组合式血液净化治疗急性呼吸窘迫综合征对患者炎症因子和生物标志物的影响

姚淑雯 许卓谦 利雪燕 李东华 叶家骏 王淑香 郑国营

广州市花都区人民医院重症医学科 510800

急性呼吸窘迫综合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS）是多种致病因素（非心源性）所导致的急性、缺氧性呼吸衰竭［1］。临床表现主要为进行性呼吸困难、心率增速、呼吸窘迫等。ARDS发病机理复杂，确切的发病机制尚不明确，具有发病急和发展快等特点、病死率较高，达到30%～60%［2］。因此探索有效的治疗手段，对患者ARDS及时救治，可以有效改善患者的预后情况。近几年临床研究和实践中，血液净化技术为危重症患者的治疗提供了新的思路和方法［3-5］。血液净化技术可以有效清除各种毒素和炎症因子等，保持内环境和代谢的正常稳定，为疾病的恢复创造条件。本研究对本院58例ARDS患者进行组合式血液净化治疗，评估组合式血液净化措施治疗ARDS的临床效果，同时分析治疗后炎症因子和生物标志物的变化，评估生物标志物在ARDS患者恢复过程中的指示作用，现报道如下。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2015年4月至2017年4月本院ICU住院的58例ARDS患者，所有患者均符合2012年ARDS诊断柏林标准。纳入标准：1个月内未接受过免疫调节治疗者；入院前未予以血液净化治疗；氧合指数≤200 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）；肺动脉嵌顿压≤18 mmHg/无左心房压力增高；急性起病；X线胸片（正位）现双肺有斑片状阴影。患者及家属知情且签署知情同意书，本研究经本院医学伦理委员会批准。58例患者男32例，女26例；年龄范围为28～70岁，年龄（51.9±17.2）岁。以同期58例体检健康者［男33例，女25例；年龄范围为26～69岁，年龄（52.7±14.4）岁］作为对照组。两组研究对象基本资料比较，差异均无统计学意义（均P＞0.05），具有可比性。

1.2 方法 患者进行组合式血液净化治疗。首先使用血液灌流器（BS330-Ⅱ，珠海健帆）进行血液灌流（hemoperfusion，HP）治疗，HP治疗时间为2 h，HP治疗结束后拆除血液灌流器继续进行脉冲式高容量血液滤过（pulsed high volume hemofiltration，PHVHF）治疗。前稀释法，置换液速度70 ml/（kg·h）治疗6～8 h后，续行连续静脉-静脉血液滤过（continuous veno-venous hemofiltration，CVVH）治疗，置换液速度35 ml/（kg·h）。采用肝素对血路进行抗凝，并用无菌氯化钠溶液间断性对血路和滤器进行冲洗。

1.3 临床指标 治疗前后分别检测患者血流动力学指标［血氧分压（PaO2）、动脉血二氧化碳分压（PaCO2）、血氧饱和度（SaO2）］和心肺功能指标（心率、肺动脉压及肺动脉楔压），分析组合式血液净化治疗措施对患者临床指标的改善情况。

1.4 炎症因子检测 患者治疗前后血清中白细胞介素（IL）-2、IL-4、IL-8和肿瘤坏死因子（TGF）-β的表达水平使用酶联免疫吸附试验（ELISA）进行检测。用于检测的ELISA试剂盒均购自美国OMEGA公司，检测程序严格按照说明书进行。比较分析治疗前后各项炎症因子的表达水平。

1.5 生物标志物的检测 有研究表明ARDS患者血清血管生成素2和Ⅱ型肺泡细胞表面抗原（KL-6）的表达水平比健康人群更高，提示血管生成素2和KL-6是ARDS潜在的生物标志物。与健康人群相比，ARDS患者血清蛋白C浓度显著降低。本研究使用商品化ELISA试剂盒分别检测患者治疗前后血清中血管生成素2、KL-6和蛋白C的表达量，ELISA试剂盒购自美国R&D Systems公司。

