AECOPD機(jī)械通氣患者呼出氣冷凝液過(guò)氧化氫和髓過(guò)氧化酶水平的監(jiān)測(cè)及意義

李寧等

[摘 要] 目的：探討ICU慢性阻塞性肺病急性加重期（acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease，AECOPD）機(jī)械通氣患者呼出氣冷凝液過(guò)氧化氫（H2O2）和髓過(guò)氧化酶（MPO）水平與預(yù)后關(guān)系。方法：69例AECOPD機(jī)械通氣患者按預(yù)后分為存活組（36例）和死亡組（33例），收集機(jī)械通氣1d、3d、5d和7 d的EBC，測(cè)定EBC中H2O2、MPO含量。結(jié)果：①存活組EBC中H2O2和MPO含量逐漸下降，機(jī)械通氣3d、5d、7 d較1 d明顯降低（均P<0.05）。②死亡組EBC中H2O2和MPO含量逐漸升高，機(jī)械通氣第7 d時(shí)達(dá)到最高（均P<0.05）。③兩組EBC中H2O2和MPO含量與急性生理學(xué)與慢性健康狀況評(píng)分系統(tǒng)（APACHE Ⅱ、Ⅲ）評(píng)分均無(wú)相關(guān)性（均P>0.05）。結(jié)論：EBC中H2O2和MPO含量高低與患者預(yù)后有關(guān)，可作為AECOPD機(jī)械通氣患者氣道炎癥反應(yīng)重要監(jiān)測(cè)指標(biāo)，并可作為評(píng)估其治療和預(yù)后重要監(jiān)測(cè)指標(biāo)。

[關(guān)鍵詞] 慢性阻塞性肺疾病急性加重；機(jī)械通氣；呼出氣冷凝液；過(guò)氧化氫；髓過(guò)氧化酶

中圖分類號(hào)： R446 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼： A 文章編號(hào)：2095-5200（2015）04-027-03

數(shù)據(jù)顯示我國(guó)COPD發(fā)病率呈明顯上升趨勢(shì)[1]。AECOPD由于感染、低氧血癥、高碳酸血癥，引發(fā)機(jī)體氧化應(yīng)激狀態(tài)，活化炎性細(xì)胞可釋放各種炎癥介質(zhì)，導(dǎo)致機(jī)體應(yīng)激標(biāo)志物和細(xì)胞因子增高[2]。氧化應(yīng)激在AECOPD引起呼吸衰竭發(fā)病中起著重要作用，氧化應(yīng)激標(biāo)志物和細(xì)胞因子對(duì)全身臟器損害可能是引起多器官功能衰竭（MOF）原因之一。呼出氣冷凝液（EBC）細(xì)胞因子分析是評(píng)估下呼吸道疾病炎癥水平的新方法，具有損傷小、檢測(cè)方便、可重復(fù)性強(qiáng)等特點(diǎn)，為監(jiān)測(cè)下呼吸道疾病進(jìn)展和評(píng)估預(yù)后提供了新選擇。國(guó)內(nèi)外有關(guān)測(cè)定AECOPD機(jī)械通氣患者EBC水平評(píng)估氣道炎癥水平及評(píng)估預(yù)后研究較少。本研究擬通過(guò)測(cè)定AECOPD機(jī)械通氣患者EBC中過(guò)氧化氫（H2O2）和髓過(guò)氧化酶（MPO）含量變化，探討其能否反映疾病嚴(yán)重程度和預(yù)后。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象

1.1.1 入選和排除標(biāo)準(zhǔn) 選擇符合Ⅰ型或Ⅱ型呼吸衰竭診斷標(biāo)準(zhǔn)，需使用機(jī)械通氣治療AECOPD患者，診斷符合中華醫(yī)學(xué)會(huì)呼吸病學(xué)分會(huì)制訂標(biāo)準(zhǔn)[3]；排除非AECOPD其他呼吸道疾病、人類免疫缺陷病毒（HIV）感染、使用激素治療、拒絕在知情同意書(shū)上簽字、不合作或不能完成治療者。所有研究對(duì)象經(jīng)家屬簽署知情同意書(shū)。

1.1.2 病例資料：共入選69例符合條件者，均為我院重癥監(jiān)護(hù)病房（ICU）2013年7月至2014年10月收治有創(chuàng)機(jī)械通氣患者，其中男39例，女30例；年齡45～82歲，平均（68.1±7.6）歲。所有患者接受抗生素治療。根據(jù)預(yù)后分為存活組和死亡組，存活組36例，治療時(shí)間（7.6±3.1）d；死亡組33例，治療時(shí)間（10.1±4.2） d。兩組年齡、性別差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P>0.05），有可比性。

