急性呼吸窘迫綜合征機(jī)械通氣患者呼出氣冷凝液中過氧化氫和白介素－6含量變化的研究

鐘 俊 楊國輝

（貴陽醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院內(nèi)科ICU，貴州 貴陽550004）

機(jī)械通氣是搶救急性肺損傷／急性呼吸窘迫綜合征（ALI／ARDS）患者生命的重要措施。ARDS是由于感染、低氧血癥和不適當(dāng)?shù)臋C(jī)械通氣，引發(fā)了機(jī)體的氧化應(yīng)激狀態(tài)，導(dǎo)致機(jī)體應(yīng)激標(biāo)志物和細(xì)胞因子的 增 高［1］。近 年 來，呼 出 氣 冷 凝 液 （exhaled breath condensate，EBC）檢測(cè)受到國內(nèi)外研究者的高度重視，它可提供無創(chuàng)、瞬時(shí)的肺部病理生理功能的監(jiān)測(cè)，收集EBC不會(huì)損傷支氣管黏膜，而且樣本直接來源于氣道，結(jié)果可靠；收集EBC的技術(shù)適用于任何年齡、任何病況，包括氣管插管和氣管切開的患者，應(yīng) 用 范 圍 廣 泛［2－3］。 為 此，我 們 通 過 檢 測(cè)ARDS機(jī)械通氣患者治療過程中EBC的過氧化氫（H2O2）和白介素－6（IL－6）含量變化，探討其臨床意義和應(yīng)用價(jià)值，了解其在不同程度氣道炎癥中的動(dòng)態(tài)變化特點(diǎn)及與預(yù)后的相關(guān)性。

1 對(duì)象與方法

1.1 對(duì)象 2008年6月至2010年5月我院內(nèi)科重癥加強(qiáng)治療病房（MICU）收治的42例經(jīng)氣管插管或氣管切開進(jìn)行機(jī)械通氣的ARDS患者。入選標(biāo)準(zhǔn)：（1）具備發(fā)生 ARDS的危險(xiǎn)因素；（2）急性起?。唬?）需正壓通氣支持；（4）嚴(yán)重氧合障礙：在吸入氧濃度（FiO2）1.00，呼氣末正壓（PEEP）10cmH2O（1cmH2O＝0.098kPa）條件下30min以后測(cè)定，氧合指數(shù)（PaO2／FiO2）≤200mmHg（1mmHg＝0.133kPa）；（5）胸片示肺水腫浸潤影；（6）無左房高壓證據(jù)。排除標(biāo)準(zhǔn)：（1）年齡＜18歲；（2）急性心肌梗死（AMI）發(fā)病一周內(nèi)；（3）妊娠；（4）氣胸或支氣管胸膜瘺，或肺葉切除術(shù)后2周內(nèi)；（5）顱內(nèi)壓增高或神經(jīng)肌肉疾??；（6）嚴(yán)重慢性呼吸系疾病或慢性肝臟疾?。唬?）惡性疾病或慢性疾病終末期；（8）骨髓移植患者。本試驗(yàn)遵循貴陽醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院所制定的倫理學(xué)標(biāo)準(zhǔn)，并得到該委員會(huì)的批準(zhǔn)。研究對(duì)象均經(jīng)家屬簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 急性生理學(xué)及慢性健康狀況評(píng)分（APACHE）Ⅱ和Ⅲ 所有入選病人按轉(zhuǎn)歸分為存活組和死亡組，均記錄姓名、性別、年齡、體溫、收縮壓、舒張壓、心率、呼吸頻率、吸入氧濃度、動(dòng)脈血氧分壓、二氧化碳分壓、動(dòng)脈血pH值、血鈉、血鉀、血糖、腎功能、肝功能、血球壓積、血白細(xì)計(jì)數(shù)、格拉斯哥昏迷評(píng)分、原有慢性疾病、入 MICU主要原因等信息。按病人機(jī)械通氣第1、3、5、7d評(píng)分。所有生理指標(biāo)均取24h內(nèi)最差值。

