肺保護(hù)性通氣策略治療急性呼吸窘迫綜合征的實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、背景：急性呼吸窘迫綜合征(acute respiratory distress syndrome，ARDS)是常見(jiàn)危重癥，病死率極高。為了提高療效，許多新的治療方法被陸續(xù)提出，但大規(guī)模臨床試驗(yàn)皆呈陰性結(jié)果。以呼吸支持為基礎(chǔ)的綜合治療，特別是常規(guī)正壓機(jī)械通氣(mechanical ventilation，MV)仍是主要治療手段，但MV應(yīng)用不當(dāng)，如采用常規(guī)潮氣量(tidal volume，VT)和低呼氣末正壓(positive-endexp

2、iratory pressure，PEEP)的傳統(tǒng)通氣方式容易導(dǎo)致機(jī)械通氣相關(guān)性肺損傷(ventilation associated lung injury，VALI)，增加病死率。因此近年來(lái)提出了“小VT和最佳PEEP”為核心內(nèi)容的肺保護(hù)性通氣策略(lung protectiveventilation strategy，LPVS)，實(shí)現(xiàn)了ARDS治療目標(biāo)從維持血?dú)庹５浇档筒∷缆实霓D(zhuǎn)變。研究顯示LPVS可以通過(guò)多種機(jī)制改善ARDS的預(yù)

3、后，但不同地區(qū)報(bào)道的病死率差異較大，且國(guó)內(nèi)病死率偏高，導(dǎo)致不同學(xué)者對(duì)LPVS的內(nèi)容和作用機(jī)制存在較大爭(zhēng)議，如肺復(fù)張操作(recruitment maneuver，RM)是否屬于LPVS的范疇?改善肺組織細(xì)胞的過(guò)度調(diào)亡是否影響LPVS對(duì)ARDS預(yù)后的改善?緩沖允許性高碳酸血癥(permissive hypercapnia，PHC)的酸中毒是否影響LPVS的療效?與傳統(tǒng)通氣方式相比，LPVS是否能提高全身和肺組織的糖皮質(zhì)激素受體(gluco

4、corticoid receptor，GR)的表達(dá)水平和活性?對(duì)上述爭(zhēng)議進(jìn)行探討可以進(jìn)一步闡明LPVS改善ARDS預(yù)后的機(jī)制，并為合理應(yīng)用LPVS提供實(shí)驗(yàn)依據(jù)。
　　 目的：
　　 1.通過(guò)觀察RM對(duì)油酸型ARDS模型犬病理學(xué)改變、炎癥相關(guān)指標(biāo)的影響，探討RM與LPVS的關(guān)系。
　　 2.探討LPVS對(duì)油酸型ARDS模型犬肺組織細(xì)胞凋亡的影響。
　　 3.探討油酸型ARDS模型犬對(duì)PHC酸中毒的耐受性，以

5、及適當(dāng)緩沖呼吸性酸中毒對(duì)LPVS療效的影響。
　　 4.探討LPVS對(duì)油酸型ARDS模型犬全身和/或肺組織NF-κ B和GR表達(dá)水平、活性的影響。
　　 方法：25只普通級(jí)健康雜種犬隨機(jī)分為5組，每組5只。通過(guò)靜脈注射油酸建立ARDS犬模型；成模后按下列通氣參數(shù)MV6小時(shí)：①A組：常規(guī)VT零PEEP組，成模后給予VT=12ml/kg、PEEP=0；②B組：常規(guī)VT低PEEP組，成模后調(diào)節(jié)MV參數(shù)為VT=12ml/kg、P

6、EEP=5cmH2O；③C組：小VT+最佳PEEP+緩沖呼吸性酸中毒組，成模后調(diào)節(jié)MV參數(shù)為VT=6ml/kg、PEEP=最佳PEEP，緩沖呼吸性酸中毒；④D組：小VT+最佳PEEP組，成模后調(diào)節(jié)MV為VT=6ml/kg、PEEP=最佳PEEP，對(duì)呼吸性酸中毒不進(jìn)行處理；⑤E組：RM+小VT+最佳PEEP+緩沖呼吸性酸中毒組，成模后先給予復(fù)張壓力為50cmH2O、復(fù)張時(shí)間為2分鐘的RM，然后調(diào)節(jié)MV參數(shù)為VT=6ml/kg、PEEP=最

