無創(chuàng)正壓通氣治療時(shí)機(jī)對(duì)慢阻肺合并呼吸衰竭者療效及骨骼肌泛素-蛋白酶體表達(dá)的影響

張敬浩 武焱旻

無創(chuàng)正壓通氣治療時(shí)機(jī)對(duì)慢阻肺合并呼吸衰竭者療效及骨骼肌泛素-蛋白酶體表達(dá)的影響

張敬浩 武焱旻

目的 分析無創(chuàng)正壓通氣治療時(shí)機(jī)對(duì)慢阻肺合并呼吸衰竭者骨骼肌泛素-蛋白酶體表達(dá)的影響。方法 選取2014年2月-2016年2月收入我院的156例慢阻肺合并呼吸衰竭患者，根據(jù)患者意愿分為早期治療的A組65例，延遲治療的B組52例，另選擇同期常規(guī)對(duì)癥支持治療的39例患者設(shè)為對(duì)照組C組。C組患者在入院后，采取基礎(chǔ)治療。A組和B組患者在此基礎(chǔ)上采取NPPV治療。觀察三組患者的療效、預(yù)后、炎癥指標(biāo)和骨豁肌內(nèi)基因表達(dá)水平。結(jié)果 與治療前相比，A組、B組和C組患者的pH、PaO2明顯升高，呼吸和HR明顯降低，對(duì)比分析后，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，與B組患者相比，治療后A組患者的pH、PaO2明顯更高，呼吸和HR明顯更低，對(duì)比分析后，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=2.890、2.052、5.708、2.638，P<0.05)。與治療前相比，A組、B組和C組患者痰液、血液中的IL-6、IL-8和TNF-α指標(biāo)明顯改善，與B組患者相比，治療后A組患者痰液、血液中的IL-6、IL-8和TNF-α明顯更低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。A組骨骼肌內(nèi)核糖體蛋白S21、泛素、E2及E3的mRNA表達(dá)最低，其次為B組，C組患者的RPS21、泛素、E2及E3表達(dá)最高，對(duì)比分析后，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=8.302、5.346、5.093、4.783，P<0.05)。結(jié)論 NPPV對(duì)于慢阻肺合并呼吸衰竭患者可有效糾正缺氧，減少住院時(shí)間，降低死亡率，并且早期接受治療，患者的療效更好，可有效降低患者的呼吸肌肉負(fù)荷，完善骨骼肌蛋白酶體途徑，減少骨骼肌蛋白質(zhì)丟失，進(jìn)而提高慢阻肺合并呼吸衰竭患者的通氣、氧合狀態(tài)。

無創(chuàng)正壓通氣；治療時(shí)機(jī)；慢阻肺合并呼吸衰竭；骨骼肌泛素-蛋白酶體表達(dá)

慢性阻塞性肺病(慢阻肺)是一種常見的慢性肺部疾病，其主要特征為進(jìn)行性的呼出氣流受限[1]。近幾年，慢阻肺患者的發(fā)生率逐年增高，死亡率也逐年增加[2]。慢阻肺患者多合并營(yíng)養(yǎng)不良，而營(yíng)養(yǎng)不良的主要特征為骨豁肌的消耗以及萎縮。呼吸肌是一種骨骼肌，而骨豁肌的消耗及萎縮會(huì)相應(yīng)的影響呼吸肌功能，造成呼吸肌出現(xiàn)疲勞，發(fā)生呼吸衰竭，疾病惡化，嚴(yán)重時(shí)患者可能會(huì)出現(xiàn)死亡。因此，為降低慢阻肺患者死亡率時(shí)，需要先改善患者的呼吸衰竭情況。有研究發(fā)現(xiàn)骨骼肌蛋白的降解與泛素-蛋白酶體途徑之間具有緊密的聯(lián)系[3]。無創(chuàng)正壓通氣(NPPV)具有不需插管治療，易被患者接受等優(yōu)勢(shì)，被廣泛應(yīng)用于呼吸衰竭疾病。有研究表明，與常規(guī)治療相比，NPPV治療呼吸衰竭的成功率高達(dá)80%-85%[4]。為此，本組研究即探討無創(chuàng)正壓通氣治療時(shí)機(jī)對(duì)慢阻肺合并呼吸衰竭者療效及骨骼肌泛素-蛋白酶體表達(dá)的影響，以期為臨床合理采用無創(chuàng)正壓通氣治療慢阻肺合并呼吸衰竭提供指導(dǎo)，現(xiàn)報(bào)道如下。

