慢性阻塞性肺疾病急性加重合并急性心力衰竭患者腸黏膜屏障功能變化的臨床研究

宋曉潔 王厚清 許 鐵

慢性阻塞性肺病(chronic obstructive pulmonary disease, COPD)是一種常見的可以預(yù)防和治療的疾病，是以持續(xù)的氣流受限為特征，伴有呼吸道癥狀，以氣道、肺實(shí)質(zhì)和肺血管的慢性炎癥為特征[1]。據(jù)世界衛(wèi)生組織估計(jì)，目前現(xiàn)有6500萬人患有中度至重度的COPD，每年有超過300萬人死于COPD，相當(dāng)于全球死亡人數(shù)的5%，是目前全球第4大死亡原因，到2020年COPD將成為第3大死因，且具有高疾病負(fù)擔(dān)和高社會(huì)成本特點(diǎn)[2]。AECOPD是發(fā)達(dá)國家門急診就診及住院治療的主要原因之一，容易并發(fā)其他系統(tǒng)的疾病，使住院時(shí)間延長、病情加重、病死率增加。COPD 是一種全身性疾病，以缺氧和慢性炎癥為特點(diǎn)，這些會(huì)繼發(fā)性引起一系列肺外并發(fā)癥，如呼吸衰竭、肺源性心臟病、胃潰瘍、睡眠呼吸障礙等，其中，急性心力衰竭和腸黏膜屏障損害也是其并發(fā)癥之一。研究顯示，約 30%穩(wěn)定期 COPD 患者有不同程度的心力衰竭，30%急性心力衰竭患者合并COPD[3，4]。70%的COPD患者存在系統(tǒng)炎癥，其中16%的患者存在持續(xù)炎癥，而持續(xù)性炎癥使COPD患者病情出現(xiàn)惡化，從而增加并發(fā)癥發(fā)生率及病死率[5]。相關(guān)研究表明，COPD的大鼠腸組織存在顯著炎癥，說明COPD大鼠可能存在腸黏膜屏障損傷[6]。COPD患者在休息時(shí)腸道通透性會(huì)發(fā)生改變，對(duì)于AECOPD患者，除了腸道通透性增加外，還會(huì)導(dǎo)致腸上皮細(xì)胞損傷，因此，腸黏膜屏障損傷被視為AECOPD肺外系統(tǒng)的新的組成部分[6,7]。

近年來，腸道在心力衰竭(heart failure, HF)病理生理學(xué)中的作用開始引起人們?cè)絹碓蕉嗟年P(guān)注。一方面，HF患者急性失代償期間血漿內(nèi)毒素水平升高，但HF治療后血漿內(nèi)毒素水平正?；痆8,9]。另一方面，在急性失代償期間，肝靜脈血中的內(nèi)毒素水平也顯著高于左心室，這表明內(nèi)毒素確實(shí)可以從腸道進(jìn)入體循環(huán)。心力衰竭患者可能存在腸黏膜屏障損害。但目前關(guān)于AECOPD合并急性心力衰竭患者腸黏膜屏障功能變化的相關(guān)研究尚少。

對(duì)象與方法

1.研究對(duì)象:本研究經(jīng)徐州醫(yī)科大學(xué)附屬醫(yī)院倫理學(xué)委員會(huì)通過(倫理學(xué)號(hào)：XYFY2018-KL071-01)，按AECOPD診斷標(biāo)準(zhǔn)，選擇2018年2～12月在筆者醫(yī)院呼吸科住院的AECOPD患者105例，根據(jù)是否存在急性心力衰竭，分為心力衰竭組(52例)和對(duì)照組(非心力衰竭組，53例)。納入標(biāo)準(zhǔn)：年齡>40歲；符合GOLD 2017年AECOPD診治指南中的診斷標(biāo)準(zhǔn)及中國急性心力衰竭診治指南[2，10]。排除標(biāo)準(zhǔn)：①同時(shí)患有其他器官感染、嚴(yán)重腦血管疾病、腎臟疾病、腸道疾病、血液系統(tǒng)疾病、自身免疫性疾病、惡性腫瘤、精神障礙患者；②肺栓塞、氣胸、胸膜炎或主要潛在的呼吸道疾??；③有潛在的其他需治療呼吸系統(tǒng)疾病如哮喘、硅沉著病、肺癌、肺結(jié)核等；④住院時(shí)間不足3天；⑤妊娠或哺乳期女性。

2.方法：對(duì)照組所有的患者均予以氧療、抗感染、解痙平喘、補(bǔ)液等對(duì)癥治療，心力衰竭組予以上述治療外，加用強(qiáng)心利尿等治療。兩組患者入院后第1天和第4天分別抽取空腹血，檢測血清D-乳酸、二胺氧化酶(DAO)、中性粒細(xì)胞/淋巴細(xì)胞(NLR)、高敏 C 反應(yīng)蛋白(hs-CRP)、降鈣素原(PCT)、氨基末端腦鈉肽前體(NT-proBNP)變化，評(píng)價(jià)腸黏膜屏障功能與患者感染程度關(guān)系，對(duì)病情嚴(yán)重程度進(jìn)行評(píng)估。