1.2 觀察指標(biāo)及方法

1.2.1 臨床觀察指標(biāo) 記錄患者性別、年齡、體溫、血壓、心率、呼吸頻率；動(dòng)脈血氧分壓、動(dòng)脈血二氧化碳分壓、動(dòng)脈血pH值、血鈉、血鉀、血糖、腎功能、肝功能、血細(xì)胞比容、白細(xì)胞計(jì)數(shù)、PCT、格拉斯哥昏迷評(píng)分、原有慢性疾病、入ICU主要原因等指標(biāo)；分別于機(jī)械通氣1、3、5、7 d時(shí)，進(jìn)行急性生理學(xué)與慢性健康狀況評(píng)分系統(tǒng)Ⅱ、Ⅲ（APACHE Ⅱ、Ⅲ）評(píng)分，所有生理指標(biāo)均取24 h內(nèi)最差值。

1.2.2 EBC收集 采用HAAK EK20 E-co Screen型EBC收集器（德國(guó)JAEGER公司）收集69例AECOPD機(jī)械通氣患者EBC。將EBC收集器浸在冰水中，兩端分別接入呼吸機(jī)呼氣端管道替代蓄水罐，持續(xù)15 min，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(kāi)關(guān)。收集完畢后測(cè)量EBC容積并分裝，-70℃冰箱保存?zhèn)錂z[4]。

1.3 H2O2 和MPO測(cè)定

免疫熒光法測(cè)定EBC中H2O2水平。酶聯(lián)免疫法測(cè)定EBC中MPO水平，劑盒均購(gòu)自RapidBio公司，嚴(yán)格按照說(shuō)明書(shū)操作。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

用SPSS11.5統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示；組間比較用配對(duì)設(shè)計(jì)t檢驗(yàn)，組內(nèi)比較用方差分析、NK法；相關(guān)分析采用Pearson法或Spearman法，P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組EBC中H2O2 和MPO比較

隨機(jī)械通氣時(shí)間延長(zhǎng)，存活組EBC中H2O2 和MPO含量逐漸下降，7 d降至最低，與1 d比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P<0.05）；而死亡組EBC中H2O2 和MPO含量逐漸升高，7 d升至峰值，與1d比較有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（均P<0.05），見(jiàn)表1。

2.2 兩組APACHE Ⅱ、Ⅲ評(píng)分比較

隨機(jī)械通氣時(shí)間延長(zhǎng)，存活組APACHE Ⅱ、Ⅲ分值呈逐步降低趨勢(shì)，患者病情也逐步好轉(zhuǎn)；而死亡組APACHE Ⅱ、Ⅲ分值逐漸升高，除第3 d APACHE Ⅱ分值與1 d時(shí)比較無(wú)差異外，余時(shí)間點(diǎn)APACHEⅡ、Ⅲ分值與1 d時(shí)比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P<0.05）。存活組APACHE Ⅱ、Ⅲ分值在機(jī)械通氣3 d時(shí)為變化拐點(diǎn)，與本組1 d和死亡組同期比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（均P<0.05），見(jiàn)表2。

2.3 相關(guān)性分析

兩組機(jī)械通氣各時(shí)間點(diǎn)EBC中H2O2 和MPO含量與APACHE Ⅱ、Ⅲ評(píng)分均無(wú)相關(guān)性（均P>0.05），見(jiàn)表3。

