高原肺沖擊傷特點及救治研究進展

陳雪梅，崔歡歡，郭麗瓊，樊毫軍，劉子泉

高原是指使機體產生明顯生物學效應的海拔3 000 m以上的低壓缺氧地區。生物體在高原環境下直接或間接受到沖擊波的作用而發生的肺部損傷稱為高原肺沖擊傷。受高原環境特殊性影響，與平原肺沖擊傷有所不同，其傷情并非為高原環境的低壓缺氧和沖擊波致傷參數的簡單疊加。探討高原肺沖擊傷傷情特點、致傷機制和救治具有重要的軍事意義。

1 高原肺沖擊傷特點

1.1 高原肺沖擊傷外部表現特征王建民[1]等人實驗觀察到兔受高壓沖擊波致傷后，體表局部出現兔毛脫落，周圍兔毛變細、軟，且脫落區皮膚表面有滲血現象；趙新虎[2]實驗中，受爆炸沖擊傷后大鼠均無死亡，3 h內清醒，可自由活動、進食、進水，但反應較遲鈍，24 h內有嗜睡現象；高原沖擊傷實驗中[3-4]，所有致死和存活的大鼠均無體表損傷。部分大鼠有血性泡沫從口鼻流出。口鼻出血可認為是中度、極重度高原沖擊傷的表現形式和特征，是死亡前的重要表現。隨著海拔高度升高，受沖擊傷大鼠口鼻出血百分率也增高。高原和平原的口鼻出血百分率均隨沖擊波的增強而增高。實驗中口鼻出血的大鼠多數患有嚴重的肺水腫和肺出血，并均于短時間內死亡。

1.2 高原肺沖擊傷大鼠死亡率較高王峰[4]等人將130只成年大鼠分3組分別暴露于不同的模擬高原環境5 000 m、4 000 m、3 500 m、396 m（對照組），并使用BST-Ⅰ型生物激波管致傷，入射沖擊波超壓峰值為3.8 MPa。觀察到各組死亡率分別為40%、16.7%、0%、0%；楊志煥[2]將90只大鼠分別暴露于5 000 m、4 000 m、396 m（對照組），使用BST-Ⅰ型生物激波管致傷，入射沖擊波超壓峰值為190.40 kPa，觀察到各組死亡率為35.0%、25.0%、0%。Damon[5]等人研究發現，受沖擊傷大鼠的死亡率與海拔高度明顯相關，環境壓力越低，大鼠對沖擊波的耐受性明顯下降，同樣死亡率所需的沖擊波強度明顯下降，可見，相同沖擊波致傷條件下，海拔高度對沖擊傷大鼠的存活率有非常明顯的影響。高原環境大氣壓氧分壓降低，且隨著海拔升高氧缺乏加重，實驗大鼠對沖擊波的耐受性下降，表現為沖擊傷的傷情較平原和低海拔地區更重，死亡率增加，高原沖擊傷大鼠的死亡率明顯高于平原沖擊傷大鼠的死亡率，并隨海拔高度的上升而增大。高原沖擊傷和平原沖擊傷相比大致可加重一個等級，海拔4 000 m和5 000 m的肺沖擊傷傷情較平原重1～3個等級，死亡率增加25～35%。另外，在相同的海拔高度下，沖擊傷的死亡率與沖擊波的強弱相關。隨著沖擊波強度增加，死亡率上升，高原環境下更為明顯。沖擊波正壓持續時間在高原較平原稍長因素可能與這有關[6]。

