高原肺水腫患者肺血管活性因子水平變化及其與肺動脈高壓的關系

楊生岳 馮恩志 閆自強 周其全 祁玉曙賀 巍 殷 和 張 瑛 田忠新

高原肺水腫(high altitude pu lmoary ede m a,HAPE)是高原地區特有的危及患者生命安全的危急重癥之一。關于HAPE肺動脈高壓(pu lmonary arterial hypertension,PAH)的發生機制目前尚不完全清楚,除了缺氧直接引起肺小動脈收縮而產生的 PAH是其發生的基本原因外,許多細胞因子可能參與了其發病過程[1-3]。中介素(intermedin, IMD)是近年新發現的一種血管活性肽,有研究表明其有擴血管、降血壓的作用,且對缺血心肌、肺組織有保護作用[4],但對其生理病理研究還處于起步階段。腎上腺髓質素(adrenomedulin,ADM)是一種血管活性肽,也具有擴張血管,降低體循環和肺循環壓作用,是維持循環穩定的主要調節因子[5]。內皮素-1(endothelin-1,ET-1)是一種是迄今發現作用最強的縮血管物質,可引起肺血管收縮及血管平滑肌細胞增殖,使肺血管阻力增加,進而導致肺動脈高壓。有關這些肺血管活性因子與HAPE肺動脈壓(pu lmonary arterial pressure,PAP)的關系少有報道。本研究通過檢測HAPE患者治療前及治愈后血漿 I MD、ADM、ET-1水平和平均肺動脈壓(mean pu lmonary arterial pressure,mPAP),探討 I MD、ADM、ET-1在HAPE患者 PAH發生中的作用。

對象與方法

一、觀察對象

本組病例均為 2010年青海玉樹地區發生大地震后,由平原地區快速進入高原地區(海拔 3 800～4 800 m)的漢族部隊官兵,均出生于平原。進入高原后第 1～8 d發病,由醫務人員陪護乘飛機下送 1 h到達我院(西寧,海拔 2 260m)。共 22例,男性 21例,女性 1例,年齡 17～ 48(28．6±10．2)歲。診斷按我國HAPE標準[6]。對照組為西寧地區健康人,均為男性,30例,年齡 20～40(29．5±3．6)歲。所有受試對象均知情同意,并經倫理委員會批準。兩組研究對象的年齡比較差異無統計學意義,具有可比性。

二、研究方法

1．肺動脈壓測定

所有受試者采用彩色多普勒超聲心動儀(康柏 RT-6800型)測定肺動脈血流頻譜的右室射血前期時間(right ventricular pre-djection period,RVPEP)與肺動脈血流加速時間(acceleration t ime,AT),RVPEP是指從心電圖Q波起點到肺動脈收縮期血流頻譜起點的時間,AT指從肺動脈收縮期血流頻譜起點到達峰值速度的時間。mPAP(mmH g)=42．1(RVPEP/AT)-15．7[7]。

2．動脈血氣分析

在未吸氧條件下,取股動脈血 2mL,用Opt-iⅡ型血氣分析儀測動脈血氧分壓(PaO2)。

3．血漿 IMD、ADM 和 ET-1測定

取空腹靜脈血 6mL,置于含 10% 二乙胺四乙酸二鈉(EDTA-Na2)30 μL抑肽酶 30 μL的抗凝試管中,離心(4℃,3 000 r/m in,10m in)后取血漿,置于-30℃冰箱內貯存待測。采用放射免疫分析方法測定, IMD、ADM試劑盒由美國 phoenix公司提供,ET-1試劑盒由北京東亞免疫技術研究所提供。操作嚴格按試劑盒說明書的步驟進行。

三、統計學分析

用 SPSS13．0統計學軟件處理。計量資料以均值 ±標準差(±s)表示,兩組間比較采用 t檢驗,相關性分析采用 Pearson直線相關分析法。檢驗水準 α=0．05,P＜0．05為差異有統計學意義。

結 果

一、兩組血漿 I MD、ADM、ET-1、PaO2及 mPAP的比較

治療前,HAPE組血漿 I MD、ADM、ET-1及mPAP較健康對照組顯著升高,而 PaO2較健康對照組顯著降低(均P＜ 0．01)。兩組血漿 IMD、ADM、ET-1、PaO2及 mPAP的比較,見表1。

