Additive Predictive Value of the Sepsis ImmunoScore ® : A Multicenter, Prospective Evaluation of AI-Enabled Prediction of Sepsis Risk and Patient Outcomes 

Resumo Técnico: Valor Preditivo Aditivo do Sepsis ImmunoScore®

Definição do Problema
A identificação precoce da sepse em ambientes de emergência e cuidados agudos permanece um desafio clínico significativo devido à natureza não específica dos sintomas iniciais, que frequentemente complicam a avaliação de risco e a tomada de decisão em relação ao início de antimicrobianos, monitoramento de níveis e disposição para a Unidade de Terapia Intensiva (UTI). Embora existam inúmeras ferramentas de suporte à decisão baseadas em prontuários eletrônicos (EHR), muitas dependem de gatilhos baseados em regras derivadas de sinais vitais ou anormalidades laboratoriais. Esses sistemas frequentemente geram altas taxas de alertas falsos, levando à sobreposição do clínico, fadiga de alertas e impacto limitado nos resultados reais dos pacientes. Embora abordagens de inteligência artificial (IA) e aprendizado de máquina (ML) estejam emergindo, poucas demonstraram utilidade clínica no mundo real para melhorar significativamente a tomada de decisão além do simples aumento do volume de alertas. Há uma necessidade de ferramentas que possam fornecer valor preditivo aditivo ao julgamento do provedor, particularmente na identificação de risco oculto e na estratificação de pacientes para utilização de cuidados críticos.

Metodologia
Os autores conduziram um estudo observacional prospectivo multicêntrico em três sistemas de saúde dos EUA (Carle Foundation Hospital, Corewell Health e Mercy Hospitals East Community) entre abril de 2024 e agosto de 2025. O estudo incluiu 445 adultos (≥18 anos) com suspeita de infecção, definida pela decisão clínica de solicitar a primeira hemocultura no pronto-socorro (ED) ou na UTI.

• Intervenção/Ferramenta: O estudo avaliou o Sepsis ImmunoScore®, uma ferramenta de IA/ML agnóstica a patógenos e autorizada pelo FDA. O algoritmo sintetiza até 22 variáveis clínicas e biomarcadores (incluindo proteína C-reativa [CRP] e procalcitonina [PCT]) para gerar uma pontuação de risco (1–100) e categorias de risco correspondentes (Baixo, Médio, Alto, Muito Alto). O modelo utiliza valores SHAP (Shapley Additive Explanations) para transparência.
• Coleta de Dados:
  • Avaliação do Provedor: Os clínicos completaram um questionário padronizado de seis perguntas dentro de 3,5 horas após o pedido da hemocultura, cegados aos resultados do Sepsis ImmunoScore. Os questionários avaliaram probabilidades de infecção, risco de Sepsis-3 (dentro de 24 horas) e risco de suporte de órgãos (dentro de 24 horas).
  • Cálculo do Sepsis ImmunoScore: Amostras de plasma de lítio-heparina remanescentes foram recuperadas para o cálculo retrospectivo da pontuação, caso tenham sido coletadas dentro de uma janela específica em relação ao pedido da hemocultura. A CRP e a PCT foram medidas centralmente.
  • Desfechos: O desfecho primário foi a presença de Sepsis-3 dentro de 24 horas do pedido da hemocultura. Os desfechos secundários incluíram transferência para UTI, início de vasopressores, ventilação assistida, intervenções de cuidados críticos e mortalidade em 28 dias.
• Análise Estatística: O desempenho discriminativo foi avaliado usando a Área Sob a Curva ROC Recebedora (AUROC). O valor aditivo foi testado usando Testes de Razão de Verossimilhança (LRT) e Melhoria de Reclassificação Líquida Contínua (NRI). A estratificação de risco foi analisada via classificação cruzada de categorias do provedor e do Sepsis ImmunoScore, utilizando testes de Cochran–Mantel–Haenszel (CMH).

Principais Contribuições e Resultados
O estudo analisou 401 pacientes com resultados válidos do Sepsis ImmunoScore, dos quais 103 (25,7%) atenderam aos critérios de Sepsis-3.

