ICU呼吸机相关性肺炎患者微量元素、维生素D水平含量及临床意义

邱声阔 陈伟 刘伯毅

呼吸机相关性肺炎(ventilator-associated pneumonia，VAP)是医院获得性肺炎的一种特殊类型，是机械通气过程中的并发症，发生率为15%～60%，病死率为20%～30%[1]，是造成重症医学科(intensive care unit,ICU)患者高病死率的重要因素之一。VAP的发生与患者自身的免疫力有关[2]。微量元素直接参与机体免疫反应[3]；而维生素D缺乏则会导致机体免疫下降[4]。因此，了解VAP患者的微量元素、维生素D水平含量，对临床诊治VAP疾病具有一定的指导价值。本研究通过分析ICU呼吸机相关性肺炎患者微量元素、维生素D水平变化，探究其与ICU呼吸机相关性肺炎发生的关系。以为未来研究提供参考。现报道如下。

资料与方法

一、研究对象

选取2019年6月至2020年3月在我院ICU病房收治的200例行呼吸机辅助呼吸超过2 d的患者作为研究对象。纳入标准：(1)临床资料完整，年龄≥18岁；(2)签署知情同意书。排除标准：(1)治疗前服用微量元素、维生素D补充剂者；(2)存在严重肝肾功能不全、肺部肿瘤、肺部结核者；(3)合并肺外器官感染或其他影响免疫性疾病者；(4)插管前误吸者；(5)行呼吸机辅助呼吸治疗前3个月内有外伤、手术及气管插管史。以是否发生VAP作为分组依据，将发生VAP的52例患者纳入发生组，未发生VAP的148例患者纳入未发生组。其中发生VAP组男31例，女21例，年龄20～68岁，平均(53.78±6.85)岁；根据患者入科24 h内急性生理与慢性健康状况评分(APACHE II)情况划分亚组[5]，分别为低危组(APACHE II 评分<10分)19例、中危组(APACHE II评分为10～20分)17例、高危组(APACHE II评分>20分)16例。未发生组男94例，女54例，年龄20～68岁，平均(52.78±6.94)岁。发生组与未发生组的年龄、性别的对比(t=0.897，χ2=0.249，P均>0.05)。具有可比性。

二、方法

1 微量元素、维生素D测定

在行呼吸机辅助呼吸治疗前，抽取两组受试者的空腹静脉血5mL，置于乙二胺四乙酸(EDTA)抗凝管内，做好标记和编号。以转速为3000r/min，离心时间10min，收集上层血清。采用迈瑞公司生产的BS-200 全自动生化分析仪及配套试剂盒检测血清微量元素钙、铁、锌、铜水平，操作者严格按照仪器和试剂说明书进行操作，记录好检测的结果；采用美国安捷伦公司生产的Agilent1260高效液相色谱仪检测血清中的维生素D水平；操作者严格按照仪器和试剂说明书进行操作，并记录好检测的结果。

2 VAP诊断方法

VAP指气管插管或气管切开患者在接受机械通气48 h后发生的肺炎，以及撤机、拔管后48 h内出现的肺炎。诊断标准[6]：①经胸部X线影像发现新发生的或进展的浸润阴影；②同时满足下列至少2项，体温>38.0℃或<36.0℃，外周血白细胞计数>10×109/L或<4×109/L，气管支气管内出现脓性分泌物；③剔除肺水肿、ARDS、肺结核、肺栓塞等疾病。

三、统计学方法

结 果

一、VAP发生组与未发生组的微量元素钙、铁、锌、铜及维生素D的比较

VAP发生组的血清钙、铁、锌、铜、维生素D水平均低于未发生组，差异有统计学意义(P<0.05)(见表1)。

表1 VAP发生组与未发生组的微量元素钙、铁、锌、铜及维生素D的比较

二、不同VAP严重程度的血清钙、铁、锌、铜、维生素D水平比较

低危组、中危组、高危组VAP患者的血清钙、铁、锌、铜、维生素D水平依次降低，差异有统计学意义(P<0.05)，且组间两两比较，差异有统计学意义(P<0.05)(见表2)。

表2 不同VAP严重程度的血清钙、铁、锌、铜、维生素D水平比较

三、血清微量元素、维生素D含量与VAP严重程度的相关性分析

经Spearman相关性分析发现，VAP病情严重程度与血清钙、铁、锌、铜、维生素D均呈负相关(P<0.05)(见表3)。

表3 血清微量元素、维生素D含量与VAP严重程度的相关分析

讨 论

随着呼吸机在临床上的广泛运用，VAP的发生率呈逐年上升趋势，已成为医院获得性感染死亡的重要原因之一。VAP临床症状多样、病情迁延，具体发生机制尚不明确。因此，了解其发病机制，有利于更好地预防、诊断、治疗VAP。微量元素作为人体组织的重要组成成分，是许多生物酶组成成分，也是影响酶活性的辅助因子和免疫活性细胞需要的重要营养素之一。微量元素处于异常时可导致机体疾病的发生发展并影响预后[7]。维生素D是维持人体正常免疫功能和健康的物质基础，一旦维生素D摄入不足，将造成营养缺乏，导致机体疾病的发生发展并影响预后[8]。因此，纠正微量元素、维生素D对疾病治疗及预后有帮助。这也提示血清微量元素、维生素D与机体免疫状态有关。