資料與方法

一、研究對(duì)象

選取2014年2月-2016年2月收入我院的156例慢阻肺合并呼吸衰竭患者為研究對(duì)象。納入標(biāo)準(zhǔn)如下：① 患者均符合中華醫(yī)學(xué)會(huì)呼吸病學(xué)分會(huì)慢阻肺學(xué)組制定的慢阻肺診治指南的相關(guān)診斷標(biāo)準(zhǔn)，且合并呼吸衰竭[5]；② 患者的神志清醒，可自主呼吸，能與呼吸機(jī)配合，具有排痰能力；③ 患者未出現(xiàn)通氣禁忌證；④ 本次研究均獲得患者及其家屬簽署知情同意書，經(jīng)醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)同意。排除標(biāo)準(zhǔn)如下：① 患者無法排痰；② 患者出現(xiàn)心、腎等重要臟器功能衰竭；③ 患者出現(xiàn)嚴(yán)重的心律失常、感染性休克。其中男90例，女66例，年齡分布為45-87歲，平均年齡為(59.2±5.08)歲，平均病程為(11.12±2.90)年。根據(jù)患者意愿分為早期治療的A組65例，延遲治療的B組52例，延遲治療的主要原因是在告知患者及家屬病情后，患者及家屬要求先觀察一段時(shí)間。另選擇同期常規(guī)對(duì)癥支持治療的39例患者設(shè)為對(duì)照組C組(患者及家屬拒絕NPPV治療)。對(duì)三組患者的年齡、性別、病程對(duì)比后，無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，具有可比性同，P>0.05。(見表1)。

二、方法

C組患者在入院后，采取低流量鼻導(dǎo)管吸氧、止咳、化痰、營(yíng)養(yǎng)支持和糾正水電解質(zhì)紊亂等基礎(chǔ)治療。A組患者在此基礎(chǔ)上采取NPPV治療，B組患者在觀察一段時(shí)間病情后采取NPPV治療，觀察病情期間采取基礎(chǔ)治療。NPPV治療方法如下：雙水平呼吸機(jī)的呼吸模式、吸氣壓先控制為8cmH2O，并考慮患者自身病情，逐步提高吸氣壓為12-22cmH2O。呼氣壓、氧濃度和呼吸頻率分布控制為4-8cmH2O、35%-80%和12-16次/min。每天對(duì)患者使用8-12h，控制氧飽和濃度達(dá)到90%以上。在治療的過程中，觀察患者的病情變化，調(diào)節(jié)呼吸機(jī)相應(yīng)的控制參數(shù)，直至患者結(jié)束治療。

表1 三組患者的一般資料對(duì)比分析

三、 觀察指標(biāo)

1. 對(duì)三組患者的療效、預(yù)后進(jìn)行觀察，分別記錄治療前、治療3d后的呼吸頻率、心率，并檢測(cè)動(dòng)脈血的pH、PaO2等指標(biāo)，對(duì)三組患者的住院時(shí)間、死亡率進(jìn)行記錄。

2. 炎性因子：對(duì)三組患者的痰液、血液中的IL-6、IL-8和TNF-α進(jìn)行檢測(cè)。按照ELISA試劑盒(北京達(dá)科為生物技術(shù)有限公司)步驟進(jìn)行檢測(cè)。