3 討論

COPD發(fā)病機(jī)制非常復(fù)雜，目前尚不明確。臨床對(duì)于氣道慢性炎癥監(jiān)測(cè)十分困難，EBC檢測(cè)是新近發(fā)展起來(lái)一項(xiàng)技術(shù)，其中某些成分顯著變化可以反映肺內(nèi)及氣道內(nèi)病理生理狀態(tài)。由于其不僅能反映肺部微環(huán)境改變，而且實(shí)時(shí)、無(wú)創(chuàng)、安全、可重復(fù)，為動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)氣道炎癥和評(píng)價(jià)治療效果提供了新途徑[5-6]。H2O2是炎性因子激活O-代謝產(chǎn)物，可導(dǎo)致下呼吸道蛋白酶/抗蛋白酶、氧化/抗氧化失衡，導(dǎo)致小氣道和肺組織損傷[7]。作為一個(gè)間接反映氧化應(yīng)激水平標(biāo)志物，EBC中H2O2含量升高提示由自由基介導(dǎo)炎性反應(yīng)導(dǎo)致下呼吸道氧化負(fù)荷增加[8]。MPO是中性粒細(xì)胞呼吸爆發(fā)分泌到細(xì)胞外的一種亞鐵血紅素酶，是中性粒細(xì)胞功能標(biāo)志和激活標(biāo)志。Kostikas等[9]研究表明AECOPD患者氣道內(nèi)中性粒細(xì)胞向管腔及肺泡腔內(nèi)釋放大量MPO，加劇了H2O2與Cl-之間化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生過(guò)量氧自由基，造成局部肺組織氧化性損傷，所以AECOPD機(jī)械通氣患者EBC中MPO水平可同時(shí)反映機(jī)體肺組織局部慢性炎癥狀態(tài)和氧化應(yīng)激水平。李晶等[10]研究證實(shí)EBC中MPO與COPD患者肺組織局部存在慢性炎癥及氧化應(yīng)激密切相關(guān)。因此AECOPD機(jī)械通氣患者EBC中H2O2 和MPO水平變化，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EBC中H2O2 和MPO含量隨病情好轉(zhuǎn)逐步下降，而死亡組隨著病情惡化明顯升高，表明機(jī)械通氣患者由于感染及氣道炎癥反應(yīng)明顯增強(qiáng)，肺發(fā)生嚴(yán)重氧化應(yīng)激反應(yīng)，H2O2 和MPO產(chǎn)生超過(guò)了過(guò)氧化酶清除能力。EBC中H2O2 和MPO含量可作為監(jiān)測(cè)AECOPD機(jī)械通氣患者肺部氧化應(yīng)激、氣道炎癥反應(yīng)增強(qiáng)早期敏感指標(biāo)，以及COPD機(jī)械通氣患者病情嚴(yán)重程度及預(yù)后標(biāo)志物。AECOPD機(jī)械通氣患者EBC中H2O2 和MPO升高機(jī)制可能與下列因素有關(guān)：（1）低氧使中性粒細(xì)胞細(xì)胞結(jié)構(gòu)改變并導(dǎo)致其變形性下降，出現(xiàn)中性粒細(xì)胞在肺內(nèi)聚集并被激活，釋放大量活性氧，成為肺內(nèi)氧化應(yīng)激主要來(lái)源。由于反復(fù)感染和缺氧，釋放氧自由基，進(jìn)而導(dǎo)致H2O2 和MPO增加。（2）由于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H2O2 和MPO分泌增多。（3）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H2O2 和MPO。

本研究結(jié)果還顯示，存活組APACHEⅡ和Ⅲ評(píng)分隨機(jī)械通氣時(shí)間延長(zhǎng)逐漸降低，死亡組評(píng)分則逐漸增高，但患者EBC中H2O2 和MPO含量與APACHEⅡ和Ⅲ評(píng)分間無(wú)相關(guān)性，可能與樣本量相對(duì)較小有關(guān)。

綜上所述， H2O2 和MPO參與了AECOPD發(fā)病機(jī)制，監(jiān)測(cè)AECOPD患者治療期間H2O2 和MPO 水平，可作為監(jiān)測(cè)病情、觀察療效、判斷預(yù)后重要指標(biāo)。

參 考 文 獻(xiàn)

[1] 鐘南山. 慢性阻塞性肺疾病在中國(guó)[J] . 中國(guó)實(shí)用內(nèi)科雜志， 2011，31 （5） ：321-322.

[2] Decramer M，Rennard S，Troostem T，et al.COPD as a lung disease with systemic consequence-clinical impact，mechanisms，and potential for early intervention[J].COPD，2008，5（4）：235-256.

[3] 中華醫(yī)學(xué)會(huì)呼吸病學(xué)分會(huì)慢性阻塞性肺疾病學(xué)組.慢性阻塞性肺疾病診治指南（2007年修訂版）[J].中華結(jié)核和呼吸雜志，2007，30（1）：8-17.

[4] 張文彬，陳建榮. 機(jī)械通氣患者呼出氣冷凝液收集臨床安全性和可行性[J].國(guó)際呼吸雜志.2012.32（5）：363-366.

[5] Effros RM， Su J， Casaburi R， et al. Utility of exhaled breath condensate in chronic obstructive pulmonary disease： a critical review[J] . Current Opinion in Pulmonary Medicine， 2005， 11（2）： 135- 139.

[6] Montuschi P. Analysis of exhaled breath condensate in respiratorymedicine： methodological aspects and potential clinical applications[J] . Ther Adv Respir Dis， 2007， 1（1）： 5-23.

[7] Corradj M，Pignatti P，Manini P，et a1.Comparison between exhaled and sputum oxidative stress bionlarkers in chronic airway inflammation[J].Eur Respir J，2004，24（6）：1011-1017.

[8] 楊國(guó)輝，王廣發(fā).對(duì)機(jī)械通氣患者呼出氣冷凝液中過(guò)氧化氫研究[J]. 中國(guó)危重病急救醫(yī)學(xué)，2008.20（6）：324-326.

[9] Kostikas K，Papatheodorou G，Ganas K，et a1.Ph in expired breath condensate of patients with inflammatory airway diseases[J].Am Respir Crit Care Med，2002，165（10）：1364-1370.

[10] 李晶，張國(guó)琴，王麗慧. 慢性阻塞性肺疾病患者呼出氣冷凝液中髓過(guò)氧化物酶檢測(cè)及其意義[J].國(guó)際呼吸雜志，2014，34（13）：977-979.