急性呼吸窘迫综合征患者炎症指标与肺功能的相关性研究

高琳本 王艳青 华夏

1海阳市人民医院呼吸内科，海阳 265100；2海阳市人民医院急诊科，海阳 265100

急性呼吸窘迫综合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS）是由于严重创伤、感染、休克等非心源性疾病引起的毛细血管内皮与肺泡上皮损伤，出现以急性低氧合呼吸或呼吸衰竭的急性肺损伤。ARDS 由于肺容积减少、死腔通气增加、通气顺应性下降，发病后肺功能快速下降。研究认为，ARDS 患者炎症因子失衡，可引起毛细血管与肺泡上皮屏障功能下降，引起或加重肺功能损伤［1-2］。而减轻ARDS 患者的炎症程度，有助于减轻肺损伤程度，并改善预后［3-4］。目前，临床上关于ARDS 患者炎症指标与肺功能的关联研究鲜有提及，本研究分析了ARDS 患者起病后的炎症指标与肺功能的相关性，旨在为ARDS 患者急性期炎症控制与减轻肺功能丧失提供指导。

资料与方法

1、一般资料

本研究经海阳市人民医院伦理学会批准及认可，患者知情知悉并同意。将海阳市人民医院呼吸内科2020年1月至2021 年6 月接收的ARDS 患者86 例作为研究对象，根据2012年“柏林标准”［5］关于病情程度分级，将ARDS患者分为轻度［200 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa）＜动脉氧分压（PaO2）/吸入氧体积分数（FiO2）≤300 mmHg，呼气末正压（PEEP）或持续气道正压（CPAP）≥5 cmH2O（1 cmH2O=0.098 kPa）］、中度（100 mmHg ＜PaO2/FiO2≤200 mmHg，PEEP ≥5 cmH2O）与重度（PaO2/FiO2≤100 mmHg，PEEP ≥5 cmH2O）。

2、纳入与排除标准

纳入标准：（1）均符合2012 年“柏林标准”［5］关于ARDS的诊断标准；（2）年龄≥18 周岁；（3）患者入院后可完成肺功能检测。排除标准：（1）伴心脑血管、血液系统、神经系统等严重疾病；（2）甲状腺功能亢进、甲状腺炎、慢性溃疡性结肠炎、萎缩性胃炎等自身免疫性疾病；（3）妊娠及哺乳期女性；（4）临床资料缺失。

3、方法

（1）基线资料收集。收集患者的年龄、性别、体质量指数（body mass index，BMI）、基础疾病。入院后完成急慢性生理评分II（Acute Physiology and Chronic Health Evaluation II，APACHE II）及序贯器官衰竭评分（Sequential Organ Failure Assessment，SOFA）［6-7］。（2）肺功能检测。入院后采用Master Screen PET 肺功能测试系统快速检测患者的肺功能指标，包含用力肺活量（forced vital capacity，FVC）、第1秒用力呼气容积（forced expiratory volume in 1 second，FEV1）、FEV1/FVC、最大通气量（maximum ventilation volume，MVV）及肺一氧化碳弥散量（diffusing capacity for carbon monoxide，DLco）。（3）炎症指标：采集患者静脉血，采用罗氏E411 全自动电化学发光分析仪及其配套试剂降钙素原（procalcitonin，PCT）水平，采用酶联免疫吸附法（enzyme linked immune sorbent assay，ELISA）检测C 反应蛋白（C reactive protein，CRP）水平，试剂盒为中生北控生物科技公司产品；采用ELISA 法检测肿瘤坏死因子-α（tumor necrosis factor-α，TNF-α）、白介素-2（interleukin-2，IL-2）、IL-6、IL-8，试剂盒为美国Rapid Lab公司产品。

4、数据处理

采用SPSS 22.0 统计学软件，计数资料采用百分率表示，采用χ2检验；计量资料符合正态分布，采用（±s）表示，采用单因素方差分析（One-Way ANOVA），两两比较采用LSD 法；炎症指标与肺功能指标采用Pearson 相关性分析，以P＜0.05表示差异有统计学意义。

结 果

1、基线资料比较

3 组患者年龄、性别、BMI 及基础疾病比较差异均无统计学意义（均P＞0.05）；在APACHE II、SOFA 方面差异均有统计学意义（均P＜0.05），详见表1。