1.6 统计学分析 用SPSS 21.0统计软件处理数据，符合正态分布的计量资料采用（±s）表示，组间比较进行独立样本t检验，组内多时间点比较采用方差分析，计数资料采用例（%）表示，进行χ2检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 血气指标 与健康对照组相比，ARDS患者PaO2、SaO2明显降低，PaCO2明显升高；ARDS患者经过组合式血液净化治疗后4 h，患者的PaO2、PaCO2、SaO2开始改善，与治疗前相比，差异均有统计学意义（均P＜0.01）；治疗后8 h、12 h检测发现效果越明显；治疗组治疗后血气指标显著改善，差异均有统计学意义（均P＜0.01），见表1。

2.2 临床症状 与健康对照组相比，ARDS患者的心率明显加快，肺动脉楔压明显升高，但是肺动脉压明显降低；ARDS患者经过组合式血液净化治疗后4 h，患者的上述临床指标开始改善，且随着时间的延长，效果越明显，差异均有统计学意义（均P＜0.01），见表2。

2.3 炎症因子水平 治疗组经过治疗后IL-2、IL-4、IL-8、TGF-β炎症因子浓度比治疗之前显著下降，差异均有统计学意义（均P＜0.05），见表3。

2.4 血管生成素2、KL-6水平 与健康对照组相比，ARDS患者血清血管生成素2、KL-6浓度显著升高，ARDS患者经过组合式血液净化治疗后4 h，患者的血管生成素2、KL-6浓度开始降低，且随着时间的延长，效果越明显，和治疗之前的浓度相比，差异均有统计学意义（均P＜0.05），见表4。

2.5 组合式血液净化对ARDS患者蛋白C的影响ARDS患者血清蛋白C浓度是以对照组健康体检者浓度百分比表示。从图1可以看到，ARDS患者血清蛋白C浓度在治疗前仅仅相当于健康对照组的52.8%，说明ARDS患者蛋白C浓度显著低于健康对照组。ARDS患者经过组合式血液净化治疗后4 h，ARDS患者的血蛋白C浓度开始升高，但差异无统计学意义（P＞0.05）。然而随着时间的延长，治疗后8 h，ARDS患者的血蛋白C浓度继续上升，和治疗前相比，差异有统计学意义（P＜0.05）；且随着时间的延长，效果越明显。

表1 对照组健康体检者与治疗组急性呼吸窘迫综合征患者治疗前后血气指标比较（±s）

表1 对照组健康体检者与治疗组急性呼吸窘迫综合征患者治疗前后血气指标比较（±s）

注：与对照组相比，a P＜0.01，与本组治疗前相比，b P＜0.01；PaO2为血氧分压，PaCO2为动脉血二氧化碳分压，SaO2为血氧饱和度；1 mmHg=0.133 kPa

组别对照组治疗组例数58 58时间治疗前治疗后4 h治疗后8 h治疗后12 h PaO2（mmHg）99.5±13.2 59.5±17.3a 63.6±16.4b 68.2±14.9b 74.3±18.1b PaCO2（mmHg）40.6±4.2 53.6±15.9a 51.4±10.7b 49.9±14.5b 47.2±9.8b SaO2（%）97.3±2.2 81.8±7.5a 86.3±6.5b 89.1±6.1b 92.2±4.6b

表2 对照组健康体检者与治疗组急性呼吸窘迫综合征患者治疗前后临床症状比较（±s）

表2 对照组健康体检者与治疗组急性呼吸窘迫综合征患者治疗前后临床症状比较（±s）

注：与对照组相比，a P＜0.01，与本组治疗前相比，b P＜0.01；1 mmHg=0.133 kPa

组别对照组治疗组例数58 58时间治疗前治疗后4 h治疗后8 h治疗后12 h心率（次/min）89.6±7.7 118.2±5.9a 106.3±6.7b 97.5±6.1b 92.1±5.3b肺动脉压（mmHg）65.4±6.8 54.5±5.7a 60.6±6.5b 63.7±4.2b 65.5±5.1b肺动脉楔压（mmHg）10.9±2.1 18.3±2.4a 16.1±2.8b 14.7±1.8b 12.8±1.9b

