血漿microRNA-206聯(lián)合床旁超聲膈肌功能預(yù)測(cè)老年機(jī)械通氣患者撤機(jī)結(jié)果的價(jià)值*

吳魏芹，韓香，高利利，趙紅梅，孫虹，孫青松

（南京醫(yī)科大學(xué)附屬淮安第一醫(yī)院 急診醫(yī)學(xué)科，江蘇 淮安 223300）

機(jī)械通氣是重癥醫(yī)學(xué)科常用的生命支持手段，具有改善氧合、降低呼吸肌耗氧、緩解呼吸肌疲勞及減輕呼吸窘迫等作用，是治療呼吸衰竭的必要治療方式之一[1]。然而機(jī)械通氣可能引起呼吸機(jī)相關(guān)性肺炎、肺不張、氣道損傷及膈肌功能障礙等并發(fā)癥，從而導(dǎo)致撤機(jī)失敗。有研究表明，＞20%患者存在撤機(jī)困難，老年患者撤機(jī)成功率低至50%，撤機(jī)失敗會(huì)增加患者死亡風(fēng)險(xiǎn)、延長(zhǎng)ICU 住院時(shí)間并增加醫(yī)療費(fèi)用[2-3]。因此，準(zhǔn)確評(píng)估和預(yù)測(cè)老年患者的撤機(jī)結(jié)果是臨床亟待解決的問題。

隨著分子生物學(xué)和超聲技術(shù)的發(fā)展，一些新的撤機(jī)評(píng)估指標(biāo)引起研究人員的關(guān)注[4-6]。microRNA-206（miRNA-206）是一種參與骨骼肌發(fā)育、再生和損傷修復(fù)的microRNA（miRNA）。有研究發(fā)現(xiàn)，Mdx 小鼠及杜興型肌營養(yǎng)不良患者miRNA-206 表達(dá)改變，其上調(diào)與肌纖維修復(fù)和再生密切相關(guān)，表明miRNA-206 是肌損傷和修復(fù)的重要靶點(diǎn)之一，可能成為膈肌功能障礙的生物標(biāo)志物[7]。床旁超聲是臨床廣泛應(yīng)用的一種影像學(xué)檢查方法，可直接觀察和測(cè)量膈肌厚度、運(yùn)動(dòng)幅度和增厚分?jǐn)?shù)等參數(shù)，反映膈肌結(jié)構(gòu)和功能狀態(tài)，同時(shí)反映肺順應(yīng)性和氣體交換能力，從而綜合評(píng)估呼吸系統(tǒng)的負(fù)荷和功能。有學(xué)者認(rèn)為，床旁超聲膈肌功能參數(shù)與撤機(jī)結(jié)果密切相關(guān)，可作為撤機(jī)評(píng)估指標(biāo)[8]。但目前尚無血漿miRNA-206 聯(lián)合床旁超聲膈肌功能對(duì)老年機(jī)械通氣患者撤機(jī)結(jié)果預(yù)測(cè)價(jià)值的報(bào)道。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象

前瞻性選取2020年6月—2023年6月在南京醫(yī)科大學(xué)附屬淮安第一醫(yī)院急診重癥監(jiān)護(hù)室住院的老年機(jī)械通氣患者102 例。其中，男性60 例，女性42 例；年齡60～80 歲，平均（71.45±3.49）歲。本研究經(jīng)醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，患者或家屬均簽署知情同意書。

1.2 納入與排除標(biāo)準(zhǔn)

1.2.1 納入標(biāo)準(zhǔn) ①符合撤機(jī)標(biāo)準(zhǔn)，即具備：a.病情穩(wěn)定，無明顯感染跡象，無需血管活性藥物維持血壓；b.有自主呼吸能力，無需使用鎮(zhèn)靜藥物、神經(jīng)肌肉阻滯藥物；c.具備有效的咳嗽和清除分泌物的能力；d.有足夠的氧合能力，即呼氣末正壓呼吸≤8 cm H2O，動(dòng)脈血氧分壓（arterial partial pressure of oxygen,PaO2）/吸入氧濃度分?jǐn)?shù)（fraction of inspired oxygen,FiO2）≥ 200 mmHg，F(xiàn)iO2≤ 0.4；e.具備足夠的通氣能力，即呼吸頻率≤ 35 次/min，pH ≥ 7.25，動(dòng)脈血二氧化碳分壓（arterial cpartial pressure of carbon dioxide,PaCO2）≤ 50 mmHg；②年齡≥ 60 歲；③機(jī)械通氣時(shí)間≥ 48 h；④首次接受撤機(jī)試驗(yàn)。