7、佳PEEP。除D組外，將其他各組pH維持在7.30～7.45的范圍內(nèi)。
　　 1.第一部分：監(jiān)測(cè)實(shí)驗(yàn)犬的動(dòng)脈血?dú)狻⒀鲃?dòng)力學(xué)和呼吸力學(xué)指標(biāo)的變化，并進(jìn)行氧合指數(shù)(oxygenation index，OI)、肺泡-動(dòng)脈氧分壓差[alveolar-artery oxygenpressure gradient，P(A-a)O2]、肺內(nèi)分流率(ratio of shunted blood to totalperfusion，Os/Qt)

8、、肺動(dòng)態(tài)順應(yīng)性(dynamic lung compliance，CLdyn)等相關(guān)指標(biāo)的計(jì)算。
　　 2.第二部分：肺活檢取得肺組織，通過(guò)HE染色進(jìn)行病理學(xué)改變的觀察；通過(guò)肺部CT掃描，根據(jù)CT值判斷肺過(guò)度通氣區(qū)域、通氣良好區(qū)域、通氣不良區(qū)域的比例；測(cè)定肺組織的濕干重比值(wet-to-dry weight ratio，W/D)和支氣管肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid，BALF)中蛋白質(zhì)的濃度

9、。
　　 3.第三部分：用TUNEL方法檢測(cè)肺組織細(xì)胞的凋亡。
　　 4.第四部分：用ELISA方法測(cè)定血清和BALF中TNF-α和IL-10的水平；進(jìn)行BALF的白細(xì)胞計(jì)數(shù)和細(xì)胞分類計(jì)數(shù)；用ELISA方法測(cè)定外周血白細(xì)胞(peripheral bloodleukocytes，PBL)中NF-κ B的活性；用抗NF-κ B p65抗體和抗GR-α抗體進(jìn)行肺組織標(biāo)本的免疫組化染色。
　　 結(jié)果：
　　 1.

10、第一部分：與A組和B組相比，C組的氧合功能顯著改善。6h時(shí)C組的OI、P(A-a)O2、Os/Ot與A組、B組均存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異；C組的動(dòng)脈血氧運(yùn)輸量(oxygen delivery inarterial blood，DaO2)高于A組和B組，且與A組存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異；C組的CLdyn與A組、B組無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
　　 與A組和B組相比，C組血流動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定。6h時(shí)C組的平均動(dòng)脈壓(mean bloodpressure，mBP)相對(duì)較低

11、，與A組存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，但仍在正常范圍內(nèi)；而平均肺動(dòng)脈壓(mean pulmonary artery pressure，mPAP)、中心靜脈壓(central venouspressure，CVP)、心博量(cardiac output，CO)相對(duì)較高，僅與A組存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異；6h時(shí)C組的心臟指數(shù)(cardiac index，CI)顯著高于A組和B組(P<0.05)；肺毛細(xì)血管楔壓(pulmonary capillary wedge p

12、ressure，PCWP)高于A組和B組(P<0.05)，但仍在正常生理范圍內(nèi)；
　　 D組出現(xiàn)了明顯的血流動(dòng)力學(xué)障礙，部分實(shí)驗(yàn)犬出現(xiàn)休克。6h時(shí)D組的mBP、CO、CI、DaO2顯著低于C組(P<0.05)，mPAP顯著高于C組(P<0.05)，兩組的CVP和PCWP無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。各時(shí)間點(diǎn)D組和C組的CLdyn、OI、P(A-a)O2、Qs/Qt差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
　　 2h時(shí)E組的OI、P(A-a)O2顯著高于C組(

13、P<0.05)，Qs/Qt顯著低于C組(P<0.05)，兩組的DaO2無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異；4h、6h時(shí)兩組的OI、P(A-a)O2、DaO2、Qs/Qt無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。各時(shí)間點(diǎn)E組和C組的CLdyn差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。E組僅在進(jìn)行RM操作時(shí)對(duì)血流動(dòng)力學(xué)存在影響，各時(shí)間點(diǎn)與C組的血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。
　　 2.第二部分：與A組和B組相比，C組的肺部CT、肺大體標(biāo)本和HE染色的肺組織病理切片顯示過(guò)度通氣區(qū)域和通氣不良區(qū)域相對(duì)較小，