表3 对照组健康体检者与治疗组急性呼吸窘迫综合征患者治疗前后炎症因子水平比较（ng/L，±s）

表3 对照组健康体检者与治疗组急性呼吸窘迫综合征患者治疗前后炎症因子水平比较（ng/L，±s）

注：与对照组相比，a P＜0.01，与本组治疗前相比，b P＜0.01；IL-2为白细胞介素-2，IL-4为白细胞介素-4，IL-8为白细胞介素-8，TGF-β为转化生长因子β

组别对照组治疗组例数58 58时间治疗前治疗后4 h治疗后8 h治疗后12 h IL-2 23.9±5.1 633.5±42.6a 512.3±54.3b 457.7±35.8b 380.4±41.5b IL-4 31.1±6.3 613.5±32.8a 552.3±57.6b 478.7±65.4b 310.4±51.6b IL-8 28.4±6.1 408.7±62.8a 302.8±57.6b 218.7±72.4b 142.8±67.3b TGF-β 36.6±5.6 513.5±32.8a 452.3±57.6b 378.7±65.4b 310.4±51.6b

3 讨 论

ARDS诱发因素较多，比如肺炎、大手术、全身感染等都可能导致ARDS的发生，病死率较高，ARDS患者由于呼吸衰竭进而诱发多器官功能障碍是导致其死亡的主要原因。尽管其明确的发病原因还不明确，目前关于其主要发病机制有以下几种解释。（1）毛细血管内皮细胞和肺泡上皮细胞损伤和功能障碍，肺泡内聚集蛋白质水肿液；（2）大量中性粒细胞进入肺毛细血管，激活的中性粒细胞释放大量有害分子；（3）巨噬细胞迁移至损伤部分释放炎症因子［6］。因此，观点是失控的炎症反应是ARDS发生和进展的关键因素。ARDS发生的一个重要特征是巨噬细胞和气道上皮细胞释放肿瘤坏死因子（TNF）、IL等炎症介质，继而诱导以IL-8为主的中性粒细胞趋化因子的产生，使中性粒细胞在肺内集聚和活化，造成肺部急性损伤［7］。有研究人员使用针对TNF、IL-1和IL-8的抗体对ARDS进行治疗，结果并不理想，使用抗体治疗没有降低患者病死率［8］。该结果说明ARDS涉及多种因素和多种炎症因子，单独阻断特定的一个或几个炎症因子不能有效改善患者症状和预后。因此炎症因子的清除可实现ARDS较为充分的治疗，提高患者的生存率［2］。

表4 对照组健康体检者与治疗组急性呼吸窘迫综合征患者治疗前后血管生成素2、KL-6水平比较（±s）

表4 对照组健康体检者与治疗组急性呼吸窘迫综合征患者治疗前后血管生成素2、KL-6水平比较（±s）

注：与对照组相比，a P＜0.01，与本组治疗前相比，b P＜0.01；KL-6为Ⅱ型肺泡细胞表面抗原

组别对照组治疗组例数58 58时间治疗前治疗后4 h治疗后8 h治疗后12 h血管生成素2（μg/L）0.2±0.03 1.2±0.18a 0.8±0.21b 0.6±0.23b 0.4±0.16b KL-6（U/ml）207.7±23.5 508.2±55.2a 415.8±50.2b 350.6±43.3b 283.6±38.5b