3. RT-PCR檢測(cè)骨骼肌內(nèi)基因表達(dá)：①提取肌組織的總DNA：將股外肌組織放置于美國(guó)Gibco公司生產(chǎn)的0.6mL Trizol溶液中，經(jīng)離心后將上層清液取出，并加入氯仿0.3mL，離心后再取上清液，加入0.3mL異丙醇后充分混勻，沉淀后，再次離心，并將上層清液丟棄后，加入300uL的75%乙醇溶液，離心后，再次丟棄上清液，重復(fù)上一步驟，RNA沉淀晾干后加入50uL的0.01%的焦碳酸二乙酷。取1uL的RNA溶液加入到焦碳酸二乙酷中，測(cè)定RNA的純度及含量。②逆轉(zhuǎn)錄合成cDNA：樣本均以1ug的RNA加入，根據(jù)RT-PCR試劑盒的步驟進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄，每個(gè)樣本轉(zhuǎn)錄體系為10uL體系。③PCR反應(yīng)：PCR反應(yīng)體系為50uL，上游和下游引物均為0.5uL、逆轉(zhuǎn)錄產(chǎn)物cDNA10uL、5×PCR緩沖液10uL、5U/uL、滅菌去離子水為28.75uL和Taq酶0.25uL。④PCR產(chǎn)物電泳：灌制1.5%的瓊脂糖凝膠，其方法與RNA鑒定方法相同。電泳約40分鐘，然后取出凝膠，并觀察。

四、統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

結(jié) 果

一、三組患者的療效及預(yù)后

與治療前相比，A組、B組和C組患者的pH、PaO2明顯升高，呼吸和HR明顯降低，對(duì)比分析后，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，但與C組患者相比，治療后A組、B組患者的pH、PaO2明顯更高，呼吸和HR明顯更低，對(duì)比分析后，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。與B組患者相比，治療后A組患者的pH、PaO2明顯更高，呼吸和HR明顯更低，對(duì)比分析后，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=2.890、2.052、5.708、2.638，P<0.05)，(見表2)。

表2 三組患者的療效對(duì)比

與C組相比，△P<0.05，與B組相比，*P<0.05

與C組患者相比，A組患者的住院時(shí)間更短，為(12.87±5.12)d，死亡率更低，為1.54%，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=5.131，χ2=8.062，P<0.05)，B組患者的逐漸時(shí)間更短，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=2.569，P<0.05)，而在死亡率上差異不明顯(χ2=1.903，P>0.05)。與B組相比，A組患者的住院時(shí)間更短，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=4.293，P<0.05)，(見表3)。

二、三組患者的炎癥指標(biāo)比較

與治療前相比，A組、B組和C組患者痰液中的IL-6、IL-8和TNF-α指標(biāo)明顯改善，對(duì)比分析后，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=25.922、21.913、23.977，17.448、16.105、19.220，P<0.05)，但與C組患者相比，治療后A組、B組患者痰液中的IL-6、IL-8和TNF-α明顯更低，對(duì)比分析后，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=6.006、2.178，4.309、7.176，7.255、11.497，P<0.05)。與B組患者相比，治療后A組患者痰液中的IL-6、IL-8和TNF-α明顯更低，對(duì)比分析后，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=5.138、4.319、6.010，P<0.05)，(見表4)。

表3 三組患者的住院天數(shù)與死亡人數(shù)對(duì)比

表示與C組相比，△P<0.05，表示與B組相比，*P<0.05

表4 三組患者痰液中的炎癥指標(biāo)對(duì)比

與治療前相比，▲P<0.05，表示與C組相比：△P<0.05，與B組相比，*P<0.05

與治療前相比，A組、B組和C組患者痰液血液IL-6、IL-8和TNF-α指標(biāo)明顯改善，對(duì)比分析后，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=15.845、16.625、9.388，14.189、17.033、6.484，9.770、12.420、4.799，P<0.05)，但與C組患者相比，治療后A組、B組患者血液中的IL-6、IL-8和TNF-α明顯更低，對(duì)比分析后，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=2.620、13.061，3.930、15.839，7.767、3.058，P<0.05)。與B組患者相比，治療后A組患者血液中的IL-6、IL-8和TNF-α明顯更低，對(duì)比分析后，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=5.231、4.707、3.706，P<0.05)，(見表5)。