表1 3组急性呼吸窘迫综合征患者的基线资料比较

2、3组患者的炎症指标比较

中度组的CRP、TNF-α、IL-2、IL-6及IL-8高于轻度组；重度组的CRP、PCT、TNF-α、IL-2、IL-6 及IL-8 高于轻度组；重度组的CRP、TNF-α、IL-2、IL-6 及IL-8 高于中度组，差异均有统计学意义（均P＜0.05）。详见表2。

表2 3组急性呼吸窘迫综合征患者的炎症指标比较（± s）

表2 3组急性呼吸窘迫综合征患者的炎症指标比较（± s）

注：CRP为C反应蛋白，PCT为降钙素原，TNF为肿瘤坏死因子，IL为白介素；与轻度组比较，aP＜0.01；与中度组比较，bP＜0.01

组别轻度组中度组重度组F值P值例数18 30 38 CRP（mg/L）21.40±5.18 32.55±6.20a 43.75±7.28ab 18.422＜0.001 PCT（μg/L）7.65±1.89 8.43±2.10 9.70±2.45a 4.960 0.010 TNF-α（ng/L）56.75±11.30 72.45±14.22a 89.80±15.60ab 12.620＜0.001 IL-2（ng/L）382.30±36.40 451.70±49.35a 524.85±56.75ab 13.180＜0.001 IL-6（ng/L）142.60±18.45 176.35±20.44a 214.35±22.74ab 14.684＜0.001 IL-8（ng/L）185.35±21.60 265.70±29.40a 368.90±41.35ab 16.802＜0.001

3、肺功能比较

中 度 组的FVC、FEV1、DLco 低 于 轻 度组；重 度 组的FVC、FEV1、FEV1/FVC、MVV 及DLco 低于轻度组；重度组的FVC、FEV1、FEV1/FVC、MVV 低于中度组，差异均有统计学意义（均P＜0.05）。详见表3。

表3 3组急性呼吸窘迫综合征患者的肺功能指标比较（± s）

表3 3组急性呼吸窘迫综合征患者的肺功能指标比较（± s）

注：FVC为用力肺活量，FEV1为第1秒用力呼气容积，MVV为最大通气量，DLco为肺一氧化碳弥散量；与轻度组比较，aP＜0.05，bP＜0.01；与中度组比较，cP＜0.05，dP＜0.01

组别轻度组中度组重度组F值P值例数18 30 38 FVC（L）1.98±0.31 1.74±0.27b 1.55±0.21bd 7.825＜0.001 FEV1（L）1.56±0.28 1.33±0.26b 1.12±0.19bd 9.641＜0.001 FEV1/FVC（%）78.58±5.46 75.70±5.29 71.58±4.86bd 7.360＜0.001 MVV（L）76.50±10.68 71.59±9.42 66.80±8.70bc 6.892 0.001 DLco（%）68.54±7.26 64.30±6.82a 61.25±6.35b 6.590 0.002

4、炎症指标与肺功能的相关性分析

Pearson 相关性分析显示，CRP、PCT、TNF-α、IL-2、IL-6、IL-8与FVC、FEV1、FEV1/FVC、MVV、DLco均呈显著的负相关性（均P＜0.05）。详见表4。

表4 86例急性呼吸窘迫综合征患者的炎症指标与肺功能指标的Pearson相关性分析

讨 论

ARDS 的特点是肺泡上皮与肺毛细血管内皮通透性增加引发的肺水肿，肺水肿可导致通气/血流比例失衡，引起低氧血症、肺血管痉挛，导致肺动脉高压，危及生命。炎性反应是ARDS 的早期重要特征，富含蛋白与中性粒细胞为主的多类型炎性细胞，粘附在受损血管内皮表面，并随中性粒细胞向肺间质与肺泡移行，该移行过程又将引起大量的炎性介质分泌，引发弥漫性肺损伤［8］。除中性粒细胞外，肺泡上皮与成纤维细胞亦可产生多种炎症因子，加重炎性反应。CRP 是一种具有免疫调节作用的急性蛋白，在感染与创伤后血浆中CRP 水平将迅速上升，以激活或加强吞噬细胞的功能；PCT 是反应全身炎症反应的活跃程度指标，在创伤与感染下，PCT 含量迅速上升；TNF-α 被认为是炎性反应的前驱性细胞因子，可诱发炎症级联反应；IL-2、IL-6 可趋化T 淋巴细胞、中性粒细胞、嗜酸性粒细胞等炎症物质的释放，促进溶酶体酶释放，引起自由基损伤、氧化应激损伤、血管内皮功能障碍及细胞免疫功能损伤。研究发现，IL-8 除了参与炎性反应外，还与中性粒细胞有良好的趋同性，IL-8 可引起中性粒细胞持续时间延长外，加重血管内皮损伤，引发脏器官灌注不足，导致脏器官不可逆转的功能性损伤［9-10］。本研究根据2012 年ARDS 柏林标准将ARDS 患者分为轻度、中度与重度，检测了其炎症指标。结果显示，中度组的CRP、TNF-α、IL-2、IL-6及IL-8显著高于轻度组；重度组的CRP、PCT、TNF-α、IL-2、IL-6 及IL-8 显著高于轻度组；重度组的CRP、TNF-α、IL-2、IL-6及IL-8显著高于中度组。这说明随ARDS 病情分级的上升，患者的炎性反应越严重。炎症介质的大量分泌可介导ARDS 患者的炎症瀑布样反应，引起血管内皮损伤加重，进一步降低肺通气与换气功能，导致氧合指数进行性下降，最终引起预后不良，因此需重视ARDS 的炎症控制，遏制炎症介质的全身失控性炎性反应。