图1 组合式血液净化对58例急性呼吸窘迫综合征患者（治疗组）血清蛋白C浓度的影响

组合式血液净化能够有效清除血液中有害物质，已经在临床上广泛应用，治疗急性中毒、脓毒症和尿毒症等［3-5］。组合式血液净化技术是将PHVHF和HP有机结合的治疗技术，充分发挥了各种的治疗长处。PHVHF作为血液净化治疗中一项重要模式，它主要是以置换液输入量的增加来清除更多的大中分子溶质，相比传统血液净化治疗模式可更好改善细胞功能，实现免疫稳态等。HP通过具有广谱高效吸附效果的活性炭或树脂灌流器与固态的吸附剂相连，通过吸附将体内外源性或内源性毒物清除出去，之后再将净化的血液重新送回患者体内，能有效吸附单纯PHVHF清除效果不好的大分子炎性介质，清除外源性和内源性毒素，进一步加强清除炎症介质、细胞因子、胆红素的作用，从而达到血液净化的目的。

本次研究则将PHVHF联合HP对ARDS进行治疗，结果显示，组合式血液净化患者的血气指标显著改善，差异有统计学意义（P＜0.05）；除此之外，我们还检测了相关炎症因子的变化。之前的研究表明，IL和TNF在呼吸系统疾病的发生及发展过程中发挥着重要角色。有研究显示，ARDS患者血清TNF表达水平较高，与患者病情的严重程度呈正相关［9］。上文提到，ARDS发生的一个重要特征是巨噬细胞和气道上皮细胞释放TNF、白细胞介素等炎症介质，继而诱导以IL-8为主的中性粒细胞趋化因子的产生，使中性粒细胞在肺内集聚和活化，造成肺部急性损伤。而且IL-8也是一个ARDS相关的生物标志物，在早期监测早产儿呼吸窘迫综合征的研究中证实IL-8水平可以作为临床预测早产儿ARDS的重要指标，在临床上具有重要的参考价值［10］。在本研究中，ARDS患者经过治疗后IL-2、IL-4、IL-8和TNF显著降低，标志着该治疗方式可以有效清除患者体内炎症因子，而且进一步证实了IL-8作为生物标志物的作用。

现阶段关于ARDS研究集中在治疗和炎症因子的清除，但是相关生物标志物研究甚少。尽管有研究已经鉴定出数个生物标志物，然而他们在ARDS治疗和恢复中扮演的角色还很少研究。本研究中，我们选择以下几个标志物进行检测：血管生成素2、KL-6和蛋白C。血管生成素2浓度的提高和肺气体交换功能障碍相关；KL-6主要在Ⅱ型肺泡壁细胞中表达，其表达量的上升提示肺泡上皮细胞受到损伤。已经有研究证实，外周血中血管生成素2和KL-6的表达水平和ARDS患者的疾病严重程度呈正相关，即血管生成素2和KL-6水平越高，说明ARDS患者病情越严重［11-12］。而蛋白C则正好相反，和ARDS患者的疾病严重程度呈负相关［13］。血清蛋白C浓度较低的患者通常预后较差，伴随更长的机械通气时间和多器官功能障碍等。本研究中，ARDS患者在治疗前血管生成素2和KL-6比对照组显著更高，而蛋白C浓度比对照组低，这和之前的研究是一致的。经过治疗后，ARDS患者血清中血管生成素2和KL-6都显著降低。这和两组血气指标等改善的情况相一致。患者病情改善的同时，血清中血管生成素2、KL-6显著降低，说明患者血管生成素2、KL-6作为ARDS生物标志物是可靠的，可以用来预测患者的病情程度和治疗效果。同时，ARDS患者经过治疗后蛋白C浓度升高，和之前的研究一致，即ARDS病情和蛋白C浓度负相关。本研究证实，血管生成素2、KL-6和蛋白C作为ARDS的生物标志物是可靠的，值得在ARDS患者治疗后的检测。

综上所述，组合式血液净化（PHVHF+HP）治疗ARDS可改善血气指标，有效清除炎症介质，改善肺功能，降低病死率，临床效果显著，值得推广应用。同时，我们还鉴定了ARDS生物标志物（血管生成素2、KL-6和蛋白C）的实用性。这3个标志物用于预测ARDS患者的预后是可行、可靠的。多个生物标志物的同时监测可能比单一的指标能更好预测ARDS的治疗和预后。

利益冲突：作者已申明文章无相关利益冲突。