1.2.2 EBC的收集 我們參照文獻(xiàn)自行設(shè)計(jì)了一種外觀葫蘆形狀的玻璃收集器，置入有機(jī)玻璃盒中，盒內(nèi)充滿冰水混合物。機(jī)械通氣患者組通過浸在冰水中的EBC收集器兩端分別接入呼吸機(jī)呼氣端管道替代蓄水罐，持續(xù)15min，收集EBC。接入呼吸機(jī)呼氣端前清除管道液體，防止其進(jìn)入EBC收集器，并關(guān)掉濕化瓶溫度開關(guān)。收集完畢后測(cè)量EBC的量并分裝，－80℃冰箱保存，以備同批檢測(cè)。

1.2.3 H2O2測(cè)定 取250μL EBC樣品，用化學(xué)熒光法進(jìn)行H2O2的檢測(cè)。高香草酸（homovanillic acid，HVA）、辣根過氧化酶（horsheradish peroxidase，HRP）均購自Sigma公司（美國）；標(biāo)準(zhǔn) H2O2溶液購自北京試劑公司。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)H2O2溶液濃度（0.14μmol／L至2.21μmol／L）和熒光強(qiáng)度（實(shí)際測(cè)得值－空白對(duì)照值）繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，建立直線回歸方程。通過回歸方程和熒光強(qiáng)度值計(jì)算H2O2的濃度。每份EBC樣品分別檢測(cè)兩次，取平均值。

1.2.4 IL－6測(cè)定 用酶分析法（EIA）檢測(cè)EBC中IL－6。試劑盒購自Cayman公司（美國）。根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)樣品測(cè)定出的吸光度（A）值繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線，并采用曲線擬合法求出直線回歸方程，再根據(jù)各待測(cè)樣本的A值計(jì)算出的IL－6濃度，單位為ng／L。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 用SPSS 11.5統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理。所有數(shù)據(jù)均以表示；存活組與死亡組比較用t檢驗(yàn)，組內(nèi)不同時(shí)點(diǎn)比較用方差分析或Kruskal－Wallis秩和檢驗(yàn)，兩兩比較采用SNK法進(jìn)行檢驗(yàn)，相關(guān)分析采用Pearson相關(guān)或Spearman相關(guān)法。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 兩組患者臨床資料比較與結(jié)果 42例急性呼吸窘迫綜合征（ARDS）機(jī)械通氣患者中，男28例，女14例，年齡30～71歲（58.5±18.4）歲。存活組主要原發(fā)病為肺炎12例，多發(fā)傷6例，全身感染3例，其他為術(shù)后大出血1例；死亡組主要原發(fā)病為肺炎10例，多發(fā)傷5例，全身感染3例，其他為術(shù)后大出血2例。ARDS患者存活組與死亡組年齡、性別差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，有可比性。所有患者接受抗生素治療，存活組治療時(shí)間為（11.8±3.5）d，死亡組治療時(shí)間為（15.8±3.9）d。

2.2 兩組APACHEⅡ、Ⅲ評(píng)分比較 存活組APACHEⅡ、Ⅲ 分值隨機(jī)械通氣時(shí)間延長均逐漸降低；死亡組APACHEⅡ、Ⅲ 分值則隨時(shí)間呈逐漸升高趨勢(shì)；與1d時(shí)比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P均＜0.05）。存活組APACHEⅡ、Ⅲ分值在機(jī)械通氣3d時(shí)為變化拐點(diǎn)，與本組1d和死亡組同期比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P均＜0.05）。見表1。

