casi todos los hospitales. Estas pruebas comprobaban el número de células sanguíneas, la capacidad de coagulación de la sangre, el funcionamiento de los riñones y el equilibrio de sales en el cuerpo. No utilizaron pruebas complejas, costosas o raras que podrían no estar disponibles en todas partes. Simplemente utilizaron los números estándar que un médico ve en una pantalla cada mañana.

Utilizando un método computacional que agrupa cosas similares, los investigadores analizaron estos patrones de sangre para ver si formaban naturalmente grupos distintos. Descubrieron que los pacientes no solo caían en una sola línea de "no enfermo" a "muy enfermo". En cambio, los datos los clasificaron en tres grupos claros. El primer grupo tenía análisis de sangre que parecían relativamente normales, con una función renal y una coagulación sanguínea saludables. El segundo grupo mostraba signos de problemas, como recuentos de células sanguíneas más bajos y algunos cambios en el equilibrio de las sales en el cuerpo. El tercer grupo era el más alarmante. Estos pacientes presentaban signos claros de disfunción renal, lo que significa que sus cuerpos no estaban filtrando los desechos adecuadamente, combinados con una coagulación sanguínea anormal y un desequilibrio significativo de sales.

Los resultados demostraron que estos grupos no eran solo colecciones aleatorias de números; predecían resultados muy diferentes. En el gran conjunto de datos estadounidense, los pacientes del primer grupo, el más sano, tuvieron una tasa de mortalidad de aproximadamente el 17 por ciento. El grupo intermedio tuvo una tasa de mortalidad del 23 por ciento. Pero el tercer grupo, el de los problemas de riñón y coagulación, tuvo una tasa de mortalidad de más del 32 por ciento. Más importante aún, la necesidad de terapia de reemplazo renal continuo —una máquina que actúa como un riñón artificial para filtrar la sangre— varió drásticamente entre los grupos. Solo alrededor del 2 por ciento del primer grupo necesitó esta máquina, mientras que casi el 23 por ciento del tercer grupo la requirió. Esto sugirió que las pruebas de sangre estaban identificando con éxito un tipo de paciente de alto riesgo que probablemente necesitaría un soporte de órganos intenso.

Para comprobar si este hallazgo era real y no un simple error de los datos de un solo hospital, los investigadores lo probaron en un grupo de pacientes completamente diferente. Tomaron las reglas y patrones exactos que habían encontrado en los datos estadounidenses y los aplicaron a un grupo más pequeño de 412 pacientes con neumonía grave ingresados en un hospital en Shanghái, China. No volvieron a analizar los datos chinos para encontrar nuevos grupos; simplemente le pidieron a la computadora que colocara a cada paciente chino en los tres grupos definidos por los datos estadounidenses. Esto es como usar un mapa dibujado en un país para navegar por una ciudad en otro.

Los resultados en China siguieron el mismo patrón. Los pacientes que cayeron en el tercer grupo —el de problemas de riñón y coagulación— tuvieron la tasa de mortalidad más alta, del 50 por ciento, y la mayor necesidad de máquinas de soporte renal, de casi el 64 por ciento. Los pacientes del primer grupo tuvieron la tasa de mortalidad más baja. Aunque las cifras eran diferentes porque el grupo chino fue seleccionado específicamente por tener neumonía grave, la dirección del riesgo fue exactamente la misma. El grupo identificado como de alto riesgo en los Estados Unidos también fue el grupo de alto riesgo en China. Esta consistencia sugiere que el patrón de insuficiencia renal y problemas de coagulación sanguínea es una señal universal de peligro extremo en pacientes con neumonía, reconocible a través de diferentes sistemas de salud y poblaciones.

Los investigadores también comprobaron que sus hallazgos fueran estables. Realizaron su análisis muchas veces con diferentes puntos de partida para asegurar que la computadora no estuviera encontrando un patrón aleatorio. En casi todos los intentos, surgieron los mismos tres grupos, y el grupo de alto riesgo siguió siendo consistentemente el de peores resultados. También comprobaron si los resultados se mantenían cuando analizaban los datos en fragmentos más pequeños, y el grupo de alto riesgo siguió siendo el más peligroso en casi todos los casos. Esto les dio confianza en que el patrón era robusto y no un error en el cálculo.

Sin embargo, el estudio no pretende haber resuelto el problema del tratamiento de la neumonía. Los investigadores fueron cuidadosos al declarar que identificar estos grupos no le dice automáticamente a un médico cómo tratar a un paciente. No demuestra que administrar un fármaco específico al grupo de alto riesgo vaya a salvarlos. El estudio es una observación, una forma de ver el panorama con mayor claridad. Sugiere que los análisis de sangre rutinarios pueden revelar un estado de enfermedad específico y peligroso que va más allá de una puntuación de gravedad general. El hecho de que este patrón aparezca tanto en los Estados Unidos como en China, utilizando únicamente pruebas estándar, significa que podría ser una herramienta útil para que los médicos de todo el mundo identifiquen a los pacientes que necesitan atención adicional.

El trabajo destaca que la neumonía no es una sola enfermedad, sino una colección de diferentes estados fisiológicos. Algunos pacientes están librando una batalla que afecta principalmente a sus pulmones, mientras que otros están librando una batalla sistémica que ataca a sus riñones y su sangre. Al utilizar análisis de laboratorio sencillos y cotidianos, los médicos podrían pronto detectar a los pacientes que están librando la segunda batalla mucho antes. Esto podría conducir a un mejor seguimiento y, quizás, en el futuro, a mejores tratamientos adaptados a estos tipos específicos de pacientes. Por ahora, el estudio es una prueba de que estos grupos ocultos existen y pueden encontrarse sin equipo costoso, ofreciendo una visión más clara de los momentos críticos en los que un paciente con neumonía se encuentra en mayor peligro.