二、HAPE組血漿 IMD、ADM、ET-1與 mPAP及 PaO2與 IMD、ADM、ET-1、mPAP的關系

血漿 IMD、ADM、ET-1水平與 mPAP均呈顯著正相關 (分別 r=0．752、0．733、0．812,均P＜ 0．01),PaO2水平與 IMD、ADM、ET-1、mPAP呈顯著負相關 (分別 r=-0．689、-0．710、-0．741、-0．744,均P＜ 0．01)。

三、HAPE組治療前和治愈后血漿 IMD、ADM、ET-1、PaO2及 mPAP的比較

治愈后,HAPE組血漿 IMD、ADM、ET-1及 mPAP水平較治療前顯著降低(均P＜0．01),PaO2水平顯著升高(均P＜0．01),并與健康對照組比較差異無顯著性(均P＞0．05)。HAPE組治療前和治愈后血漿 IMD、ADM、ET-1、PaO2及 mPAP的比較,見表2。

討 論

HAPE的發病機制較為復雜,急性低氧性肺動脈高壓(hypoxia pu lmonary artery hypertension,HPH)是發生HAPE的病理生理學基礎。HAPE的發生除了缺氧直接引起肺小動脈收縮而產生的肺動脈高壓(pu lmonary artery hypertension,PAH)及血管內皮細胞損傷是其發生的基本原因外,許多細胞因子可能參與了其發病過程[1-3,8]。張西洲等[2,3]報道,HAPE患者治療前外周血內皮細胞、血漿血管性假血友病因子、顆粒膜蛋白-140、促紅細胞生成素、C-型利鈉肽和細胞間黏附分子-1明顯高表達,認為這些細胞因子參與了HAPE的發病。

IMD是 2004年Roh等[4]用系統進化分析法從人類和其它脊椎動物基因組證實了一種新的降鈣素 /降鈣素基因相關肽的家族肽。 IMD通過降鈣素受體樣受體(calcitonin receptor-like receptor,CRLR)/受體活性修飾蛋白(receptor activity-modifying protein,RAMP)受體復合物發揮作用。初步研究表明它有擴血管、降血壓的作用,且對缺血心肌、肺組織有保護作用[4]。Burak等[9]研究發現, IMD對靜息狀態下離體大鼠肺血液循環影響很小或無影響,但由U-46619升高肺血管收縮壓后,靜脈注射 IMD可以呈劑量依賴性地降低 PAP,PAP的降低說明肺血管阻力下降,反映出 IMD可擴張肺血管,降低肺血管阻力?；粜闱嗟萚10]報道,經低氧處理 1周、2周、3周的大鼠,血氧分壓下降,PAP升高,隨著低氧時間延長,PAP上升也越明顯,同時低氧大鼠血漿 IMD含量也較正常對照組增高,且隨低氧時間延長逐漸升高,低氧 3周時最明顯。認為,低氧可刺激IMD合成及分泌,使之含量增加,其在低氧性肺動脈高壓及肺血管重建中發揮重要作用。Gong等[11]報道,在慢性低氧致 PAH、右心室肥厚的大鼠模型中,血漿和右心室組織 IMD蛋白水平顯著增加,右心室 IMD mRNA表達水平上調, IMD表達上調可對抗 PAH和右心室后負荷的增加。本研究結果顯示,HAPE患者血漿IMD及mPAP水平均顯著高于,PaO2顯著低于健康對照組(均P＜0．01),且 IMD與mPAP呈顯著正相關(P＜ 0．01),PaO2與 IMD、mPAP均呈顯著負相關(均P＜ 0．01)。HAPE患者 PAP顯著升高,PaO2顯著降低,血漿 IMD水平也隨 PAP增高和 PaO2降低而上升。說明高原低氧可刺激 IMD合成、分泌增多,使其在血漿中含量增加。HAPE患者血漿 IMD水平升高可能是機體對PAH的一種代償性反應, IMD可能作為循環激素參與HAPE患者 PAH的病理生理過程,在肺血管張力調節中發揮重要重要。

表1 兩組血漿 IMD、ADM、ET-1、Pa O2及 mPAP的比較(±s)Table 1 Co mparison of pla sma IMD、ADM、ET-1、PaO2andmPAP between two groups(±s)

