AECOPD 機(jī)械通氣患者呼出氣冷凝液IL-6 和TNF-α 水平的監(jiān)測及意義

李 寧，牛艷慧，秦立志，王曉靜，高 勇

慢性阻塞性肺病（COPD）是一種以氣道不完全可逆性氣流受限為特征的疾病，是累及氣道、肺實(shí)質(zhì)以及肺血管的慢性炎癥。慢性阻塞性肺病急性加重期（AECOPD）由于感染、低氧血癥、高碳酸血癥，引發(fā)了機(jī)體的氧化應(yīng)激狀態(tài)，活化的炎性細(xì)胞可釋放各種炎癥介質(zhì)，導(dǎo)致機(jī)體應(yīng)激標(biāo)志物和細(xì)胞因子增高[1]。 氧化應(yīng)激在AECOPD 引起的呼吸衰竭發(fā)病中起著重要的作用，氧化應(yīng)激標(biāo)志物和細(xì)胞因子對全身臟器的損害可能是引起多器官功能衰竭(M0F)的原因之一。 呼出氣冷凝液(EBC)細(xì)胞因子分析是評估下呼吸道疾病炎癥水平的新方法， 具有損傷小、檢測方便、可重復(fù)性強(qiáng)等特點(diǎn)，為監(jiān)測下呼吸道疾病的進(jìn)展和評估預(yù)后提供了新的選擇，目前國內(nèi)外尚未見報(bào)道。 本研究擬通過測定AECOPD 機(jī)械通氣患者EBC 中白細(xì)胞介素6(IL-6)和腫瘤壞死因子（TNF-α）含量變化，探討其能否反映疾病嚴(yán)重程度和預(yù)后。

1 對象與方法

1.1 研究對象

1.1.1 入選和排除標(biāo)準(zhǔn) 選擇符合Ⅰ型或Ⅱ型呼吸衰竭診斷標(biāo)準(zhǔn)，需使用機(jī)械通氣治療的AECOPD患者；排除非AECOPD 的其他呼吸道疾病、人類免疫缺陷病毒(HIV)感染、使用激素治療、拒絕在知情同意書上簽字、不合作或不能完成治療者。 所有研究對象經(jīng)家屬簽署知情同意書。

1.1.2 病例資料 共入選69 例符合條件者，均為我院重癥監(jiān)護(hù)病房(ICU)2013 年7 月～2014 年10 月收治的有創(chuàng)機(jī)械通氣患者，其中男39 例，女10 例；年齡45～82(68.1±7.6)歲。 所有患者接受抗生素治療。 根據(jù)預(yù)后分為存活組和死亡組，存活組36 例，治療時間(7.6±3.1) d；死亡組33 例，治療時間(10.1±4.2) d。 兩組年齡、性別差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P >0.05)，有可比性。

1.2 觀察指標(biāo)及方法

1.2.1 臨床觀察指標(biāo) 記錄患者的姓名、性別、年齡、體溫、血壓、心率、呼吸頻率；動脈血氧分壓、動脈血二氧化碳分壓、動脈血pH 值、血鈉、血鉀、血糖、 腎功能、 肝功能、 血細(xì)胞比容、 白細(xì)胞計(jì)數(shù)、PCT、格拉斯哥昏迷評分、原有慢性疾病、入ICU 的主要原因等指標(biāo)； 分別于機(jī)械通氣1、3、5、7 d 時，進(jìn)行急性生理學(xué)與慢性健康狀況評分系統(tǒng)Ⅱ、Ⅲ(APACHE Ⅱ、Ⅲ)評分，評分時取患者當(dāng)日24 h 內(nèi)指標(biāo)最差值。

1.2.2 EBC 的收集 采用HAAK EK20 E-coScreen型EBC 收集器 (德國JAEGER 公司) 收集69 例AECOPD 機(jī)械通氣患者EBC。 將EBC 收集器浸在冰水中，兩端分別接入呼吸機(jī)呼氣端管道替代蓄水罐，持續(xù)15 min，收集EBC。 接入呼吸機(jī)呼氣端前，清除管道內(nèi)液體，防止其進(jìn)入EBC 收集器，并關(guān)掉濕化瓶溫度開關(guān)。 收集完畢后，測量EBC 容積并分裝，-70 ℃冰箱保存?zhèn)錂z。