1.2.2 排除標(biāo)準(zhǔn) ①嚴(yán)重心、肝、腎或血液系統(tǒng)疾病；②呼吸道畸形或阻塞；③膈肌或胸壁的結(jié)構(gòu)性或功能性異常；④胸腔積液或氣胸，嚴(yán)重腹水或腹脹；⑤嚴(yán)重感染或全身性炎癥反應(yīng)綜合征；⑥嚴(yán)重出血傾向或凝血障礙；⑦嚴(yán)重創(chuàng)傷或手術(shù)史；⑧嚴(yán)重營養(yǎng)不良或消耗性疾病；⑨神經(jīng)精神疾病或認(rèn)知障礙。

1.3 實(shí)時(shí)熒光定量聚合酶鏈反應(yīng)檢測(cè)血漿miRNA-206

撤機(jī)前采集患者靜脈血5 mL，置于含EDTA抗凝管中離心15 min，收集上清液分裝于1.5 mL離心管中，置于-80 ℃冰箱冷凍保存。采用miRNeasy Mini Kit 試劑盒提取血漿總RNA，miScriptⅡ RT Kit（德國Qiagen 公司）進(jìn)行逆轉(zhuǎn)錄，miScript SYBR Green PCR Kit（德國Qiagen 公司）進(jìn)行實(shí)時(shí)熒光定量聚合酶鏈反應(yīng)（quantitative real-time polymerase chain reaction,qRT-PCR），以U6 為內(nèi)參基因。miRNA-206 正向引物：5'-CCGAGGCCACAT GCTTCTTT-3'；反向引物：5'-CACTTGCCGAAACC ACACAC-3'，引物長(zhǎng)度均為23 bp；U6 正向引物：5'-GGGTTAACTGGACAGACGGG-3' ；反向引物：5'-AGAGGTTGAGTGCTCGCTG-3'，引物長(zhǎng)度均為24 bp。PCR 反應(yīng)體系：雙倍核酸染料10 μL，模板DNA 2 μL，10 μmol/L 正反向引物各1 μL，加入雙蒸水至總體積20 μL。反應(yīng)條件：95 ℃預(yù)變性15 min，95 ℃變性15 s，60 ℃延伸1 min，共40 個(gè)循環(huán)。采用ABI Prism 7500 軟件分析數(shù)據(jù)，2-ΔΔCt法計(jì)算miRNA-206 相對(duì)表達(dá)量。

1.4 床旁超聲膈肌功能檢測(cè)

撤機(jī)前進(jìn)行床旁超聲膈肌功能檢測(cè)。選用CX50 彩色多普勒超聲診斷儀（荷蘭皇家飛利浦電子公司），患者平靜呼吸下，上半身與床面呈35°角，所有檢測(cè)指標(biāo)均取3 個(gè)呼吸循環(huán)的均值。設(shè)置線陣探頭頻率為3.5～5.0 MHz，掃描患者右側(cè)腋前線下方肋間隙，將肝臟作為聲窗，膈頂位置作為超聲波束方向，角度＞70°。將用腹部探頭置于鎖骨中線肋弓下方，方向盡可能與穹窿頂移動(dòng)方向垂直，測(cè)量膈肌運(yùn)動(dòng)，得到吸氣末與呼氣末膈肌的垂直距離，即膈肌活動(dòng)度（diaphragmatic excursion,DE）。計(jì)算膈肌增厚率（diaphragmatic thickening fraction,DTF），其公式為：DTF=（Tinsp-Texp）/Texp×100%，其中Tinsp為吸氣末厚度，Texp為呼吸末厚度；膈肌收縮速度（diaphragmatic contraction velocity,DCV），其公式為：DCV=DE/t，其中t 為收縮時(shí)間；膈肌淺快呼吸指數(shù)（diaphragmatic rapid shallow breathing index,DRSBI），其公式為：DRSBI=RR/t，其中RR 為呼吸次數(shù)，t 為收縮時(shí)間。根據(jù)M 線上的時(shí)間刻度，計(jì)算每個(gè)周期內(nèi)從最高點(diǎn)到最低點(diǎn)所需的時(shí)間，并計(jì)算平均值；根據(jù)收縮時(shí)間和舒張時(shí)間，計(jì)算偏移時(shí)間（E-T），其公式為：E-T=t1-t2，其中t1為收縮時(shí)間，t2為舒張時(shí)間。