1. Melhoria da Discriminação:

   • O modelo combinado Provedor + Sepsis ImmunoScore alcançou uma AUROC de 0,83 (IC 95%, 0,78–0,88) para prever Sepsis-3 em 24 horas.
   • Isso representou uma melhoria significativa em relação à avaliação do Provedor Isolado (AUROC 0,68; ΔAUC = +0,15; p < 0,001).
   • O Sepsis ImmunoScore isoladamente alcançou uma AUROC de 0,81.
   • Melhorias aditivas semelhantes foram observadas para todos os desfechos secundários (transferência para UTI, uso de vasopressores, cuidados críticos e mortalidade), com ΔAUCs variando de +0,03 a +0,06.

2. Significância Estatística do Valor Aditivo:

   • Testes de Razão de Verossimilhança confirmaram que a inclusão do Sepsis ImmunoScore melhorou significativamente o ajuste do modelo além da avaliação do provedor (χ² = 86,44; p < 0,001 para Sepsis-3).
   • A Melhoria de Reclassificação Líquida Contínua (NRI) foi positiva e estatisticamente significativa para todos os desfechos (NRI = 0,98 para Sepsis-3), indicando que o modelo combinado reclassificou corretamente eventos para cima e não-eventos para baixo em relação à avaliação do provedor isoladamente.

3. Estratificação de Risco e Risco Oculto:

   • A análise de classificação cruzada revelou um gradiente monotônico de risco dentro de cada estrato avaliado pelo provedor (Baixo, Médio, Alto/Muito Alto).
   • Notavelmente, entre pacientes avaliados como Baixo Risco pelos provedores, aqueles classificados como Alto/Muito Alto pelo Sepsis ImmunoScore apresentaram uma taxa de eventos de Sepsis-3 de 25,7%, comparado a 3,8% para aqueles classificados como Baixo por ambos.
   • Dentro do grupo de risco Alto/Muito Alto do provedor, os pacientes com Sepsis ImmunoScore Alto/Muito Alto tiveram uma taxa de sepse de 55,7%, comparado a 13,3% para aqueles com Sepsis ImmunoScore Baixo (um gradiente de 4,2 vezes).
   • Um Sepsis ImmunoScore Alto/Muito Alto foi associado a odds significativamente maiores de Sepsis-3 em todos os estratos do provedor (OR Ajustado 6,45; p < 0,001).

4. Consistência:

   • A ferramenta demonstrou desempenho consistente entre os três centros, enquanto a discriminação não auxiliada do provedor variou amplamente (AUROC 0,57 a 0,83).
   • O desempenho do Sepsis ImmunoScore permaneceu estável (AUROC 0,80) mesmo na população mais ampla do pronto-socorro (ED) onde os questionários dos clínicos não foram completados.

Significância e Alegações
O artigo alega que o Sepsis ImmunoScore melhora consistentemente a avaliação clínica ao aumentar a discriminação e descobrir o "risco oculto" dentro das categorias definidas pelo provedor. Os autores postulam que a ferramenta captura fatores de risco complementares e baseados em biologia (via biomarcadores e sinais multivariados) que podem não estar prontamente aparentes aos clínicos em ambientes de alta pressão temporal, particularmente quando os sinais precoces são sutis.

O estudo apoia o potencial do Sepsis ImmunoScore como uma ferramenta de suporte à decisão integrada ao prontuário eletrônico (EHR) que auxilia na identificação precoce da sepse e na estratificação de risco. Os autores enfatizam que a ferramenta é projetada para melhorar, em vez de substituir, o julgamento clínico. Ela funciona como um sinal rápido, quantitativo e explicável que pode reforçar a decisão de um clínico ou promover uma reavaliação quando o risco baseado em biomarcadores diverge da aparência clínica.

Os autores declaram explicitamente que este estudo estabelece o valor preditivo, mas não prova que o acesso à pontuação altera o comportamento do provedor ou os resultados dos pacientes. Eles concluem que estudos intervencionais prospectivos são necessários para determinar o impacto do suporte à decisão guiado em tempo real pelo Sepsis ImmunoScore na assistência clínica e nos desfechos dos pacientes. O estudo reconhece limitações, incluindo seu desenho observacional, potencial viés de seleção em relação aos dados ausentes (onde os pacientes mais graves tinham maior probabilidade de carecer de pontuações válidas) e o fato de os questionários dos clínicos serem opcionais.