宋立成,韓志海,程浩,奐劍波,陳麗娜,孟激光,陳旭昕,解立新
煙霧吸入性肺損傷是戰(zhàn)時(shí)或平時(shí)火災(zāi)現(xiàn)場(chǎng)常見(jiàn)的創(chuàng)傷,其嚴(yán)重后果是發(fā)生急性呼吸窘迫綜合征(acute respiratory distress syndrome,ARDS),病死率較高[1]。盡管近年來(lái)吸入性損傷及后續(xù)康復(fù)治療取得了很大的進(jìn)步,相關(guān)病死率仍居高不下[2-4]。多種類型的急性創(chuàng)傷狀態(tài)下普遍存在凝血功能紊亂[5-9],但由于致傷因素不同,且凝血功能紊亂本身的促凝-抗凝路徑復(fù)雜,不同病因?qū)е碌哪δ芪蓙y狀態(tài)也存在差異[8,10-12]。單純煙霧吸入性損傷作為急性肺損傷的一個(gè)重要組成部分,雖然有較多肺部局部凝血功能紊亂的相關(guān)研究[13],但對(duì)其全身凝血功能紊亂途徑研究仍較缺乏,特別是內(nèi)源性抗凝途徑在煙霧吸入性損傷中的變化仍有諸多研究空白。本實(shí)驗(yàn)通過(guò)建立單純煙霧吸入性肺損傷模型,探究其全身凝血功能特別是內(nèi)源性抗凝途徑的變化情況。
1.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物 清潔級(jí)健康成年雄性SD大鼠160只(8~12周齡),體重180~220g,由軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心提供,海軍總醫(yī)院實(shí)驗(yàn)動(dòng)物中心飼養(yǎng),飼養(yǎng)環(huán)境溫度20~25℃,相對(duì)濕度50%~70%,各組大鼠體重差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。遵守實(shí)驗(yàn)動(dòng)物條例處置動(dòng)物,實(shí)驗(yàn)過(guò)程經(jīng)海軍總醫(yī)院倫理委員會(huì)審核批準(zhǔn)。
1.2 實(shí)驗(yàn)裝置 采用自行研制的密封性良好的產(chǎn)煙裝置與實(shí)驗(yàn)裝置一體化的集成系統(tǒng),主要組成部分為煙霧生成單元(不銹鋼材質(zhì),內(nèi)含1個(gè)控溫電磁爐、4個(gè)排風(fēng)扇、1個(gè)溫度檢測(cè)器、1個(gè)煙霧成分檢測(cè)器)及動(dòng)物染毒單元(不銹鋼材質(zhì),包含1個(gè)水循環(huán)冷卻系統(tǒng),可控制箱內(nèi)溫度于20~25℃;1個(gè)溫度檢測(cè)器;1個(gè)煙霧成分檢測(cè)器;單側(cè)箱體為玻璃材質(zhì),可實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)箱內(nèi)動(dòng)物活動(dòng)狀態(tài))。兩個(gè)單元通過(guò)聯(lián)通管道相連。
1.3 實(shí)驗(yàn)方法
1.3.1 實(shí)驗(yàn)動(dòng)物分組和處理 160只實(shí)驗(yàn)大鼠隨機(jī)分為實(shí)驗(yàn)組(n=120)和對(duì)照組(n=40);根據(jù)本研究前期預(yù)實(shí)驗(yàn)結(jié)果,大鼠穩(wěn)定煙霧吸入30min生存率為25%~35%,隨機(jī)選取120只大鼠進(jìn)行煙霧吸入實(shí)驗(yàn),按照時(shí)間順序?qū)⒋婊畲笫蠓譃?、6、24、48h四組,進(jìn)行生存率觀察,并在各個(gè)時(shí)間點(diǎn)隨機(jī)選取6只大鼠,用戊巴比妥鈉(30mg/kg)麻醉后,經(jīng)腹主動(dòng)脈放血致死,取肺組織、肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid,BALF)、外周血;對(duì)照組40只大鼠隨機(jī)分為4組,每組10只,在實(shí)驗(yàn)組各對(duì)應(yīng)時(shí)間點(diǎn)采用相同處理方式進(jìn)行標(biāo)本采集。