3.血樣收集及標(biāo)本檢測：受試者均在入組后24h內(nèi)空腹采靜脈血5ml，抗凝，室溫下靜置30min，4000r/min離心5min，取上層血清-80℃冰箱保存，采用分光光度法(美國羅氏全自動(dòng)生化分析儀，Cobas-c-701)檢測血清DAO含量，采用分光光度法(深圳雷杜酶標(biāo)分析儀：RaytoRT-6100)檢測血清D-乳酸含量；試劑盒分別由南京建成生物公司和江萊生物公司提供；檢測嚴(yán)格由專人操作并指控，標(biāo)本處理、測定及含量計(jì)算均嚴(yán)格按照試劑盒說明書進(jìn)行。血常規(guī)、hs-CRP、PCT、NT-proBNP送至筆者醫(yī)院檢驗(yàn)科檢測。

結(jié) 果

1.兩組患者基線資料比較:兩組患者性別、年齡、病程、肺活量(forced vital capacity，F(xiàn)VC)實(shí)測值/預(yù)計(jì)值、第1秒用力呼氣量(forced expiratory volume 1 second，F(xiàn)EV1)/肺活量、第1秒用力呼氣量實(shí)測值/預(yù)計(jì)值(FEV1實(shí)/預(yù))、殘氣量(residual volume，RV)/肺總量(total lung capacity，TLC)、一口氣呼吸法測量肺一氧化碳彌散量(carbon monoxide diffusion capacity，DLCOSB)實(shí)/預(yù)比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，兩組患者基線資料具有可比性。對(duì)照組左心室射血分?jǐn)?shù)(left ventricular ejection fractions，LVEF)明顯高于心力衰竭組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，詳見表1。

表1 兩組患者基線資料比較

2.兩組患者治療前后臨床指標(biāo)比較：心力衰竭組治療前NLR、DAO、D-乳酸、hs-CRP、PCT、NT-proBNP均高于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。心力衰竭組治療后NLR、DAO、D-乳酸、hs-CRP、PCT、NT-proBNP較治療前顯著下降，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。對(duì)照組治療后NLR、DAO、D-乳酸、hs-CRP、PCT、NT-proBNP較治療前明顯下降，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。心力衰竭組ΔNLR、ΔDAO、ΔD-乳酸、Δhs-CRP、ΔPCT、ΔNT-proBNP均高于對(duì)照組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，詳見表2。

表2 兩組患者治療前后臨床指標(biāo)比較

3.相關(guān)分析:DAO與hs-CRP、NLR之間均存在顯著正相關(guān)(rs>0,P<0.05)，D-乳酸與hs-CRP、NLR之間均呈顯著正相關(guān)(rs>0,P<0.05)。BNP與PCT、NLR之間呈顯著正相關(guān)。相關(guān)分析結(jié)果詳見表3、表4。

表3 DAO、D-乳酸與hs-CRP、NLR的相關(guān)性分析

表4 NT-proBNP與PCT、NLR的相關(guān)性分析

討 論

在AECOPD的患者中，經(jīng)常合并其他疾病，心力衰竭和呼吸衰竭最為常見，嚴(yán)重時(shí)危及生命，影響患者預(yù)后。因此，及時(shí)辨別患者病情嚴(yán)重程度極其重要。

降鈣素原(procalcitonin，PCT)和高敏C反應(yīng)蛋白 (high-sensitivity c-reactive protein，hs-CRP)作為炎性反應(yīng)因子,在 AECOPD和急性心力衰竭的患者血清中也有明顯升高[11～13]。本研究結(jié)果顯示，與單純AECOPD患者比較，AECOPD合并急性心力衰竭組的PCT與hs-CRP升高更為明顯，考慮AECOPD合并急性心力衰竭組感染可能更加嚴(yán)重，反映病情更重。近年來，相關(guān)研究表明炎性機(jī)制可能在慢性HF的發(fā)展和進(jìn)展中起重要作用。白細(xì)胞計(jì)數(shù)及其分類是心血管疾病的傳統(tǒng)炎性標(biāo)志物，1983年Bass等[14]首次提出中性粒細(xì)胞/淋巴細(xì)胞(neutrophil lymphocyte ratio，NLR)可以作為炎性標(biāo)志物，Horne等[15]提出，與單獨(dú)的白細(xì)胞、中性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)、淋巴細(xì)胞計(jì)數(shù)比較，NLR對(duì)心血管疾病有更高的預(yù)測價(jià)值。NLR 綜合了中性粒細(xì)胞及淋巴細(xì)胞兩種不同的免疫途徑，是更強(qiáng)有力的復(fù)合型炎性標(biāo)志物。本研究發(fā)現(xiàn)，與單純AECOPD組比較，AECOPD合并急性心力衰竭組在白細(xì)胞、中性粒細(xì)胞方面，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但兩組NLR比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，心力衰竭組NLR明顯高于對(duì)照組，考慮心力衰竭組炎癥更重，病情更重。綜上表明，炎性因子參與AECOPD和急性心力衰竭疾病發(fā)展，并且起到重要作用。

