急性呼吸窘迫综合征机械通气患者呼出气冷凝液中过氧化氢和白介素－6含量变化的研究

钟 俊 杨国辉

（贵阳医学院附属医院内科ICU，贵州 贵阳550004）

机械通气是抢救急性肺损伤／急性呼吸窘迫综合征（ALI／ARDS）患者生命的重要措施。ARDS是由于感染、低氧血症和不适当的机械通气，引发了机体的氧化应激状态，导致机体应激标志物和细胞因子的 增 高［1］。近 年 来，呼 出 气 冷 凝 液 （exhaled breath condensate，EBC）检测受到国内外研究者的高度重视，它可提供无创、瞬时的肺部病理生理功能的监测，收集EBC不会损伤支气管黏膜，而且样本直接来源于气道，结果可靠；收集EBC的技术适用于任何年龄、任何病况，包括气管插管和气管切开的患者，应 用 范 围 广 泛［2－3］。 为 此，我 们 通 过 检 测ARDS机械通气患者治疗过程中EBC的过氧化氢（H2O2）和白介素－6（IL－6）含量变化，探讨其临床意义和应用价值，了解其在不同程度气道炎症中的动态变化特点及与预后的相关性。

1 对象与方法

1.1 对象 2008年6月至2010年5月我院内科重症加强治疗病房（MICU）收治的42例经气管插管或气管切开进行机械通气的ARDS患者。入选标准：（1）具备发生 ARDS的危险因素；（2）急性起病；（3）需正压通气支持；（4）严重氧合障碍：在吸入氧浓度（FiO2）1.00，呼气末正压（PEEP）10cmH2O（1cmH2O＝0.098kPa）条件下30min以后测定，氧合指数（PaO2／FiO2）≤200mmHg（1mmHg＝0.133kPa）；（5）胸片示肺水肿浸润影；（6）无左房高压证据。排除标准：（1）年龄＜18岁；（2）急性心肌梗死（AMI）发病一周内；（3）妊娠；（4）气胸或支气管胸膜瘘，或肺叶切除术后2周内；（5）颅内压增高或神经肌肉疾病；（6）严重慢性呼吸系疾病或慢性肝脏疾病；（7）恶性疾病或慢性疾病终末期；（8）骨髓移植患者。本试验遵循贵阳医学院附属医院所制定的伦理学标准，并得到该委员会的批准。研究对象均经家属签署知情同意书。

1.2 方法

1.2.1 急性生理学及慢性健康状况评分（APACHE）Ⅱ和Ⅲ 所有入选病人按转归分为存活组和死亡组，均记录姓名、性别、年龄、体温、收缩压、舒张压、心率、呼吸频率、吸入氧浓度、动脉血氧分压、二氧化碳分压、动脉血pH值、血钠、血钾、血糖、肾功能、肝功能、血球压积、血白细计数、格拉斯哥昏迷评分、原有慢性疾病、入 MICU主要原因等信息。按病人机械通气第1、3、5、7d评分。所有生理指标均取24h内最差值。

1.2.2 EBC的收集 我们参照文献自行设计了一种外观葫芦形状的玻璃收集器，置入有机玻璃盒中，盒内充满冰水混合物。机械通气患者组通过浸在冰水中的EBC收集器两端分别接入呼吸机呼气端管道替代蓄水罐，持续15min，收集EBC。接入呼吸机呼气端前清除管道液体，防止其进入EBC收集器，并关掉湿化瓶温度开关。收集完毕后测量EBC的量并分装，－80℃冰箱保存，以备同批检测。

1.2.3 H2O2测定 取250μL EBC样品，用化学荧光法进行H2O2的检测。高香草酸（homovanillic acid，HVA）、辣根过氧化酶（horsheradish peroxidase，HRP）均购自Sigma公司（美国）；标准 H2O2溶液购自北京试剂公司。根据标准H2O2溶液浓度（0.14μmol／L至2.21μmol／L）和荧光强度（实际测得值－空白对照值）绘制标准曲线，建立直线回归方程。通过回归方程和荧光强度值计算H2O2的浓度。每份EBC样品分别检测两次，取平均值。