1.2.3 IL-6 及TNF-α 測定 用酶聯(lián)免疫法測定EBC 中IL-6 及TNF-α 量，試劑盒均購自RapidBio公司，嚴(yán)格按照說明書操作。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 應(yīng)用SPSS11.5 統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理，計(jì)量資料以表示；兩組間比較采用t 檢驗(yàn)， 組內(nèi)多個均數(shù)的比較采用方差分析、兩兩比較用SNK-q 法； 相關(guān)分析采用Pearson 法或Spearman 法。 P <0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組EBC 中IL-6 及TNF-α 比較 隨機(jī)械通氣時間延長， 存活組EBC 中IL-6 及TNF-α 含量逐漸下降，7 d 降至最低，與1 d 比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P < 0.05)；而死亡組EBC 中IL-6 及TNF-α 含量逐漸升高，7 d 升至峰值，與存活組比較均有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P < 0.05)。 見圖1。

圖1 兩組不同時間EBC中IL-6及TNF-α 含量比較

2.2 兩組APACHE Ⅱ、 Ⅲ評分比較 隨機(jī)械通氣時間延長，存活組APACHE Ⅱ、Ⅲ分值呈逐步降低趨勢，患者病情也逐步好轉(zhuǎn)；而死亡組APACHEⅡ、Ⅲ分值逐漸升高，除第3 d APACHE Ⅱ分值與第1 d 時比較無差異外， 其余時間點(diǎn)APACHEⅡ、Ⅲ分值與第1 d 時比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P <0.05)。存活組APACHE Ⅱ、Ⅲ分值在機(jī)械通氣第3 d時為變化拐點(diǎn)， 與本組第1 d 和死亡組同期比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。 見圖2。

圖2 兩組患者不同時間點(diǎn)APACHEⅡ和Ⅲ評分比較

2.3 相關(guān)性分析 兩組機(jī)械通氣各時間點(diǎn)EBC中IL-6 及TNF-α 含量與APACHE Ⅱ、Ⅲ評分均無相關(guān)性(P ＞0.05)。 見表3。

3 討論

COPD 發(fā)病機(jī)制非常復(fù)雜，目前尚不明確。張永紅等[2]指出，TNF-α、IL 家族、LTB4 等都是重要的炎性因子， 其聚集活化是COPD 炎癥過程的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。臨床上對于氣道慢性炎癥的監(jiān)測十分困難，EBC檢測是新近發(fā)展起來的一項(xiàng)技術(shù)，其中某些成分的顯著變化可以反映肺內(nèi)及氣道內(nèi)的病理生理狀態(tài)。由于其不僅能反映肺部微環(huán)境的改變， 而且實(shí)時、無創(chuàng)、安全、可重復(fù)，為動態(tài)監(jiān)測氣道炎癥和評價(jià)治療效果提供了新的途徑[3-4]。 IL-6 是體內(nèi)多種細(xì)胞所產(chǎn)生的一種炎性因子， 同時具有多種生物學(xué)活性，是機(jī)體復(fù)雜的細(xì)胞因子反饋環(huán)中的一個重要成員，作為炎癥免疫反應(yīng)的重要遞質(zhì)，參與疾病的發(fā)生和發(fā)展過程， 以及機(jī)體的炎癥反應(yīng)和免疫應(yīng)答[5]。TNF-α 是一個強(qiáng)烈的致炎細(xì)胞因子，是炎癥的主要媒介，在機(jī)體對各種真菌、細(xì)菌及病毒的防御中起著重要的作用。 在TNF-α 的刺激下，呼吸道上皮表達(dá)IL-8 及IL-6，最終反復(fù)引起呼吸道慢性炎癥和肺組織損傷[6]。 TNF-α 還具有巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞的趨化作用，與WBC 相互作用，穿過血管壁進(jìn)入氣道組織，導(dǎo)致肺實(shí)質(zhì)慢性損傷和阻塞遷延不愈發(fā)展為COPD。 當(dāng)肺泡-毛細(xì)血管膜損傷嚴(yán)重時，有效的肺泡通氣量減少，造成呼吸衰竭[7]。因此，TNF-α、IL-6與氣道、肺部炎癥密切相關(guān)。 李小麗等[8-9]研究結(jié)果顯示AECOPD 治療后，TNF-α 水平較治療前下降，說明TNF-α 參與了AECOPD 發(fā)病機(jī)制。 因此，研究AECOPD 機(jī)械通氣患者EBC 中IL-6 和TNF-α 水平的變化，對監(jiān)測氣道炎癥、病情嚴(yán)重程度及預(yù)后具有重要臨床意義。