1.3 肺是高原沖擊波致傷的主要靶器官沖擊波主要作用于含氣臟器，而機體主要的含氣臟器為肺，首先受到沖擊波的損傷。肺為主要的致死靶器官，致死及存活動物均有重度、極重度的肺出血、肺水腫情況。在大鼠的高原沖擊實驗中[3-4,7]，高原沖擊傷組大鼠有90%以上的肺損傷發生率，除少數個例出現輕度的胃腸漿膜下出血，其他各例未出現胃腸道損傷情況，也未見其他實質臟器損傷情況。受高原沖擊傷后肺損傷率為100%，肺出血、肺水腫嚴重程度隨海拔升高而增加。實驗動物的肺出血存在明顯的傷情分類級差，高原環境沖擊傷肺出血程度較平原地區重2～3級，高原沖擊傷實驗大鼠以重度和極重度肺出血為主。相同沖擊波分別作用于高原和平原的實驗動物，高原沖擊傷后實驗大鼠表現出更高的肺水腫發生率及更重的肺水腫程度。高原沖擊傷后肺水腫的程度與平原沖擊傷相比加重約1～3個分類等級。平原和高原肺沖擊傷的肺水腫程度都與沖擊波的強弱相關。高原條件下，沖擊傷肺水腫的程度隨海拔的升高而加重，海拔由3 500 m上升至4 000 m，傷情等級增加。海拔為5 000 m時，發生重度、極重度肺出血的比例達75%以上。

1.4 高原肺沖擊傷病理變化特點高原肺沖擊傷肺組織的主要生理和病理特征為肺出血、肺水腫及肺微循環功能障礙。王峰[4,8]、李曉炎[6]等人對大鼠的高原沖擊傷傷情實驗研究中發現，大鼠在高原環境下受沖擊傷后，肺部組織的顯微和超微病理發生變化表現出不同程度的肺出血、肺水腫、肺泡擴張、破裂和融合，伴有血管周圍出血和水腫，部分動物出現心內膜和腸道漿膜下出血。大鼠模擬高原沖擊傷實驗中[9]，電鏡下還觀察到血氣屏障有輕度融合現象、全血粘度升高，血球壓積一過性升高。但其血液流變學改變的機制尚不明確，可能與傷后血管通透性增加有關。王建民[1]等在平原地區的大白鼠實驗中發現，受沖擊傷后肺微血管內皮細胞損傷嚴重，是引起肺水腫與肺微循環功能異常的重要病理基礎。劉建倉[10]等人觀察高原沖擊傷后動物的血流動力學指標變化及變化差，實驗結果顯示右心室內壓、中心靜脈壓顯著升高，平均動脈壓呈上升趨勢、一氧化碳（Carbon Monoxide，CO）顯著降低。其中傷后右心室內壓均顯著上升，說明肺臟損傷加重，肺動脈壓升高。傷后6 h內靜脈血回流障礙，發生淤滯致使中心靜脈壓升高，造成肺臟缺血、缺氧損傷加重。機體在高原缺氧環境下通過調動外周小動脈收縮來增加血流量的代償可能導致了平均動脈壓升高。不同海拔高度的沖擊傷致肺損傷動物肺部病理變化基本相同，但隨著海拔高度增加，高原沖擊傷肺組織的出血和水腫病理改變加重。無沖擊波致傷組動物解剖后肺部未見明顯肺損傷。

2 高原肺沖擊傷損傷機制

高原肺沖擊傷是肺損傷的一種，致病機制雖有部分相同之處。但高原低壓、缺氧環境使機體臟器儲備功能降低、器官負荷加重，對外來致傷因素的耐受性降低，加重了機體的損傷程度，組織對致傷能量的吸收也增加，與平原相比，肺損傷程度加重[11]。且機體受沖擊波后的物理和生物效應與高原環境激發的高原反應復合致傷進一步加重肺損傷傷情。機體體內調控基因及影響因子較多，發病機制尚不明確。研究認為高原肺沖擊傷的研究機制可能與下述因素有關：肺微血管內皮細胞對爆炸沖擊波耐受性較低，受爆炸沖擊波后肺微血管內皮細胞損傷，嚴重影響肺的呼吸和屏障功能, 嚴重時會導致呼吸衰竭致死。血管通透性增加會使血管內的液體大量滲透至組織間隙，導致肺水腫的發生[3-4,12-13]。這一致傷機制與平原[1]肺沖擊傷一致，但高原肺沖擊傷肺微血管內皮細胞損傷更重。