1.2.4 IL－6测定 用酶分析法（EIA）检测EBC中IL－6。试剂盒购自Cayman公司（美国）。根据标准样品测定出的吸光度（A）值绘制标准曲线，并采用曲线拟合法求出直线回归方程，再根据各待测样本的A值计算出的IL－6浓度，单位为ng／L。

1.3 统计学分析 用SPSS 11.5统计软件进行统计学处理。所有数据均以表示；存活组与死亡组比较用t检验，组内不同时点比较用方差分析或Kruskal－Wallis秩和检验，两两比较采用SNK法进行检验，相关分析采用Pearson相关或Spearman相关法。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 两组患者临床资料比较与结果 42例急性呼吸窘迫综合征（ARDS）机械通气患者中，男28例，女14例，年龄30～71岁（58.5±18.4）岁。存活组主要原发病为肺炎12例，多发伤6例，全身感染3例，其他为术后大出血1例；死亡组主要原发病为肺炎10例，多发伤5例，全身感染3例，其他为术后大出血2例。ARDS患者存活组与死亡组年龄、性别差异无统计学意义，有可比性。所有患者接受抗生素治疗，存活组治疗时间为（11.8±3.5）d，死亡组治疗时间为（15.8±3.9）d。

2.2 两组APACHEⅡ、Ⅲ评分比较 存活组APACHEⅡ、Ⅲ 分值随机械通气时间延长均逐渐降低；死亡组APACHEⅡ、Ⅲ 分值则随时间呈逐渐升高趋势；与1d时比较差异均有统计学意义（P均＜0.05）。存活组APACHEⅡ、Ⅲ分值在机械通气3d时为变化拐点，与本组1d和死亡组同期比较差异均有统计学意义（P均＜0.05）。见表1。

表1 ARDS患者患者不同时间点APACHEⅡ／Ⅲ评分结果比较

表1 ARDS患者患者不同时间点APACHEⅡ／Ⅲ评分结果比较

注：a与本组第1d比较P＜0.05；b与本组第3d比较P＜0.05；c与本组第5d比较P＜0.05；d与存活组同期比较P＜0.05

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2.3 EBC中H2O2和IL－6测定结果 存活组随机械通气时间延长EBC中H2O2浓度和IL－6含量逐渐下降，7d时降至最低，较1d比较差异均有统计学意义（P均＜0.05），较3d比较差异有统计学意义（P＜0.05）；而死亡组随机械通气时间延长EBC中H2O2浓度和IL－6含量逐渐升高，7d时升至峰值，在第5d和第7d时与存活组比较差异有统计学意义（P＜0.05）。见表2。

表2 ARDS存活组和死亡组患者不同时间点EBC中H2O2和IL－6结果比较

表2 ARDS存活组和死亡组患者不同时间点EBC中H2O2和IL－6结果比较

注：a与本组第1d比较P＜0.05；b与本组第3d比较P＜0.05；c与本组第5d比较P＜0.05；d与存活组同期比较P＜0.05

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2.4 相关性分析（表3） 存活组ARDS患者机械通气后不同时间点EBC中H2O2浓度和IL－6含量与APACHEⅡ和APACⅢ评分间均无相关性（P均＞0.05）。而死亡组ARDS患者机械通气后在第5d和7dEBC中H2O2浓度与APACHEⅡ和APACⅢ评分间呈正相关性（P均＜0.05）；EBC中IL－6含量与APACHEⅡ、Ⅲ评分间呈负相关性（P均＜0.05）。见表3。

表3 ARDS存活组与死亡组患者不同时间点EBC中H2O2和IL－6与APACHEⅡ、Ⅲ评分的相关性 （r值）

3 讨 论

H2O2是炎症细胞激活O2的代谢产物，它可以引起下呼吸道蛋白酶／抗蛋白酶、氧化／抗氧化失衡，导致小气道和肺组织损伤［4］。IL－6是一种具有重要病理生理作用的多功能和多向性细胞因子［5］，参与疾病的发生、发展过程、机体的炎症反应和免疫应答。国外文献报道，ARDS患者EBC中H2O2水平显著增高，其中以脓毒症和严重脑损伤引起的ARDS水平最高［6］。近来研究发现，经典的机械通气策略（大潮气量，小PEEP）可以导致EBC和BALF中细胞因子（IL－6）的增高。研究ARDS机械通气患者EBC中H2O2和IL－6水平的变化对监测气道炎症、病情严重程度及预后具有重要临床意义。