表1 兩組血漿 IMD、ADM、ET-1、Pa O2及 mPAP的比較(±s)Table 1 Co mparison of pla sma IMD、ADM、ET-1、PaO2andmPAP between two groups(±s)

組 別 n IMD(pg/mL) ADM(pg/mL) ET-1(ng/L) PaO2(mm Hg) mPAP(mm Hg)HAPE組 22 174．23 ±17．44 77．45 ±6．87 93．61±10．22 33．82±5．66 46．51±7．20健康對照組 30 62．76 ±10．60 22．04 ±3．15 35．52±4．52 69．27±3．35 20．14±3．34 t值 23．667 29．145 23．352 22．897 13．153 P 值 ＜ 0．01 ＜ 0．01 ＜ 0．01 ＜ 0．01 ＜ 0．01

表2 HAPE組治療前和治愈后血漿 IMD、AD M、ET-1、PaO2及 mPAP的比較(±s)Table 2 Co mparison of plasma IMD、AD M、ET-1、PaO2andmPAP before and after treatment inHAPE group(±s)

表2 HAPE組治療前和治愈后血漿 IMD、AD M、ET-1、PaO2及 mPAP的比較(±s)Table 2 Co mparison of plasma IMD、AD M、ET-1、PaO2andmPAP before and after treatment inHAPE group(±s)

注:與治愈后比較,*P＜0．01

組 別 n IMD(pg/mL) ADM(pg/mL) ET-1(ng/L) PaO2(mm Hg) mPAP(mm Hg)HAPE組治療前 22 174．23 ±17．44* 77．45 ±6．87* 93．61 ± 10．22* 33．82±5．66* 46．51±7．20*治愈后 22 65．33 ±9．88 23．56 ±3．53 36．73±3．90 69．01±3．62 21．22±3．63健康對照組 30 62．76 ±10．60 22．04 ±3．15 35．52±4．52 69．27±3．35 20．14±3．34

ADM是一種由 52個氨基酸殘基組成的血管活性肽,具有擴張血管,降低體循環和肺循環壓、利鈉利尿、抑制血管平滑肌增殖等多種生物學重要,是維持循環穩定的主要調節因子。肺是其合成、分泌和代謝的重要場所之一[5]。ET-1是一種含 21個氨基酸的生物活性多肽,是迄今發現作用最強的縮血管物質,可引起肺血管收縮及血管平滑肌細胞增殖,使肺血管阻力增加,進而導致肺動脈高壓。Take mori等[12]對慢性阻塞性肺疾病患者研究發現,ADM和 ET-1均增高,兩者存在密切的聯系,認為 ET-1可刺激內皮細胞合成及釋放ADM,ADM升高又可抑制 ET-1的過度合成,拮抗 ET-1過高對肺血管產生不利影響,ADM水平代償性升高是一種保護作用。徐平等[13]報道,低氧性 PAH大鼠肺小動脈壁 ADM及受體mRNA表達增高,并與肺動脈壓力增高及低氧性肺血管重塑的形成呈正相關。表明缺氧能刺激ADM合成及分泌。Kanazawa[14]等研究報道,大鼠暴露于低壓低氧環境下,ET-1在肺內的生成增加,對肺動脈高壓的形成起重要作用。本研究結果顯示,HAPE患者血漿 ADM、ET-1水平均顯著高于,PaO2顯著低于健康對照組(均P＜0．01),血漿ADM、ET-1水平與 mPAP呈顯著正相關(均P＜ 0．01),PaO2水平與 ADM、ET-1、mPAP呈顯著負相關 (P＜0．01)。血漿ADM、ET-1水平隨 PAP增高和 PaO2降低而上升,說明高原低氧可刺激 ADM、ET-1合成、分泌增多,使其在血漿中含量增加。HAPE患者血漿ET-1水平升高是導致 PAP升高的重要原因,而ADM升高則可能是機體對 PAH的一種代償性保護反應,ET-1和 IMD可能參與了HAPE患者 PAH的病理生理過程。

綜上所述, IMD、ADM、ET-1參與了AHAR患者 PAH形成的病理生理過程,其比例失衡可能是導致低氧性肺動脈高壓發生發展的重要因素之一。

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