炎癥因素是各種急性肺損傷發生的根本原因[14]。而在缺氧環境下，核苷酸結合寡聚化結構域樣受體蛋白3（NOD-Iike Receptor Protein 3，NLRP3）炎性小體的下游細胞因子白介素細胞1β（Interleukin-1β，IL-1β）在肺損傷患者中有明顯升高[15]，楊志煥[12]在對大鼠的高原復合傷沖擊傷實驗中也發現部分實驗動物出現肺部炎癥反應，表明NLRP3炎性小體可能參與高原肺沖擊傷的損傷。

肢體受高速彈片等沖擊致傷后血流擾動波產生遠達效應。壓力波到達肺臟后使已遭受沖擊波致傷的肺損傷進一步加重[16]。隨著海拔升高，肺損傷程度加重[4-6]，在海拔4 000 m和5 000 m的肺沖擊傷傷情較平原重1～3個等級；肺沖擊傷發生的重要機制之一可能是過牽效應[17-18]，陳海斌[19]定義過牽效應為沖擊波作用于機體時，運動流體的物理狀態在流速超過聲速時發生突躍變化，造成肺組織過速擴張而發生損傷。并探討了肺沖擊傷中過牽效應的發生機制，實驗結論得出過牽效應是肺沖擊傷發生的重要機制。包括肺組織過速擴張效應，發生肺破裂；肺過速擴張效應，造成肺表面損傷的發生。暫無過牽效應參與高原肺沖擊傷的研究，猜測與一般肺沖擊傷相似，過牽效應參與高原肺沖擊傷的產生，具體的致傷程度有待研究。

肺表面活性物質相關蛋白A（Pulmonary Surfatcant-Associated Protein，SP-A）參與機體局部防御、免疫和炎癥反應，在急性肺損傷發病機制中起重要作用。機體缺氧時受沖擊傷導致肺泡Ⅱ型上皮細胞受損，而肺泡Ⅱ型上皮細胞是參與肺表面活性物質（SP）產生的主要場所。從徐建洪[20]研究可以看出，缺氧大鼠受沖擊傷后SP-A明顯下降，史辛波[21]實驗中也發現，隨著缺氧程度加重，受沖擊傷大鼠SP-A升高越顯著，傷情加重。由以上結論，可認為缺氧型肺損傷與SP-A水平相關，且SP-A水平與缺氧肺沖擊傷傷情程度有密切關系。

肺組織中活性因子一氧化氮合酶、內皮素-1、低氧誘導因子、鐵調素水平發生變化也是高原肺沖擊傷的重要致病因素，該機制需進一步研究。

3 高原肺沖擊傷治療

肺沖擊傷以機體缺氧、呼吸困難、無明顯的外部傷口為特征，一般平原肺沖擊傷主要通過高壓氧（Hyperbaric Oxygen，HBO）[22]、輸血補液和水電解質平衡、大劑量地塞米松[23]進行治療。基于高原環境的特殊性，與平原沖擊傷致傷機制不同，但有關高原肺沖擊傷的治療，文獻報道很少。單佑安[23]等人單一使用大劑量地塞米松治療高原沖擊傷大鼠時，死亡率與對照組相比無明顯變化，表明可以參考但不能簡單采用治療平原沖擊傷的方法治療高原肺沖擊傷。高原肺沖擊傷藥物治療原則主要包括降低肺動脈高壓、穩定血氣指標、降低肺毛細血管通透性及抗炎。