表1 ARDS患者患者不同時(shí)間點(diǎn)APACHEⅡ／Ⅲ評(píng)分結(jié)果比較

表1 ARDS患者患者不同時(shí)間點(diǎn)APACHEⅡ／Ⅲ評(píng)分結(jié)果比較

注：a與本組第1d比較P＜0.05；b與本組第3d比較P＜0.05；c與本組第5d比較P＜0.05；d與存活組同期比較P＜0.05

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2.3 EBC中H2O2和IL－6測(cè)定結(jié)果 存活組隨機(jī)械通氣時(shí)間延長EBC中H2O2濃度和IL－6含量逐漸下降，7d時(shí)降至最低，較1d比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P均＜0.05），較3d比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；而死亡組隨機(jī)械通氣時(shí)間延長EBC中H2O2濃度和IL－6含量逐漸升高，7d時(shí)升至峰值，在第5d和第7d時(shí)與存活組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。見表2。

表2 ARDS存活組和死亡組患者不同時(shí)間點(diǎn)EBC中H2O2和IL－6結(jié)果比較

表2 ARDS存活組和死亡組患者不同時(shí)間點(diǎn)EBC中H2O2和IL－6結(jié)果比較

注：a與本組第1d比較P＜0.05；b與本組第3d比較P＜0.05；c與本組第5d比較P＜0.05；d與存活組同期比較P＜0.05

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2.4 相關(guān)性分析（表3） 存活組ARDS患者機(jī)械通氣后不同時(shí)間點(diǎn)EBC中H2O2濃度和IL－6含量與APACHEⅡ和APACⅢ評(píng)分間均無相關(guān)性（P均＞0.05）。而死亡組ARDS患者機(jī)械通氣后在第5d和7dEBC中H2O2濃度與APACHEⅡ和APACⅢ評(píng)分間呈正相關(guān)性（P均＜0.05）；EBC中IL－6含量與APACHEⅡ、Ⅲ評(píng)分間呈負(fù)相關(guān)性（P均＜0.05）。見表3。

表3 ARDS存活組與死亡組患者不同時(shí)間點(diǎn)EBC中H2O2和IL－6與APACHEⅡ、Ⅲ評(píng)分的相關(guān)性 （r值）

3 討 論

H2O2是炎癥細(xì)胞激活O2的代謝產(chǎn)物，它可以引起下呼吸道蛋白酶／抗蛋白酶、氧化／抗氧化失衡，導(dǎo)致小氣道和肺組織損傷［4］。IL－6是一種具有重要病理生理作用的多功能和多向性細(xì)胞因子［5］，參與疾病的發(fā)生、發(fā)展過程、機(jī)體的炎癥反應(yīng)和免疫應(yīng)答。國外文獻(xiàn)報(bào)道，ARDS患者EBC中H2O2水平顯著增高，其中以膿毒癥和嚴(yán)重腦損傷引起的ARDS水平最高［6］。近來研究發(fā)現(xiàn)，經(jīng)典的機(jī)械通氣策略（大潮氣量，小PEEP）可以導(dǎo)致EBC和BALF中細(xì)胞因子（IL－6）的增高。研究ARDS機(jī)械通氣患者EBC中H2O2和IL－6水平的變化對(duì)監(jiān)測(cè)氣道炎癥、病情嚴(yán)重程度及預(yù)后具有重要臨床意義。