表5 三組患者血液中的炎癥指標(biāo)對(duì)比

與治療前相比：▲P<0.05，與C組相比：△P<0.05，與B組相比：*P<0.05

三、三組患者的骨豁肌內(nèi)基因表達(dá)水平對(duì)比

A組骨骼肌內(nèi)核糖體蛋白S21、泛素、E2及E3的mRNA表達(dá)最低，其次為B組，C組患者的RPS21、泛素、E2及E3表達(dá)最高，對(duì)比分析后，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(F=8.302、5.346、5.093、4.783，P<0.05)，對(duì)比分析后(見表6)。

表6 三組患者的骨豁肌內(nèi)基因表達(dá)水平對(duì)比

討 論

近幾年，慢阻肺的發(fā)生率逐年增加，其中氣流受限為主要臨床特征，患者多因呼吸衰竭而死亡[6]。目前，慢阻肺的病因尚不清晰。慢阻肺合并呼吸衰竭將會(huì)導(dǎo)致患者出現(xiàn)缺氧、二氧化碳潴留[7-8]，患者容易出現(xiàn)呼吸肌疲勞，此時(shí)需要采取相應(yīng)的機(jī)械通氣治療措施，可以有效緩解患者的臨床癥狀，為采取其他對(duì)癥治療提供時(shí)間，但機(jī)械通氣多造成患者的并發(fā)癥發(fā)生率增加，痛苦增加等問題。NPPV是通過鼻(面)罩等方法連接患者和呼吸機(jī)的輔助通氣方式，不需插管或氣管切開，可防止患者出現(xiàn)并發(fā)癥，利于臨床應(yīng)用[4]。NPPV的治療慢阻肺合并呼吸緩解患者死，可以通過呼吸機(jī)輸送吸氣正壓，緩解患者的呼吸阻力，改善肺部的氣體不均勻情況，同時(shí)NPPV還可防止上氣道軟組織塌陷，提高動(dòng)脈血氧分壓等功能[9]。本次研究中，A組、B組患者的pH、PaO2明顯更高，呼吸頻率、心率明顯降低，住院時(shí)間更短，表明經(jīng)NPPV治療后，不管早期或者延遲接受治療，患者均能獲得改善。與延遲治療組相比，早期接受治療組患者的療效及預(yù)后更優(yōu)，表明慢阻肺合并呼吸衰竭患者應(yīng)該盡早接受NPPV治療。

慢阻肺疾病發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，但有研究認(rèn)為，慢阻肺與多種細(xì)胞因子、炎癥介質(zhì)的相互作用相關(guān)[10]。IL-6、IL-8被認(rèn)為是參與慢阻肺氣道炎癥的重要細(xì)胞因子，在慢阻肺患者誘導(dǎo)痰中濃度顯著增加，且其水平與患者氣流阻塞程度呈正比，可反映氣道炎癥的嚴(yán)重程度。TNF-α是強(qiáng)效的炎癥介質(zhì)，通過直接和間接機(jī)制發(fā)揮促炎作用，損傷氣道。在本次研究中，三組患者的炎癥指標(biāo)在治療后均出現(xiàn)了降低，而A組更為明顯，表明下調(diào)氣道及全身炎癥因子水平可能為NPPV改善慢阻肺合并呼吸衰竭患者的機(jī)制之一。