14、而通氣良好區(qū)域增加。C組的W/D顯著低于A組和B組(P<0.05)。各時(shí)間點(diǎn)C組與A組、B組的BALF蛋白質(zhì)濃度均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。
　　 D組與C組的肺部影像學(xué)表現(xiàn)和肺組織病理學(xué)改變相似。D組和C組的W/D和BALF蛋白質(zhì)濃度均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。
　　 與C組相比，E組的肺部CT和肺的大體標(biāo)本顯示肺通氣較好的上中部出現(xiàn)了輕度彌漫性滲出性改變，HE染色的肺組織病理切片顯示通氣良好的區(qū)域出現(xiàn)了滲出性改變。E組和C組的W/D和BAL

15、F蛋白質(zhì)濃度無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。
　　 3.第三部分：成模6h時(shí)肺泡上皮細(xì)胞、支氣管內(nèi)皮細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞(endothelialcells，EC)的凋亡率較健康狀態(tài)和成模時(shí)顯著增高，但各組肺組織細(xì)胞凋亡率(以支氣管上皮細(xì)胞的凋亡率作為標(biāo)準(zhǔn))的差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
　　 4.第四部分：與A組和B組相比，6h時(shí)C組血清和BALF的TNF-α水平、BLAF的白細(xì)胞計(jì)數(shù)、PBL，的NF-κ B活性降低，均與A組存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，僅BAL

16、F的TNF-α水平與B組存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異；BALF的中性粒細(xì)胞(polymorphonuclear neutro-phile，PMN)數(shù)和血清TNF-α與IL-10比值也相對(duì)較低，但僅A組的血清TNF-α與IL-10比值與C組存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異；血清和BALF的IL-10水平增高，與A組存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，B組與C組僅血清IL-10水平存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。6h時(shí)C組肺組織的GR-α免疫組化示胞漿+++、核+++，A組和B組胞漿+～++、核+～++，C

17、組的免疫組化評(píng)分顯著高于A組和B組；C組的NF-κ B p65免疫組化示胞漿+～++、核+～++，B組胞漿++、核++，A組胞漿+++、核+++，C組的免疫組化評(píng)分僅與A組存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。
　　 與C組相比，6h時(shí)D組血清和BALF的TNF-α水平、BLAF的白細(xì)胞計(jì)數(shù)、PBL的NF-κ B活性、血清TNF-α與IL-10比值均相對(duì)較低，BALF的PMN數(shù)、血清和BALF的IL-10水平相對(duì)較高，但這些指標(biāo)在兩組間的差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)

18、學(xué)意義。6h時(shí)D組和C組肺組織的GR-α免疫組化結(jié)果相似，胞漿+++、核+++，免疫組化評(píng)分D組相對(duì)較高，但無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異；NF-κ B p65免疫組化結(jié)果亦相似，胞漿+～++、核+～++，免疫組化評(píng)分D組相對(duì)較低，亦無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。
　　 與C組相比，6h時(shí)E組血清和BALF的TNF-α水平、BLAF的白細(xì)胞計(jì)數(shù)和PMN數(shù)、PBL的NF-κ B活性、血清TNF-α與IL-10比值均相對(duì)較高，血清和BALF的IL-10水平相對(duì)較低，

19、但兩組間無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。6h時(shí)E組肺組織的GR-α免疫組化示胞漿+～++、核+～++，免疫組化評(píng)分低于C組，但無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；NF-κ B p65免疫組化示胞漿++、核++，免疫組化評(píng)分高于C組，但亦無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。
　　 結(jié)論：
　　 1.與采用傳統(tǒng)通氣方式治療油酸型ARDS模型犬相比較，LPVS能更好地復(fù)張陷閉肺泡和避免開(kāi)放肺泡的過(guò)度擴(kuò)張，減輕肺組織的損傷，改善炎癥反應(yīng)和代償性抗炎反應(yīng)，減輕肺水腫，改善肺的氧合功能和心功能

20、。
　　 2.與單純PHC相比，適當(dāng)緩沖呼吸性酸中毒可以顯著改善油酸型ARDS模型犬的循環(huán)功能和組織氧供，同時(shí)對(duì)炎癥反應(yīng)、代償性抗炎反應(yīng)、胸部影像學(xué)以及肺組織的病理學(xué)改變無(wú)明顯影響。
　　 3.與采用常規(guī)LPVS治療油酸型ARDS模型犬相比，RM可進(jìn)一步改善氧合功能，但作用時(shí)間較短；對(duì)血流動(dòng)力學(xué)基本無(wú)影響；RM的復(fù)張時(shí)間過(guò)長(zhǎng)可能加重炎癥反應(yīng)和肺組織的損傷，影響代償性抗炎反應(yīng)。RM是否屬于LPVS的范疇可能取決于復(fù)張時(shí)間是