ARDS患者EBC和血清中ICAM-1水平及其臨床意義

周亞清， 濮尊國， 劉愛明， 丁宏勝

(南通大學(xué)附屬海安醫(yī)院重癥醫(yī)學(xué)科，江蘇省海安市226600)

急性呼吸窘迫綜合征(acute respiratory distress syndrome，ARDS)是由各種原因?qū)е碌囊院粑狡群偷脱跹Y為主要表現(xiàn)的肺泡、毛細血管膜損傷的急性呼吸衰竭，其發(fā)病急，進展快，具有較高的發(fā)病率和病死率[1]。目前可以從病理生理的角度去詮釋ARDS發(fā)生的生物學(xué)機制，其中包括內(nèi)皮損傷、促炎損傷、凝血、纖維化、上皮損傷及細胞凋亡等細胞損傷途徑[2-3]。細胞間黏附分子1(intercellular adhesion molecule-1，ICAM-1)是免疫球蛋白超家族的成員，已有研究建立了ARDS小鼠異種移植模型，檢測ICAM-1水平，發(fā)現(xiàn)其表達上調(diào)[4]。另有研究發(fā)現(xiàn)，ICAM-1表達降低有助于改善ARDS小鼠模型中的肺部炎癥[5]。呼出氣冷凝液(exhaled breath condensate，EBC)是評價氣道炎癥和氧化應(yīng)激程度的一種無創(chuàng)手段，可動態(tài)監(jiān)測呼吸道炎性反應(yīng)、氧化應(yīng)激，用于疾病的診斷和病情評估。本文檢測ARDS患者血清及EBC中ICAM-1的含量及其臨床意義。

1 資料和方法

1.1 一般資料

選取2018年7月—2020年7月本院重癥醫(yī)學(xué)科行機械通氣的ARDS患者51例為ARDS組，其中男29例，女22例，平均年齡(58.3±10.5)歲。ARDS組患者根據(jù)柏林診斷標準[6]按嚴重程度分為輕度組22例、中度組17例，重度組12例。另選取同期51例健康的體檢人員為健康對照組，其中男27例，女24例，平均年齡(60.8±9.3)歲。ARDS組和健康對照組性別、年齡比較，差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)。本研究經(jīng)本院倫理委員會批準(批準號：HKL201737)，患者均簽署知情同意書。

1.2 納入與排除標準

納入標準：符合2012年柏林標準[6]的ARDS機械通氣患者，簽署知情同意書。排除標準：①影響肺臟的嚴重慢性相關(guān)疾病如支氣管哮喘、支氣管擴張、間質(zhì)性肺病、慢性阻塞性肺疾病、肺心病等；②慢性腎功能不全；③急性心肌缺血或嚴重心律失常；④肺動脈栓塞；⑤妊娠；⑥風濕病及長期使用糖皮質(zhì)激素的患者。

1.3 ARDS診治方法

根據(jù)中華醫(yī)學(xué)會重癥分會的急性肺損傷/急性呼吸窘迫綜合征診斷和治療指南(2006)對ARDS患者進行原發(fā)疾病處理、液體管理等治療。均使用基礎(chǔ)重癥護理，采用保護性機械通氣策略、廣譜抗生素及綜合對癥支持。

1.4 ELISA法檢測ICAM-1含量

在患者診斷為ARDS的第1天和第5天，生命體征相對平穩(wěn)時采集EBC和血清標本，采用酶聯(lián)免疫吸附實驗(enzyme linked immunosorbent assay，ELISA，購于美國R&D公司)定量檢測。EBC采集：改裝EcoScreen冷凝器接入呼吸機螺紋管呼氣端，設(shè)置冷凝溫度-20 ℃，不接入加溫的濕化器，更換干燥Y型螺紋管直接連接呼吸機，觀察患者呼吸平穩(wěn)5 min后開始收集，持續(xù)40 min，收集6 mL冷凝液，分3管封裝，-70 ℃冰箱保存?zhèn)錂z。健康對照組體檢者先行口腔清潔，戴鼻夾后，由口部咬口器連接改裝EcoScreen冷凝器，平靜呼吸40 min后，可收集6 mL的EBC。血清采集：EBC收集的同時采血5 mL，在室溫環(huán)境下，采用離心方式分離出血清。比較不同分組標準ARDS患者第1天和第5天的血清和EBC中ICAM-1含量。根據(jù)ARDS患者入院28天時的生存情況，比較ARDS存活者與死亡者的血清和EBC中ICAM-1含量。