1.5 一般資料收集

通過查詢病歷收集患者一般資料，包括機(jī)械通氣前：性別、年齡、體質(zhì)量指數(shù)（body mass index,BMI）、急性生理學(xué)和慢性健康狀況評(píng)價(jià)Ⅱ（acute physiology and chronic health evaluation II,APACHEⅡ）評(píng)分、白蛋白（Albumin,Alb）、糖尿病、高血壓、高脂血癥、慢性腎病、冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟?。ㄒ韵潞?jiǎn)稱冠心?。?、原發(fā)病[慢性阻塞性肺疾?。╟hronic obstructive pulmonary disease,COPD）、腦卒中，顱腦外傷，頸椎損傷、高位截癱，急性藥物中毒、連枷胸]、早期氣管切開；撤機(jī)時(shí)：PaCO2與PaO2、機(jī)械通氣時(shí)間。

1.6 撤機(jī)結(jié)果

1.6.1 撤機(jī)成功標(biāo)準(zhǔn)①患者感覺舒適，心率、呼吸等生理參數(shù)穩(wěn)定；②血?dú)夥治鼋Y(jié)果正常；③撤機(jī)試驗(yàn)結(jié)束后能夠正常自主呼吸，并無需再次接受機(jī)械通氣或無創(chuàng)通氣。

1.6.2 撤機(jī)失敗①呼吸頻率＞35 次/min 或＜8 次/min；②PaO2＜60 mmHg 或PaCO2＞50 mmHg；③心率＞140 次/min 或＜50 次/min；④收縮壓＞180 mmHg 或＜90 mmHg；⑤血氧飽和度＜90%；⑥意識(shí)障礙或神經(jīng)系統(tǒng)異常；⑦氣道分泌物過多或無法有效清除；⑧呼吸窘迫或呼吸功過大；⑨撤機(jī)后48 h 內(nèi)再次上機(jī)或死亡。出現(xiàn)以上任意一項(xiàng)表明撤機(jī)失敗。

1.7 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

數(shù)據(jù)分析采用SPSS 23.0 統(tǒng)計(jì)軟件。計(jì)數(shù)資料以構(gòu)成比或率（%）表示，比較用χ2檢驗(yàn)；計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，比較用t檢驗(yàn)。影響因素的分析采用多因素逐步Logistic 回歸模型，繪制受試者工作特征（receiver operating characteristic,ROC）曲線。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 成功組與失敗組血漿miRNA-206 及膈肌功能比較

102 例患者中，撤機(jī)成功68 例（66.67%）作為成功組，失敗34 例（33.33%）作為失敗組。成功組與失敗組miRNA-206、DTF、DE、DCV、DRSBI 比較，經(jīng)t檢驗(yàn)，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；失敗組血漿miRNA-206、DTF、DE 低于成功組，DCV 快于成功組，DRSBI 高于成功組。兩組E-T 比較，經(jīng)t檢驗(yàn)，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。見表1。

