劉妍 朱光發(fā)

·綜述·

心臟術(shù)后急性呼吸窘迫綜合征危險因素的研究進(jìn)展

劉妍 朱光發(fā)

急性呼吸窘迫綜合征(acute respiratory distress syndrome，ARDS)是指肺內(nèi)、外嚴(yán)重疾病導(dǎo)致的以進(jìn)行性呼吸窘迫和難治性低氧血癥為臨床特征的急性呼吸衰竭綜合征，其發(fā)生與誤吸、膿毒血癥、外傷、休克等因素有關(guān)[1],心臟外科手術(shù)也是ARDS的一項重要危險因素。據(jù)統(tǒng)計，心臟外科手術(shù)后ARDS的發(fā)生率及病死率分別為0.4%-2.5%及15%-68.4%[2-4]。術(shù)后ARDS不僅延長了患者的住院時間，還增加了患者遠(yuǎn)期生理及心理等多種并發(fā)癥的發(fā)生率，嚴(yán)重危及心臟病手術(shù)患者的健康。

雖經(jīng)過多年的研究和探索，目前對于ARDS仍然缺乏有效治療手段。有研究[5-7]表明，分析ARDS危險因素，建立預(yù)測報警系統(tǒng)，有利于早期發(fā)現(xiàn)ARDS，并采取有效干預(yù)措施可能會預(yù)防ARDS的發(fā)生和發(fā)展，從而改善患者的預(yù)后[8]。然而目前沒有專門用于心臟術(shù)后ARDS的預(yù)測報警系統(tǒng)，心臟手術(shù)具有顯著的特性，手術(shù)類型、手術(shù)部位、手術(shù)過程、術(shù)中輸血及氧合情況、術(shù)后因素等皆可能成為ARDS的發(fā)生因素。故本文對心臟外科術(shù)后ARDS的危險因素，包括術(shù)前因素、術(shù)中因素及術(shù)后因素三方面進(jìn)行闡述，以期對臨床有所裨益。

一、術(shù)前危險因素

與ARDS發(fā)生有關(guān)的術(shù)前因素較多，包括患者一般情況(體重指數(shù)、吸煙、嗜酒)、病史(心臟外科手術(shù)、高血壓、糖尿病、腦血管病、外周血管病、慢性阻塞性肺疾病、胃食管反流病、急性心肌梗塞)、用藥史(胺碘酮、他汀類藥物)、基礎(chǔ)心功能(左室射血分?jǐn)?shù)、NYHA分級)、營養(yǎng)情況(貧血、低白蛋白血癥)、基礎(chǔ)肺功能(FEV1/FVC小于40%、FEV1占預(yù)計值百分比)、基礎(chǔ)血?dú)夥治?動脈血氧分壓、二氧化碳分壓、吸入氧濃度)及患者意識狀態(tài)(格拉斯哥昏迷評分)和急性生理與慢性健康狀態(tài)評分(APACHEⅡ)等[2, 7, 9-12]。

瑞士一項大型研究[13]收集1984年1月1日至1994年12月31日期間，共3848名在體外循環(huán)(cardiopulmonary bypass，CPB)支持下進(jìn)行心臟手術(shù)的患者，所有患者的數(shù)據(jù)被記錄在數(shù)據(jù)庫中，進(jìn)行回顧性分析。其中3444名冠狀動脈旁路移植術(shù)(coronary artery bypass grafting, CABG)患者，267名瓣膜手術(shù)患者，137名CABG聯(lián)合瓣膜手術(shù)患者。結(jié)果顯示38名患者發(fā)生了ARDS，其中26名患者死亡，總的發(fā)生率為1.0%(38/3848)，病死率為68%(26/38)。38名患者中有24名患者出現(xiàn)了多器官功能衰竭綜合征(multiple organ dysfunction syndrome, MODS)，14名患者只出現(xiàn)了ARDS，未合并其他臟器衰竭的ARDS患者的病死率為21%，ARDS作為MODS一部分的患者的病死率為96%，顯著高于單獨(dú)發(fā)生ARDS的患者。危險因素分析結(jié)果表明目前吸煙(OR值為2.01)，術(shù)前NYHA分級3級或4級(OR值為1.84)，左室射血分?jǐn)?shù)小于40%(OR值為1.91)以及高血壓(OR值為1.39)是獨(dú)立危險因素，與術(shù)后ARDS及MODS的發(fā)生有關(guān)。美國伯明翰醫(yī)學(xué)中心回顧性分析[12]4318名進(jìn)行CABG手術(shù)患者ARDS的發(fā)生率及危險因素，結(jié)果表明ARDS是術(shù)后呼吸系統(tǒng)最常見的并發(fā)癥，發(fā)生率為2.5%(108/4318)，經(jīng)統(tǒng)計學(xué)分析表明，近期吸煙(三個月內(nèi))、進(jìn)展期慢性阻塞性肺疾病(FEV1/FVC小于40%)為ARDS發(fā)生的獨(dú)立危險因素，而不同的治療方案對ARDS的發(fā)生無明顯影響。Milot等人[3]進(jìn)行的病例對照研究顯示心臟手術(shù)病史在ARDS患者中的比例顯著高于對照組(P=0.002)，危險因素分析表明心臟手術(shù)病史為ARDS的危險因素(OR值為31.5)。