1.5 統(tǒng)計學(xué)分析

2 結(jié) 果

2.1 ARDS組與健康對照組血清和EBC中ICAM-1含量的比較

ARDS組血清和EBC中ICAM-1含量均顯著高于健康對照組(P<0.01；表1)。

表1 ARDS組與健康對照組血清和EBC中ICAM-1含量的比較(n=51) 單位：μg/L

2.2 不同嚴重程度ARDS患者的血清和EBC中ICAM-1含量的比較

入院第1天和第5天，不同嚴重程度ARDS患者血清及EBC中ICAM-1含量隨著ARDS嚴重程度的加重而上升(P<0.05)；中、重度組患者入院第1天血清中ICAM-1含量高于同組第5天(P<0.05)；輕、中、重度組患者入院第1天EBC中ICAM-1含量均高于同組第5天(P<0.05；表2)。

表2 不同嚴重程度ARDS患者在不同時間血清和EBC中ICAM-1水平的比較 單位：μg/L

2.3 ARDS存活組與死亡組的血清和EBC中ICAM-1含量的比較

兩組在入院第1天時血清中ICAM-1含量比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義(P>0.05)，而死亡組EBC中ICAM-1含量高于存活組(P<0.05)，在入院第5天時，ARDS死亡組血清和EBC中ICAM-1含量均顯著高于存活組(P<0.05；表3)。

表3 ARDS存活組與死亡組血清和EBC中ICAM-1含量的比較 單位：μg/L

3 討 論

ARDS是炎癥細胞以及釋放的炎癥介質(zhì)介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致肺微血管內(nèi)皮細胞和上皮細胞的功能、形態(tài)改變，肺微血管通透性增加，血管內(nèi)白蛋白滲入間質(zhì)，導(dǎo)致低氧血癥。因此，反映肺泡上皮、肺泡壁通透性、細胞損傷的生物標志物可以有效評估ARDS病情嚴重程度和預(yù)后。研究表明，ARDS患者的ICAM-1在肺水腫液及血漿中均升高(P<0.05)[7]。

ICAM-1作為一種生物傳感器，通過其細胞質(zhì)結(jié)構(gòu)域與肌動蛋白細胞骨架的結(jié)合，轉(zhuǎn)導(dǎo)細胞內(nèi)外信號，發(fā)揮其作為許多基本細胞功能的主要調(diào)節(jié)劑的作用。ICAM-1的作用是調(diào)節(jié)白細胞從循環(huán)到炎癥部位的募集[8]。研究表明，ICAM-1的循環(huán)水平增加，表明內(nèi)皮具有高度炎癥性[9]。ICAM-1可被當做STAT3依賴性的轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子，調(diào)控血管內(nèi)皮生長因子，從而調(diào)節(jié)血管屏障完整性，在炎癥或缺血引發(fā)的嚴重肺部疾病中發(fā)揮重要作用[10]。

EBC的檢測方法具有簡單、可重復(fù)、無創(chuàng)、易操作等優(yōu)點，適用范圍廣[11]。本文主要以無創(chuàng)的方式檢測ARDS患者相關(guān)特異性指標。結(jié)果顯示，ARDS組血清和EBC中ICAM-1均明顯高于健康對照組，各組ICAM-1(輕度組ARDS患者血清除外)，入院第1天和第5天的血清和EBC中ICAM-1水平均有統(tǒng)計學(xué)意義。在不同嚴重程度的組間對比表明，ICAM-1能夠反映肺損傷程度，能夠為ARDS的分型提供強有力的依據(jù)；而相較于血清學(xué)內(nèi)的表達水平，EBC更能反映ARDS的嚴重程度。在入院第1天到第5天，對第28天存活和死亡病人進行比較，死亡組中在EBC中檢測ICAM-1的含量明顯上升。同時，在第1天和第5天時EBC中ICAM-1水平的差異，或許預(yù)示著EBC比血清能更早地反映肺損傷與患者28天存活率之間的潛在關(guān)系，而ICAM-1的變化趨勢亦能反映患者的結(jié)局。因此，基于EBC檢出ICAM-1的技術(shù)在早期診斷ARDS具有重要意義。

同時，相較于血清監(jiān)測技術(shù)而言，呼出氣冷凝液檢測技術(shù)直接分析呼吸道冷凝液，且該技術(shù)不涉及操作風險、患者無任何不適感[12]。因此，本研究中使用的EBC檢測技術(shù)可隨時重復(fù)檢測，適用于機械通氣患者，為進一步研究危重病患者肺損傷提供了新的途徑，但需大樣本量論證。ICAM-1的變化趨勢和ARDS患者病情、預(yù)后是否相互作用，共同影響病情進展尚未明確；本研究觀察時間尚且較短，也可導(dǎo)致結(jié)局的偏倚，還應(yīng)進一步加強觀察和研究，延長觀察時間，以充分闡明ICAM-1在ARDS患者的EBC及血清中發(fā)揮的生物學(xué)作用。

綜上所述，隨著ARDS患者的嚴重程度加重，EBC和血清中ICAM-1水平不斷升高，為疾病的早期診斷、評估肺損傷嚴重程度提供客觀、量化的依據(jù)。