表1 兩組血漿miRNA-206及膈肌功能比較（±s）

表1 兩組血漿miRNA-206及膈肌功能比較（±s）

組別成功組失敗組t 值P 值n 68 34 miRNA-206 1.02±0.19 0.48±0.12 15.113 0.000 DTF/%39.51±4.33 31.62±3.95 8.926 0.000 DE/mm 12.57±2.64 8.34±1.29 8.816 0.000 DCV/（cm/s）1.42±0.31 1.96±0.34 8.029 0.000 DRSBI/[次/（min·mm）]1.65±0.29 1.85±0.46 2.681 0.009 E-T/（cm·s）0.98±0.12 0.93±0.14 1.875 0.064

2.2 成功組與失敗組一般資料比較

成功組與失敗組年齡、APACHE Ⅱ評(píng)分、Alb 水平比較，經(jīng)t檢驗(yàn)，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；失敗組年齡大于成功組，APACHE Ⅱ評(píng)分高于成功組，Alb 水平低于成功組。成功組與失敗組早期氣管切開百分率比較，經(jīng)χ2檢驗(yàn)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）；失敗組早期氣管切開百分率高于成功組。兩組性別、BMI、糖尿病、高血壓、高脂血癥、慢性腎病、冠心病、原發(fā)?。–OPD、腦卒中、顱腦外傷、頸椎損傷及高位截癱、急性藥物中毒、連枷胸）、PaCO2、PaO2、機(jī)械通氣時(shí)間比較，經(jīng)t或χ2檢驗(yàn)，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。見表2。

表2 兩組患者一般資料比較

2.3 老年機(jī)械通氣患者撤機(jī)結(jié)果的影響因素

表3 影響老年機(jī)械通氣患者撤機(jī)結(jié)果的多因素逐步Logistic回歸分析參數(shù)

2.4 血漿miRNA-206 聯(lián)合床旁超聲膈肌功能預(yù)測(cè)老年機(jī)械通氣患者撤機(jī)結(jié)果的價(jià)值

ROC 曲線分析結(jié)果顯示，miRNA-206、DTF、DE、DCV、DRSBI 預(yù)測(cè)老年機(jī)械通氣患者撤機(jī)結(jié)果的最佳截?cái)嘀捣謩e為0.50、34.36%、9.60 mm、1.50 cm/s、1.90 次/（min·mm），敏感性分別為73.53%（95% CI：0.556，0.871）、67.65%（95% CI：0.495，0.826）、61.76%（95% CI：0.436，0.778）、70.59%（95% CI：0.525，0.849）、64.71%（95% CI：0.465，0.803），特異性分別為70.59%（95% CI：0.583，0.810）、73.53%（95%CI：0.614，0.835）、75.00%（95% CI：0.630，0.847）、72.06%（95% CI：0.599，0.823）、79.41%（95% CI：0.679，0.883），AUC 分別為0.709、0.715、0.645、0.742、0.719。聯(lián)合的敏感性為97.06%（95% CI：0.847，0.999），特異性為69.12%（95% CI：0.567，0.798），AUC 為0.851。見表4 和圖1。