在術(shù)前因素研究中我們發(fā)現(xiàn)除了患者的基礎(chǔ)心肺功能影響術(shù)后ARDS的發(fā)生外，近期吸煙與術(shù)后ARDS的發(fā)生有顯著關(guān)系。吸煙可導(dǎo)致體液免疫及細(xì)胞免疫的異常并可造成黏膜纖毛清除率的降低，并且增加了肺泡巨噬細(xì)胞的數(shù)量，使得炎性因子增多，肺泡上皮滲透性增加，從而易于發(fā)生感染。另一方面，吸煙可加重氧化應(yīng)激，并直接激活血小板，損傷肺泡上皮[14]。上述機(jī)制最終造成吸煙患者易于發(fā)生ARDS。

二、術(shù)中因素

與ARDS發(fā)生有關(guān)的術(shù)中因素包括手術(shù)類型(急診、擇期)、手術(shù)部位(瓣膜、CABG、CABG聯(lián)合瓣膜、其他)、手術(shù)過程(手術(shù)時間、體外循環(huán)時間、體外循環(huán)泵血量、鉗夾主動脈時間等)及輸血(輸血成分、輸血量)等[3, 12-13, 15]。

近期一項回顧性大型研究[2]連續(xù)收集2005年1月1日至2012年3月31日期間進(jìn)行心臟手術(shù)的患者共計6069人，其中發(fā)生ARDS的患者共計37人，15人死亡。ARDS的發(fā)生率為0.61%(37/6069)，病死率為40.5%(15/37)。15名死亡患者中，7例死于膿毒癥，8例死于MODS及膿毒癥。經(jīng)多因素logistic分析復(fù)雜心臟手術(shù)(OR值為10.8)以及輸注紅細(xì)胞超過3個單位(OR值為2.9)是ARDS的獨(dú)立危險因素。復(fù)雜心臟手術(shù)為多部位手術(shù)，例如CABG聯(lián)合瓣膜手術(shù)或多個瓣膜手術(shù)。Messent 等[16]回顧性分析倫敦一家英國心臟中心1987年10月到1988年7月9個月間CPB下840例心臟手術(shù)患者ARDS的發(fā)生率及危險因素，并與同期53例未發(fā)生ARDS患者進(jìn)行對照，結(jié)果顯示發(fā)生ARDS 11例，死亡6例，ARDS的發(fā)生率和病死率分別是1.3%(11/840)和55%(6/11)。危險因素分析發(fā)現(xiàn)，術(shù)中及術(shù)后24h內(nèi)心臟干預(yù)評分(intra/post operation intervention score)與ARDS發(fā)生密切相關(guān)，心臟干預(yù)評分包括CPB延時、CPB后24h內(nèi)進(jìn)行主動脈球囊反搏術(shù)(intra-aortic balloon pump，IABP)、腎臟透析和心室輔助，每項干預(yù)措施各設(shè)1分(總分為4分)，擬合系數(shù)(coefficient)和OR值分別是3.48和32.4。研究結(jié)果還表明術(shù)中泵血量超過300L也為ARDS的獨(dú)立危險因素(OR值為無限大)。此外，還有兩項[13, 15]心臟術(shù)后ARDS危險因素的研究表明急診手術(shù)同樣為ARDS的危險因素。

多項研究表明手術(shù)類型及手術(shù)的復(fù)雜程度影響著術(shù)后ARDS的發(fā)生，術(shù)中CPB及輸血情況也與ARDS的發(fā)生有著密切的關(guān)系。在CPB過程中，支氣管動脈血流仍然存在，但是肺動脈血流顯著減少。與此同時，為了提高外科手術(shù)的穩(wěn)定性，肺通氣也被中止。血流的減少以及通氣的中止可能增加了肺損傷的易感性。體外循環(huán)還激發(fā)了導(dǎo)致肺損傷的一系列級聯(lián)炎癥反應(yīng)。高達(dá)60%的患者在體外循環(huán)過程中肺血管的滲透性是增加的。白介素-6及白介素-18的基因多態(tài)性可能導(dǎo)致了體外循環(huán)后的急性肺損傷[17-18]。