臨床研究表明，骨骼肌功能障礙是慢阻肺的重要并發(fā)癥，嚴(yán)重影響患者的預(yù)后，而在人體中，骨骼肌細(xì)胞占機(jī)體細(xì)胞干重的50%左右[11]。骨骼肌損失主要在腿部、手臂部位。由于骨骼肌功能障礙，慢阻肺患者容易出現(xiàn)疲勞、呼吸困難等癥狀。若骨骼肌細(xì)胞未及時(shí)保持正常水平，將會(huì)造成骨骼肌出現(xiàn)萎縮、功能性障礙，影響著患者的預(yù)后及康復(fù)。因此，抑制蛋白質(zhì)的高分解代謝，對(duì)于慢阻肺患者的治療及預(yù)后具有重要的意義。蛋白質(zhì)底物降解時(shí)，首先泛素激活酶E1激活泛素，與泛素結(jié)合酶E2會(huì)互相結(jié)合，其次泛素連接酶E3會(huì)完成蛋白泛素化過程，在蛋白酶體催化下進(jìn)而降解蛋白質(zhì)。慢阻肺患者的出現(xiàn)骨骼肌功能障礙的重要原因?yàn)榉核?蛋白酶途徑被激活，流經(jīng)UPP的骨骼肌蛋白底物明顯增高，增肌蛋白的降解，造成骨骼肌出現(xiàn)消耗和萎縮[12]。RPS21與蛋白質(zhì)的合成以及細(xì)胞生長(zhǎng)的調(diào)節(jié)有關(guān)。有氧運(yùn)動(dòng)會(huì)降低RPS21的表達(dá)水平，從而會(huì)有效抑制慢阻肺患者的炎癥細(xì)胞生長(zhǎng)，并降低編程性細(xì)胞死亡基因表達(dá)水平，促進(jìn)正常細(xì)胞的活性以及壽命。在本次研究中，A組慢阻肺患者泛素、E2及E3的mRNA表達(dá)明顯降低，表明NPPV可緩解骨骼肌蛋白降解，提高正常細(xì)胞的活性以及生命周期。而RPS21表達(dá)的降低，表明抑制了患者的炎癥細(xì)胞生長(zhǎng)，提高了骨骼肌細(xì)胞的生命活性。

綜上所述，NPPV對(duì)于慢阻肺合并呼吸衰竭患者可有效糾正缺氧，減少住院時(shí)間，降低死亡率，并且早期接受治療，患者的療效更好，可有效降低患者的呼吸肌肉負(fù)荷，完善骨骼肌蛋白酶體途徑，減少骨骼肌蛋白質(zhì)丟失，進(jìn)而提高慢阻肺合并呼吸衰竭患者的通氣、氧合狀態(tài)。

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Effect of non-invasive positive pressure ventilation on skeletal ubiquitin-proteasome expression of patients with COPD and respiratory failure

ZHANG Jing-hao, WU Yan-min.

the Central Hospital of Xuzhou, Xuzhou, Jiangsu 221009, China

Objective To analyze the effect of non-invasive positive pressure ventilation on skeletal ubiquitin-proteasome expression of patients with COPD and respiratory failure. Methods 156 cases of patients with COPD and respiratory failure were selected in our hospital from February 2014 to February 2016. According to the patient's wishes, 65 cases were divided into the group A (n=52) and the group B (n=52). The other 39 cases who were treated by conventional symptomatic support were selected as the control group. The group C was given basic treatment after admission, and the group A and the group B were treated with NPPV. The curative effect, prognosis, inflammation index and gene expression level were observed in the three groups. Results The value of pH and PaO2was significantly higher, and respiration and HR were lower after treatment in the three groups (P<0.05). The value of pH and PaO2was significantly higher, and respiration and HR were significantly lower in the group A than in the group B (t=2.890, 2.052, 5.708, 2.638,P<0.05). The levels of IL-6, IL-8 and TNF-α in sputum and blood improved significantly after treatment, and they were significantly lower in the group A than in the group B (P<0.05). The mRNA expression of S22, ubiquitin, E2 and E3 in skeletal muscle of the group A was the lowest, followed by the group B and the group C (F=8.302, 5.346, 5.093, 4.783,P<0.05). Conclusion NPPV can effectively reduce hypoxia, hospitalization time and mortality in patients with COPD complicated with respiratory failure. The early treatment can get better efficacy, effectively reduce the patient's respiratory muscle load, improve the skeletal muscle proteasome pathway, reduce bone Muscle protein loss and improve COPD patients and respiratory failure in the ventilation, oxygenation status.

non-invasive positive pressure ventilation; treatment time; COPD with respiratory failure; skeletal ubiquitin-proteasome expression

10.3969/j.issn.1009-6663.2017.08.031

221009 江蘇 徐州，徐州市中心醫(yī)院

武焱旻，E-mail：merer2140@163.com

2016-11-28]