本研究结果显示，存活组机械通气患者1d时EBC中H2O2和IL－6浓度增高，随着治疗后病情的好转呈现降低趋势；而死亡组随着病情的恶化呈升高趋势，表明机械通气患者由于感染的加重，气道分泌物增多，气道炎症反应增强，肺发生氧化应激加剧，H2O2和IL－6的产生超过了过氧化酶的清除能力。病情恶化后EBC中H2O2和IL－6浓度的升高，证实了感染可使氧自由基产生增加，表明气道炎症和氧化抗氧化失衡的发生。本研究还显示，死亡组机械通气1d和3d时EBC中H2O2和IL－6浓度均低于存活组，而5d和7d时均高于存活组，表明在机械通气早期气道炎症和氧化应激程度较轻，若能及时控制感染和纠正低氧血症，患者预后良好，若未能控制，缺氧加重，气道炎症和氧化应激加剧，病情恶化，预后差。上述结果表明EBC中H2O2和IL－6检测可作为一个的反映COPD肺部氧化损伤和气道炎症反应增强的早期敏感指标，以及ARDS机械通气患者病情严重程度及预后的标志物之一。

本研究结果还显示，存活组机械通气时间延长，APACHEⅡ和APACHEⅢ分值逐渐降低，死亡组增高，且死亡组3d以后的APACHEⅡ和APACHEⅢ分值均明显高于存活组。相关分析表明：存活组ARDS机械通患者EBC中H2O2浓度与APACHEⅡ、Ⅲ评分间均无相关性；死亡组ARDS患者机械通气后在第5d和7dEBC中H2O2浓度与APACHEⅡ、Ⅲ评分间呈正相关性（P均＜0.05）；EBC中IL－6含量与APACHEⅡ和APACⅢ评分间呈负相关性（P均＜0.05）。可见死亡组患者H2O2浓度和IL－6含量水平的动态变化与APACHEⅡ、Ⅲ评分值动态变化趋势一致，H2O2浓度和IL－6含量水平和APACHEⅡ和APACⅢ评分值在死亡组均呈上升趋势。故测定EBC中H2O2和IL－6水平不仅用来评估患者气道炎症、判断预后，还可用以辅助指导临床治疗。

ARDS机械通气患者H2O2和IL－6升高机制不清，可能与下列因素有关：（1）由于感染和缺氧，释放氧自由基O2，进而导致H2O2和IL－6的增加，活性氧通过气道上皮细胞IL－6的释放参与了局部的免疫反应。肿瘤坏死因子α（TNF－α）亦可引起IL－6 mRNA表达的增加［7］。此外低氧血症刺激核转录因子κB而引起IL－6的增高。感染和缺氧等使交感神经兴奋性增高、血中儿茶酚胺类物质增多，使IL－6的分泌增多。（2）在缺氧和感染加重时下呼吸道巨噬细胞、中性粒细胞数量增多，这些细胞释放较多的H2O2。（3）不适当的机械通气引发或加重原有的肺损伤，引起呼吸机相关性肺损伤（ventilationassociated lung injury，VALI）［8］，并且促使肺内炎症介质移位到血液，引发或加重全身炎症反应综合征，从而使 H2O2和IL－6增加［9］。上述原因中缺氧、感染和不适当的机械通是引起H2O2和IL－6升高的主要因素，因此抗氧化和抗感染治疗及肺复张策略可抑制ARDS机械通气患者肺部应激氧化和炎性介质的产生。

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［4］ 杨国辉，王广发.对机械通气患者呼出气冷凝液中过氧化氢的研究［J］.中国危重病急救医学，2008，20（6）：324－326.

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