VAP是累及下呼吸道、支气管、肺叶的感染性疾病，细菌、病毒、支原体等病原菌均可引起VAP的发生，严重感染者会造成全身炎症反应激活、多器官功能损伤并危及患者生命。肺炎除了与病菌感染有关，机体免疫系统低下也是一个重要的发病原因[9-10]。维生素D为具有生物活性脂溶性类固醇衍生物。维生素D缺乏不仅会影响机体钙的吸收与利用，还可通过其代谢产物1.25(OH)2D3而影响T淋巴细胞增值、B淋巴细胞分化，进行影响机体的免疫功能[11]。Querfeld等[12]报道患者血清25羟基维生素D含量水平低下与呼吸系统感染的病情严重程度存在相关性。维生素D缺乏可使呼吸道上皮变性及角化增生，导致呼吸道抵抗力降低并发各种感染等。Cava等[13]也认为低水平维生素D会使肺功能减弱，呼吸道感染几率明显增加。本研究也发现VAP发生组的血清维生素D水平均低于未发生组，且在低危组、中危组、高危组VAP依次降低，与VAP患者的病情程度呈负相关。说明了维生素D不足与ICU病房VAP的发生发展存在直接关系。

正常情况下，微量元素在人体内是处于动态平衡，人体循环血液中存在微量元素约有十余种，其中以钙、铁、锌、铜等为主要代表元素，对机体各项生理功能具有重要作用。钙具有调节心律、降低血管的通透性、控制炎症和水肿、维持酸碱平衡等作用[14]。ICU患者主要因缺氧、呼吸困难，才行呼吸机辅助呼吸。缺氧造成细胞膜裂解，细胞通透性改变，钙离子向细胞内转移，导致细胞内外钙稳态失衡，血清钙水平下降[15]。钙水平下降会使肺毛细血管渗透性增加，肺间质负压增高，肺活动度下降，增加VAP风险。铁是血红素分子的重要组成成分，与红细胞呼吸链的作用直接相关，可影响淋巴细胞周期性DNA合成[16]。呼吸机辅助治疗虽然能缓解患者呼吸困难症状，但也破坏了鼻咽腔的正常防御屏障，给呼吸道黏膜造成一定损伤[17]。黏膜损伤所产生炎症反应，可刺激吞噬细胞合成并释放炎症因子，造成大量炎症因子刺激铁蛋白合成，使其他细胞释放的铁或外来铁与之结合，导致血清铁水平降低。铁水平下降会导致中性粒细胞的杀菌能力减弱，T细胞和B细胞数量分泌减少，使体液免疫能力减弱，易感性增强，增加VAP风险。锌参与DNA的合成、细胞分化、细胞免疫调节等多种作用[18]。缺氧造成消化道吸收功能降低，影响锌的吸收。同时缺氧所致应激反应，使锌元素分解代谢亢进，锌排出增加，导致呼吸道黏膜损伤修复需额外锌补充。但吞噬细胞释放的内源性白细胞介质，会刺激网状内皮细胞，使其摄取的锌向肝内转移，介导肝细胞摄取锌，从而导致血清锌水平降低。锌水平降低可致胸腺萎缩及皮质区T细胞减少，活性降低，细胞免疫能力下降[19]，增加VAP风险。铜是体内酶的重要部分，对细胞合成及机体免疫系统起到调控作用。缺氧造成重要载体及电子传递系统异常，使肝脏细胞功能受抑制，导致铜蓝蛋白(CP)合成异常，而CP参与铜代谢[20]，其异常可造成铜代谢紊乱，使血清铜水平下降。已有研究表明，铜水平降低会影响CD4+/CD8+的比值，从而导致免疫功能紊乱[21]。而免疫功能紊乱，会导致机体防病能力减弱，利于病原菌在体内大量繁殖，促使VAP发生发展。本研究也发现VAP发生组的血清钙、铁、锌、铜含量均低于未发生组，且在低危组、中危组、高危组VAP依次降低，并与VAP患者的病情程度呈负相关。说明微量元素异常与ICU病房VAP的发生发展存在直接关系。

综上所述，大部分ICU病房患者在行呼吸机辅助呼吸时发生VAP与自身的微量元素钙、铁、锌、铜、维生素D水平含量低下有关。但本研究的样本较小，结果可能存在偏倚，仍需扩大样本量，进一步明确微量元素钙、铁、锌、铜、维生素D含量的作用。