所有輸血均有發(fā)生輸血相關(guān)急性肺損傷(transfusion related acute lung injury，TRALI)的風(fēng)險，TRALI可能是免疫介導(dǎo)的反應(yīng)，供體體內(nèi)的抗白細(xì)胞抗體或產(chǎn)生抗體的供體白細(xì)胞使中性粒細(xì)胞發(fā)生活化，從而導(dǎo)致了肺血管上皮細(xì)胞的損傷及高滲透性的水腫[19-20]。當(dāng)輸注像新鮮冰凍血漿或血小板這些血漿豐富的血液制品時，這些患者發(fā)生TRALI的風(fēng)險更大[19]。輸注紅細(xì)胞并不是沒有風(fēng)險，輸注劑量越大，肺血管的透過性越大[21]。除此之外，TRALI在合并其他ARDS危險因素時更容易發(fā)生。

三、術(shù)后因素

與ARDS發(fā)生有關(guān)的術(shù)后因素包括嚴(yán)重感染、低血壓、機(jī)械通氣(通氣時間、模式、潮氣量)、開胸探查等[6-7, 22]。

在意大利進(jìn)行的一項研究[23]，擇期CPB下CABG術(shù)后的患者隨機(jī)接受兩組參數(shù)設(shè)定下的機(jī)械通氣，高潮氣量(Tidal volume, VT)/低呼氣末正壓通氣(positive end-expiratory pressure，PEEP)(分別為10-12mL/kg及2-3cmH2O)或低VT /高PEEP通氣(分別為8 mL/kg及10cmH2O)，分別測定血漿及肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid，BALF)中白介素-6及白介素-8的含量。標(biāo)本采集時間點(diǎn)為開胸術(shù)前(時間0)，CPB結(jié)束即刻(時間1)以及機(jī)械通氣已進(jìn)行6小時(時間2)。結(jié)果表明血漿及BALF中白介素-6和白介素-8的含量在時間0點(diǎn)均在正常值范圍內(nèi)，(時間1點(diǎn))兩組均顯著升高，(時間2點(diǎn))高VT /低PEEP組繼續(xù)升高，而在低VT/高PEEP組與(時間1點(diǎn))含量持平。機(jī)械通氣6小時后高VT /低PEEP組血漿及BALF中白介素-6及白介素-8水平顯著高于低VT /高PEEP組(P<0.01)，而在(時間0點(diǎn))及(時間1點(diǎn))，兩組間并無統(tǒng)計學(xué)差異。因而可以看到不同的機(jī)械通氣方式影響著術(shù)后肺臟及全身的炎癥反應(yīng)。還有研究[13]表明術(shù)后低心排為獨(dú)立危險因素(OR值2.48)，低心排定義為心指數(shù)小于2.0L/min/m ，且需要強(qiáng)心藥物治療或IABP支持。Kogan等人[2]的研究也表明術(shù)后低心排在ARDS組及對照組中有顯著差異，但并非獨(dú)立危險因素。

機(jī)械通氣的選擇與ARDS的發(fā)生有著顯著關(guān)系。有研究表明機(jī)械通氣導(dǎo)致肺泡局部過度膨脹產(chǎn)生的壓力以及肺泡反復(fù)開閉所產(chǎn)生的剪切力可以引起肺臟功能和形態(tài)的改變。而這種壓力和剪切力可啟動和(或)惡化肺臟和(或)全身的炎癥反應(yīng)，甚至與MODS的發(fā)生有關(guān)[24-25]。低心排也是ARDS的一項重要的危險因素。低心排可造成組織器官的一過性缺血，產(chǎn)生有害的活性氧成分。肺臟的缺血再灌注激發(fā)了炎癥反應(yīng)，肺血管上皮細(xì)胞發(fā)生了白細(xì)胞介導(dǎo)的損傷，并促使大量氧自由基的產(chǎn)生，從而損傷肺臟[2]。肺外的缺血再灌注同樣可以導(dǎo)致肺損傷，例如在主動脈手術(shù)過程中，肝臟的缺血再灌注釋放大量的炎性介質(zhì)，這增加了肺血管的通透性[26]。

四、小結(jié)

綜上所述，心臟術(shù)后ARDS的術(shù)前危險因素包括心臟手術(shù)病史、吸煙、心功能差、高血壓病史以及進(jìn)展期慢性阻塞性肺疾病等；術(shù)中危險因素包括急診手術(shù)、復(fù)雜心臟手術(shù)、體外循環(huán)泵血量大、大量輸注血液制品以及較高的“心臟干預(yù)評分”等；術(shù)后危險因素包括高VT /低PEEP通氣、低心排等。心臟術(shù)后ARDS的發(fā)生率低，但死亡率極高，對于此類病人早期識別危險因素，盡早采取預(yù)防措施極為重要。若能建立心臟術(shù)后ARDS的評分預(yù)警系統(tǒng)，篩查高危病人，進(jìn)行特殊管理治療，對改善心臟手術(shù)患者的預(yù)后具有重要意義。

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