NT-proBNP是急性心力衰竭的生物學(xué)標(biāo)志物，對(duì)急性心力衰竭的診斷有較高的敏感度和特異性，但其與炎癥相關(guān)性研究甚少。本研究發(fā)現(xiàn)，AECOPD合并急性心力衰竭組BNP明顯高于對(duì)照組，說明NT-proBNP是急性心力衰竭強(qiáng)有力的標(biāo)志物，且和PCT、NLR呈正相關(guān)，表明NT-proBNP可能與炎癥相關(guān)，但需要進(jìn)一步研究證實(shí)。

近年來，腸黏膜屏障功能已成為判斷危重患者預(yù)后的一個(gè)重要標(biāo)志。腸黏膜屏障主要由上皮細(xì)胞和細(xì)胞內(nèi)連接組成，其中緊密連接起著最重要的作用。緊密連接由緊密連接蛋白組成，包括跨膜蛋白和細(xì)胞內(nèi)支架蛋白[16]。相關(guān)研究表明，促炎細(xì)胞因子(NLR)可以降低緊密連接蛋白的表達(dá)，誘導(dǎo)上皮細(xì)胞的凋亡，并因此導(dǎo)致腸黏膜屏障的通透性增加[17]。已有相關(guān)實(shí)驗(yàn)證實(shí)血清D-乳酸和DAO可作為急性腸黏膜損害診斷的標(biāo)志物，兩者增高提示存在腸黏膜屏障的破壞[18]。臨床研究證實(shí)，老年重癥COPD患者存在嚴(yán)重腸黏膜屏障功能損傷，且腸黏膜屏障功能損害程度與患者的病情嚴(yán)重性及預(yù)后密切相關(guān)[19]。Kamo等[20]通過16S核糖體RNA基因測序?qū)碜訦F患者的糞便樣品進(jìn)行檢測，發(fā)現(xiàn)心力衰竭患者糞便中存在較大量的致病菌，包括沙門菌、彎曲桿菌、志賀菌等。考慮心力衰竭與腸道微生物菌群失調(diào)有關(guān)，腸道菌群失調(diào)引起腸黏膜屏障功能損傷。腸道微生物衍生代謝物的這種不平衡以及腸道上皮功能障礙可能導(dǎo)致心力衰竭患者的心臟功能障礙、炎癥、營養(yǎng)不良和其他疾病[21]。本研究發(fā)現(xiàn)，與單純AECOPD組比較，AECOPD合并急性心力衰竭組D-乳酸和DAO明顯升高，表明腸黏膜屏障損害更重，并且心力衰竭組感染指標(biāo)更高，NLR與D-乳酸和DAO呈顯著正相關(guān)，hs-CRP與D-乳酸和DAO呈顯著正相關(guān)，證實(shí)了炎癥是在腸黏膜損害的重要機(jī)制之一,并且腸黏膜屏障和病情嚴(yán)重程度密切相關(guān)。

究其原因，AECOPD患者可出現(xiàn)嚴(yán)重的缺氧、呼吸性酸中毒，導(dǎo)致胃腸道淤血水腫，使腸黏膜通透性增加，容易發(fā)生細(xì)菌及內(nèi)毒素移位，造成體內(nèi)持續(xù)的異常炎性反應(yīng)，加重腸黏膜屏障功能損害。急性心力衰竭患者心臟收縮力減弱，心排出量減少，組織缺氧，胃腸黏膜充血水腫，腸黏膜通透性增加，導(dǎo)致細(xì)菌來源的內(nèi)毒素跨腸道上皮屏障轉(zhuǎn)運(yùn)，從而導(dǎo)致腸黏膜屏障損害[22]。綜上所述，與單純AECOPD患者比較，AECOPD合并急性心力衰竭患者，腸黏膜屏障存在嚴(yán)重?fù)p害，且和感染密切相關(guān)，經(jīng)過積極抗感染治療后，感染指標(biāo)較前明顯下降，腸黏膜屏障得到相應(yīng)的恢復(fù)，提示腸黏膜屏障損害程度和感染密切相關(guān)。因此，積極控制炎性反應(yīng)，可能會(huì)減輕腸黏膜屏障損傷程度，從而減少全身炎性反應(yīng)綜合征(systemic inflammatory response syndrome，SIRS)、多器官功能障礙綜合征(multiple organ dysfunction syndrome，MODS)的發(fā)生。當(dāng)患者病情嚴(yán)重時(shí)，特別是感染嚴(yán)重時(shí)，腸黏膜屏障常存在一定損害，腸黏膜屏障是反映患者疾病嚴(yán)重程度的指標(biāo)之一。因此，積極抗感染治療不僅控制了患者炎性反應(yīng)，還能改善患者的腸黏膜屏障功能，改善患者的全身狀況，對(duì)疾病的轉(zhuǎn)歸有重大意義。觀察腸黏膜功能可以觀察患者對(duì)治療的反應(yīng)，從而評(píng)估療效，對(duì)臨床治療方案制定和調(diào)整有很大的指導(dǎo)意義。