本研究結(jié)果顯示，存活組EBC 中IL-6 和TNF-α含量隨病情的好轉(zhuǎn)逐步下降，而死亡組隨著病情的惡化明顯升高，表明機(jī)械通氣患者由于感染及氣道炎癥反應(yīng)明顯增強(qiáng)，肺發(fā)生嚴(yán)重氧化應(yīng)激反應(yīng)，IL-6和TNF-α 的產(chǎn)生超過了過氧化酶的清除能力。當(dāng)病情進(jìn)一步惡化后，EBC 中IL-6 和TNF-α 含量持續(xù)升高， 證實(shí)了感染可導(dǎo)致氣道炎癥和氧化/抗氧化比例失衡的發(fā)生。 上述結(jié)果表明，EBC 中IL-6 和TNFα 含量可以作為監(jiān)測AECOPD 機(jī)械通氣患者肺部氧化應(yīng)激、 氣道炎癥反應(yīng)增強(qiáng)的早期敏感指標(biāo)，以及COPD 機(jī)械通氣患者病情嚴(yán)重程度及預(yù)后的標(biāo)志物。

本研究結(jié)果還顯示， 存活組APACHEⅡ和Ⅲ評分隨機(jī)械通氣時間延長逐漸降低，死亡組評分則逐漸增高，但患者EBC 中IL-6 和TNF-α 含量與APACHEⅡ和Ⅲ評分間無相關(guān)性，可能與樣本量相對較小有關(guān)。 同時本研究也表明，EBC 中IL-6 和TNF-α 含量可作為獨(dú)立的指標(biāo)，反映機(jī)械通氣患者病情嚴(yán)重程度及預(yù)后。

AECOPD 機(jī)械通氣患者EBC 中IL-6 和TNF-α升高的機(jī)制可能與下列因素有關(guān)： （1）低氧使中性粒細(xì)胞的細(xì)胞結(jié)構(gòu)改變并導(dǎo)致其變形性下降，出現(xiàn)中性粒細(xì)胞在肺內(nèi)聚集并被激活， 釋放大量活氧，成為肺內(nèi)氧化應(yīng)激的主要來源。由于反復(fù)感染和缺氧， 釋放氧自由基， 進(jìn)而導(dǎo)致IL-6 和TNF-α 的增加。（2）由于感染和缺氧等使交感神經(jīng)興奮性增高，血中兒茶酚胺類物質(zhì)增多， 使IL-6 和TNF-α 的分泌增多。（3）在缺氧和感染加重時，下呼吸道巨噬細(xì)胞、中性粒細(xì)胞數(shù)量增多，這些細(xì)胞釋放較多的IL-6 和TNF-α。

綜上所述, IL-6 和TNF-α 參與了AECOPD 發(fā)病機(jī)制，監(jiān)測AECOPD 患者治療期間IL-6 和TNF-α水平，可作為監(jiān)測病情、觀察療效、判斷預(yù)后的重要指標(biāo)。

表3 兩組不同時間EBC中IL-6及TNF-α與APACHE評分的相關(guān)分析（r值）

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