本研究結(jié)果顯示，存活組機(jī)械通氣患者1d時(shí)EBC中H2O2和IL－6濃度增高，隨著治療后病情的好轉(zhuǎn)呈現(xiàn)降低趨勢(shì)；而死亡組隨著病情的惡化呈升高趨勢(shì)，表明機(jī)械通氣患者由于感染的加重，氣道分泌物增多，氣道炎癥反應(yīng)增強(qiáng)，肺發(fā)生氧化應(yīng)激加劇，H2O2和IL－6的產(chǎn)生超過了過氧化酶的清除能力。病情惡化后EBC中H2O2和IL－6濃度的升高，證實(shí)了感染可使氧自由基產(chǎn)生增加，表明氣道炎癥和氧化抗氧化失衡的發(fā)生。本研究還顯示，死亡組機(jī)械通氣1d和3d時(shí)EBC中H2O2和IL－6濃度均低于存活組，而5d和7d時(shí)均高于存活組，表明在機(jī)械通氣早期氣道炎癥和氧化應(yīng)激程度較輕，若能及時(shí)控制感染和糾正低氧血癥，患者預(yù)后良好，若未能控制，缺氧加重，氣道炎癥和氧化應(yīng)激加劇，病情惡化，預(yù)后差。上述結(jié)果表明EBC中H2O2和IL－6檢測(cè)可作為一個(gè)的反映COPD肺部氧化損傷和氣道炎癥反應(yīng)增強(qiáng)的早期敏感指標(biāo)，以及ARDS機(jī)械通氣患者病情嚴(yán)重程度及預(yù)后的標(biāo)志物之一。

本研究結(jié)果還顯示，存活組機(jī)械通氣時(shí)間延長，APACHEⅡ和APACHEⅢ分值逐漸降低，死亡組增高，且死亡組3d以后的APACHEⅡ和APACHEⅢ分值均明顯高于存活組。相關(guān)分析表明：存活組ARDS機(jī)械通患者EBC中H2O2濃度與APACHEⅡ、Ⅲ評(píng)分間均無相關(guān)性；死亡組ARDS患者機(jī)械通氣后在第5d和7dEBC中H2O2濃度與APACHEⅡ、Ⅲ評(píng)分間呈正相關(guān)性（P均＜0.05）；EBC中IL－6含量與APACHEⅡ和APACⅢ評(píng)分間呈負(fù)相關(guān)性（P均＜0.05）?？梢娝劳鼋M患者H2O2濃度和IL－6含量水平的動(dòng)態(tài)變化與APACHEⅡ、Ⅲ評(píng)分值動(dòng)態(tài)變化趨勢(shì)一致，H2O2濃度和IL－6含量水平和APACHEⅡ和APACⅢ評(píng)分值在死亡組均呈上升趨勢(shì)。故測(cè)定EBC中H2O2和IL－6水平不僅用來評(píng)估患者氣道炎癥、判斷預(yù)后，還可用以輔助指導(dǎo)臨床治療。

ARDS機(jī)械通氣患者H2O2和IL－6升高機(jī)制不清，可能與下列因素有關(guān)：（1）由于感染和缺氧，釋放氧自由基O2，進(jìn)而導(dǎo)致H2O2和IL－6的增加，活性氧通過氣道上皮細(xì)胞IL－6的釋放參與了局部的免疫反應(yīng)。腫瘤壞死因子α（TNF－α）亦可引起IL－6 mRNA表達(dá)的增加［7］。此外低氧血癥刺激核轉(zhuǎn)錄因子κB而引起IL－6的增高。感染和缺氧等使交感神經(jīng)興奮性增高、血中兒茶酚胺類物質(zhì)增多，使IL－6的分泌增多。（2）在缺氧和感染加重時(shí)下呼吸道巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞數(shù)量增多，這些細(xì)胞釋放較多的H2O2。（3）不適當(dāng)?shù)臋C(jī)械通氣引發(fā)或加重原有的肺損傷，引起呼吸機(jī)相關(guān)性肺損傷（ventilationassociated lung injury，VALI）［8］，并且促使肺內(nèi)炎癥介質(zhì)移位到血液，引發(fā)或加重全身炎癥反應(yīng)綜合征，從而使 H2O2和IL－6增加［9］。上述原因中缺氧、感染和不適當(dāng)?shù)臋C(jī)械通是引起H2O2和IL－6升高的主要因素，因此抗氧化和抗感染治療及肺復(fù)張策略可抑制ARDS機(jī)械通氣患者肺部應(yīng)激氧化和炎性介質(zhì)的產(chǎn)生。

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