3.1 高原肺沖擊傷基礎救治受高原肺沖擊傷后需及時減輕患者心肺負擔、保持呼吸道暢通、氧氣供給、有氣栓患者應給予高壓氣體逐漸減壓、輸血輸液、藥物治療。高原肺沖擊傷患者條件允許時應下降至少1 000 m，或通過補氧提高動脈血氧飽和度大于90%。為避免病情加重，患者在下降過程中需盡量減少活動量，最好有人協助其下降。若為救援機運送患者下山，應考慮到其上升速度及高度，避免在運送過程中對患者造成二次傷害。且要對病人采取相應的保暖措施，以避免寒冷所致交感神經興奮而加重病情。

3.2 高壓氧聯合鹽酸地塞米松和山莨菪堿通過藥物治療高原肺沖擊傷，一般采用鹽酸地塞米松和山莨菪堿。鹽酸地塞米松具有抗過敏、抗休克、抗炎及穩定溶酶體等作用。山莨菪堿具有解除血管和小氣道痙攣、改善微循環等作用[25-26]。山莨菪堿及地塞米松能提高機體應激能力、改善血管通透性及微循環。HBO治療主要用于各類缺氧性疾病，可提高血液含氧量、增加氧分壓和改善組織的缺氧情況。在以往的研究中發現，僅使用鹽酸地塞米松和山莨菪堿對肺沖擊傷進行治療具有一定療效。HBO聯合鹽酸地塞米松和山莨菪堿進行治療時，治療效果更為顯著[27]，血氣得到明顯改善，死亡率16.7～26.4%。

3.3 輸血輸液翁格文[9]等人的研究結果表明，受高原沖擊傷后，適量輸血、輸液對血液流變學的糾正可能有益，為避免加重肺損傷，應減緩輸血、輸液速度，最好在血流動力學監測情況下進行，且以輸注膠體為主。由于高原肺沖擊傷可能同時存在失血和電解質紊亂等并發癥，這在需要進行快速輸血補液、糾正水電解質平衡時成為救治的主要矛盾，需依據具體傷情準確判斷并及時進行救治。

3.4 氧應激誘導型血紅素加氧酶王峰[8]等人在研究中發現氧應激誘導型血紅素加氧酶1（Heme Oxygenase-1，HO-1）參與了沖擊傷的發展和發生，對高原沖擊傷大鼠使用HO-1誘導劑氯化高鐵血紅素后有治療作用，改善了動脈血氣和炎癥反應水平、支氣管肺泡滲出減少，影響了其傷情的發展和轉歸。但HO-1的用量存在一個閾值，在閾值范圍內使用有顯著治療效果，過量使用反而會加重肺損傷程度。HO-1使用劑量對高原肺沖擊傷的治療效果需進一步研究。

3.5 高壓氧聯合氫水HBO治療嚴重性肺損傷存在氧中毒的副作用，并且未經處理的多種并發癥均是HBO治療方法的禁忌癥。近年來，氫氣具有抗炎作用得到了證實，氫氣與氧自由基結合是治療炎癥損傷的，可以解決以上兩個問題。據此，常銀濤[28]做出了HBO結合氫水治療肺損傷的科研設想并進行大鼠實驗。結論得出：氫水可減少致炎因子，對急性肺損傷起到保護作用。HBO聯合氫水與單獨使用HBO治療相比，炎癥因子表達和炎性產物生成有下降趨勢，該治療方法治療急性肺損傷有較顯著的療效，對高原肺沖擊傷的治療具有參考意義。

4 展 望

關于人體高原肺沖擊傷的研究不多，主要集中在對動物尤其是大鼠實驗的研究。由于動物與人在體型、重量、生命體征等參數存在顯著差異，故對人高原肺沖擊傷的研究尚需新技術、新方法基礎上的理論研究和精細換算轉換。為獲取更多可靠的高原肺沖擊傷數據，亟待籌建和完善高原肺損傷防治研究平臺，以應對軍事沖突或恐怖襲擊中沖擊波致傷因素權重的增加，力求在高原肺沖擊傷防護與診治上取得新突破。