肺通气功能下降是ARDS 的典型表现，除了与炎症级联反应带来的肺泡塌陷，造成肺功能直接下降有关外；还与肺水肿引起的通气功能降低有关。FVC 是最大吸气量，FEV1是第1 秒用力的吸气量，正常人FEV1/FVC 通常＞70.0%，若＜70.0%则代表阻塞性通气功能障碍［11］；MVV与胸部完整结构、呼吸肌力量、呼吸道通畅及肺组织弹性有关，反应了单位时间内呼吸的最大气量；DLco 反应了氧的弥散能力，DLco ＜80%代表肺弥散功能下降［9］。本研究显示，中度组的FVC、FEV1、DLco 显著低于轻度组；重度组的FVC、FEV1、FEV1/FVC、MVV 及DLco 显著低于轻度组；重度组的FVC、FEV1、FEV1/FVC、MVV 显著低于中度组。这说明随ARDS病情分级的上升，患者存在以肺弥散功能下降与阻塞性通气功能障碍为表现的肺功能进行性丧失。

张怡与徐电［12］研究发现，ARDS 患者的IL-6、CRP、PCT水平下降的同时，呼气流量峰值、MMV 水平则呈现上升。管胜伟［13］研究发现，ARDS患者的PCT与呼吸指数及肺动态顺应性有显著的相关性，r值分别为0.601、-0.541。本研究显 示CRP、PCT、TNF-α、IL-2、IL-6、IL-8 与FVC、FEV1、FEV1/FVC、MVV、DLco 均有显著的负相关性，说明ARDS 患者炎性反应越强烈，肺功能下降越严重。ARDS后肺功能损伤的病理特征是肺泡-毛细血管损伤，导致碎片、蛋白质在肺泡内蓄积，直接引起肺功能损伤；另外ARDS 引起的大量的炎症细胞聚集、炎症介质释放，可引起肺表面活性物质的稀释及功能性紊乱，引发肺顺应性下降，导致肺泡塌陷。研究发现TNF-α、IL-8等炎症因子可经活性氧、蛋白与脂类介质、蛋白酶活性，导致内皮功能障碍，引起肺功能下降［14-15］。CRP 可调控机体的B 淋巴细胞与T 淋巴细胞的吞噬与免疫功能，介导肺组织损伤进程，引起肺功能下降。PCT 可引起肺透明膜通透性改变，并造成线粒体能量代谢障碍，加重肺泡上皮功能损伤，引起肺功能下降。IL-6 主要由活化的T细胞与成纤维细胞产生的淋巴因子，可促使B 细胞前体产生抗体。研究发现IL-6 可诱导T 细胞分泌干扰素（INF-α），下调IL-10 及IL-12 等抑制炎症因子mRNA 的表达，引起免疫失衡，造成肺功能损伤［16］；INF-α 还可引发Th1 细胞毒性，引发巨噬细胞与T 细胞表达紊乱，造成肺泡细胞免疫性损伤，导致肺功能下降。

综上，随着ARDS 病情分级的上升，患者的炎性反应逐渐加剧，肺功能逐渐下降；ARDS患者的炎性反应指标CRP、PCT、TNF-α、IL-2、IL-6、IL-8 与肺功能指标FVC、FEV1、FEV1/FVC、MVV、DLco 均有显著的负相关，临床上需重视ARDS 炎症指标的异常状况，采取积极措施处理，缓解炎性反应诱发的肺功能进行性下降。

利益冲突所有作者均声明不存在利益冲突