圖1 血漿miRNA-206、床旁超聲膈肌功能單獨(dú)及聯(lián)合預(yù)測(cè)老年機(jī)械通氣患者撤機(jī)結(jié)果的ROC曲線

表4 血漿miRNA-206、床旁超聲膈肌功能單獨(dú)及聯(lián)合預(yù)測(cè)老年機(jī)械通氣患者撤機(jī)結(jié)果的效能分析

3 討論

呼吸衰竭是指肺部或全身性疾病導(dǎo)致的氣體交換障礙，表現(xiàn)為PaO2降低或PaCO2升高，已成為重癥醫(yī)學(xué)科入院的首要原因[9-11]。機(jī)械通氣是呼吸衰竭的主要治療手段，但作為重癥醫(yī)學(xué)科主要受眾群體的老年患者由于年齡、基礎(chǔ)疾病、合并癥等因素，撤機(jī)過程通常比年輕患者更為復(fù)雜和困難。膈肌功能障礙是指長(zhǎng)時(shí)間機(jī)械通氣導(dǎo)致的膈肌結(jié)構(gòu)及功能改變，主要表現(xiàn)為膈肌萎縮、纖維化、壞死等，其發(fā)生機(jī)制尚未完全闡明，多認(rèn)為與膈肌缺血缺氧、炎癥反應(yīng)、氧化應(yīng)激、自噬減少、線粒體功能障礙等因素相關(guān)，是導(dǎo)致撤機(jī)困難的重要原因之一[12-13]。機(jī)械通氣導(dǎo)致胸腔內(nèi)壓降低，胸腔內(nèi)血流阻力增加，膈肌灌注減少；誘發(fā)全身或局部炎癥反應(yīng)，炎癥細(xì)胞因子釋放增加，抑制蛋白質(zhì)合成并促進(jìn)其降解，從而導(dǎo)致膈肌萎縮；增加活性氧產(chǎn)生，可加劇氧化應(yīng)激反應(yīng)，破壞膈肌細(xì)胞膜結(jié)構(gòu)，進(jìn)而影響膈肌細(xì)胞功能及代謝；抑制膈肌細(xì)胞自噬水平并影響線粒體數(shù)量、結(jié)構(gòu)和功能，導(dǎo)致蛋白質(zhì)積累障礙及細(xì)胞能量代謝紊亂[14-15]。評(píng)估和監(jiān)測(cè)機(jī)械通氣患者膈肌功能對(duì)于指導(dǎo)其撤機(jī)具有重要意義。

本研究中撤機(jī)失敗率為33.33%，與趙浩天等[16]的31.82%一致。此外，本研究經(jīng)多因素逐步Logistic回歸分析發(fā)現(xiàn)，miRNA-206、DTF、DE、DCV、DRSBI是老年機(jī)械通氣患者撤機(jī)結(jié)果的影響因素。機(jī)械通氣引發(fā)的膈肌廢用性萎縮是膈肌功能障礙發(fā)生的重要原因，在該過程中蛋白降解超過合成，而miRNA 廣泛參與基因的轉(zhuǎn)錄后調(diào)節(jié)。miRNA-206 是一種肌肉特異性表達(dá)miRNA，已被證實(shí)在骨骼肌創(chuàng)傷或萎縮后表達(dá)發(fā)生變化[17]。膈肌與骨骼肌均是組織學(xué)上的橫紋肌，miRNA-206 在膈肌損傷和修復(fù)中起到的作用可能與骨骼肌類似。機(jī)械通氣可導(dǎo)致膈肌miRNA-206 表達(dá)下調(diào)，進(jìn)而影響呼吸肌收縮能力和耐受性。徐曉婷等[18]認(rèn)為，機(jī)械通氣可導(dǎo)致miR-206 明顯下降，且血漿miR-206 下調(diào)與機(jī)械通氣患者膈肌功能降低呈正相關(guān)，提示miR-206 可能作為預(yù)測(cè)膈肌功能及撤機(jī)結(jié)局的指標(biāo)。DTF 指是在呼吸周期中，膈肌在功能殘氣容積和最大吸氣容積之間的厚度變化與功能殘氣容積的厚度之比，可反映膈肌的收縮能力及萎縮程度[19-20]。DTF 值越高，膈肌收縮能力越強(qiáng)，萎縮程度越低。DRSBI 指在自主呼吸試驗(yàn)中每分鐘呼吸次數(shù)與每次吸氣量之比，可反映患者呼吸負(fù)荷和呼吸效率，其值越低說明患者呼吸負(fù)荷越小，呼吸效率越高，成功脫機(jī)的可能性越大。黃曉麗等[21]研究發(fā)現(xiàn)，相比撤機(jī)失敗者，撤機(jī)成功者DTF 高，RSBI 小，且兩者聯(lián)合預(yù)測(cè)機(jī)械通氣患者撤機(jī)結(jié)果的AUC、敏感性及約登指數(shù)均較高。DE 指膈肌在最大吸氣和最大呼氣時(shí)的位置差，可反映膈肌的運(yùn)動(dòng)幅度，也可用于評(píng)估膈肌的強(qiáng)度和耐力。DE 值越大，膈肌運(yùn)動(dòng)幅度越大，強(qiáng)度和耐力越強(qiáng)。有學(xué)者認(rèn)為，撤機(jī)失敗組患者的DE 值低于撤機(jī)成功組，且是有創(chuàng)機(jī)械通氣患者撤機(jī)結(jié)局的獨(dú)立影響因素，與本研究結(jié)果一致[22]。DCV 指DE 與吸氣時(shí)間的比值，可反映膈肌的收縮速率和疲勞程度，撤機(jī)失敗患者的DCV 值較高[23]。有研究通過多因素回歸分析表明，低DE 及高DCV 均為撤機(jī)失敗的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，可有效預(yù)測(cè)患者撤機(jī)預(yù)后[24]。

本研究通過繪制ROC 曲線發(fā)現(xiàn)，miRNA-206、DTF、DE、DCV、DRSBI 聯(lián)合預(yù)測(cè)老年機(jī)械通氣患者撤機(jī)結(jié)果的AUC 高于其單獨(dú)預(yù)測(cè)，提示miRNA-206聯(lián)合床旁超聲膈肌功能預(yù)測(cè)老年機(jī)械通氣患者撤機(jī)結(jié)果的價(jià)值較高。miRNA 在血液循環(huán)中具有穩(wěn)定性和組織特異性，且檢測(cè)時(shí)為非侵入性方式，可減少患者的痛苦和不適[25-27]。血漿miRNA-206 作為生物標(biāo)志物可反映患者的膈肌狀態(tài)和功能，床旁超聲膈肌功能檢測(cè)可直接評(píng)估呼吸肌力和撤機(jī)潛力，兩種方式聯(lián)合可提供多維信息來評(píng)估患者的撤機(jī)情況，從而全面評(píng)估患者的撤機(jī)潛力和預(yù)測(cè)撤機(jī)結(jié)果，指導(dǎo)臨床決策。

此外，本研究發(fā)現(xiàn)，年齡、APACHE Ⅱ評(píng)分也是老年機(jī)械通氣患者撤機(jī)結(jié)果的影響因素。分析其原因?yàn)椋孩匐S著年齡增大，患者肺功能下降、胸廓彈性減退、呼吸肌力減弱、免疫功能降低且合并癥增多，且在機(jī)械通氣時(shí)更易發(fā)生膈肌功能障礙，增加撤機(jī)失敗風(fēng)險(xiǎn)[28]。②APACHE Ⅱ評(píng)分是一種常用評(píng)估重癥患者預(yù)后和病情嚴(yán)重程度的工具，能反映患者接受撤機(jī)試驗(yàn)前的全身狀態(tài)，如心血管功能、腎功能、神經(jīng)功能等，影響患者在撤機(jī)過程中的耐受性和穩(wěn)定性，從而影響撤機(jī)結(jié)果[29-30]。

綜上所述，血漿miRNA-206 聯(lián)合床旁超聲膈肌功能DTF、DE、DCV、DRSBI 檢測(cè)對(duì)老年機(jī)械通氣患者撤機(jī)結(jié)果具有較高的預(yù)測(cè)價(jià)值，可為臨床提供一定參考。未來的研究方向應(yīng)著眼于根據(jù)血漿miRNA-206、床旁超聲膈肌功能指標(biāo)制訂具體的撤機(jī)方案，從而提高老年機(jī)械通氣患者撤機(jī)成功率。本研究的局限性在于樣本量較小，可能影響結(jié)果的穩(wěn)定性和代表性，需要進(jìn)一步擴(kuò)大樣本量進(jìn)行驗(yàn)證；血漿miRNA-206 的檢測(cè)方法和標(biāo)準(zhǔn)尚不統(tǒng)一，可能存在一定的誤差和差異，需要建立更準(zhǔn)確和可靠的檢測(cè)方法和標(biāo)準(zhǔn)；僅在單中心進(jìn)行，可能存在地域和人群差異，需要進(jìn)行多中心的對(duì)照試驗(yàn)來驗(yàn)證結(jié)果的普適性。