1.3.2 煙霧吸入方案 采用聚雙馬泡沫材料、發(fā)泡橡塑絕熱制品、阻燃白膠、阻尼材料、無(wú)鹵電纜、硅丙乳膠漆、裝飾板7種火災(zāi)易燃材料作為發(fā)煙材料。將上述發(fā)煙材料研磨成粉,等比例混合(各20g)后,置于電磁爐上方的托盤中,控制電磁爐溫度為300℃,待產(chǎn)煙箱中煙霧充盈后用排風(fēng)機(jī)將煙霧通過(guò)管道排入實(shí)驗(yàn)箱中,同時(shí)用煙霧檢測(cè)儀檢測(cè)箱內(nèi)氣體的濃度,各種氣體控制范圍為:CO 400~550ppm,H2S 10~15ppm,O218%~20%,上述成分的含量通過(guò)控制排風(fēng)機(jī)進(jìn)行維持。
1.3.3 血?dú)夥治?將大鼠麻醉后,暴露腹主動(dòng)脈用血?dú)忉樳M(jìn)行采血檢測(cè)動(dòng)脈血?dú)?,檢測(cè)指標(biāo)為pH、氧分壓、二氧化碳分壓、碳氧血紅蛋白、乳酸。
1.3.4 BALF及肺組織的收集 大鼠通過(guò)戊巴比妥麻醉后,沿胸骨中線開(kāi)胸,結(jié)扎右肺,對(duì)左肺用1ml冷PBS進(jìn)行灌洗,共4次。獲得的BALF在4℃下1000r/min離心3min,收集細(xì)胞沉淀進(jìn)行細(xì)胞計(jì)數(shù)及分類,上清液繼續(xù)于4℃下3000r/min離心15min,離心后獲得的上清液采用BCA蛋白檢測(cè)試劑盒(Thermo Scientific,USA)檢測(cè)蛋白含量。收集右肺上葉存儲(chǔ)于液氮中,右肺下葉存儲(chǔ)在4%多聚甲醛中,以備后續(xù)檢測(cè)。
1.3.5 病理?yè)p傷評(píng)估 對(duì)右肺主支氣管進(jìn)行結(jié)扎后,收集右肺下葉于4%甲醛固定液中,48h后進(jìn)行石蠟包埋,然后進(jìn)行切片,厚度為6μm,脫蠟后進(jìn)行HE染色,通過(guò)單盲法由兩名病理科醫(yī)生光鏡下進(jìn)行組織學(xué)觀察評(píng)分。采用美國(guó)胸科學(xué)會(huì)(American Thoracic Society,ATS)制定的肺損傷評(píng)分標(biāo)準(zhǔn),參數(shù)包括肺泡內(nèi)中性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)、肺泡間隔內(nèi)中性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)、透明膜形成與否、肺泡腔內(nèi)是否殘存蛋白質(zhì)、肺泡間隔的厚度。每名病理科醫(yī)生對(duì)每張切片至少選取20個(gè)隨機(jī)高倍視野(400×)進(jìn)行評(píng)分。
1.3.6 全身凝血功能檢測(cè) 大鼠麻醉后,經(jīng)腹主動(dòng)脈取血,按比例混合于含枸櫞酸鈉抗凝劑的采血管中,4℃下3000r/min離心15min,對(duì)上清液進(jìn)行常規(guī)凝血功能檢測(cè),指標(biāo)包括凝血酶原時(shí)間(prothrombin time,PT)、部分凝血活酶時(shí)間(activated partial thromboplastin time,APTT)、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化比率(international normalized ratio,INR)、纖維蛋白原(fibrinogen,F(xiàn)IB)、凝血因子Ⅷ活動(dòng)度(factor Ⅷ%,F(xiàn)Ⅷ%),抗凝血酶Ⅲ(antithrombinⅢ,ATⅢ),通過(guò)凝血儀(Sta-R Evolution System,Diagnostica Stago,USA)測(cè)定。血栓調(diào)節(jié)蛋白(thrombomodulin,TM)、凝血因子Ⅱ(FⅡ)、FⅤ檢測(cè):上述方法獲得抗凝血漿后,采用TM、FⅡ、FⅤ三種因子的ELISA試劑盒(GenXspan,USA)按照說(shuō)明書進(jìn)行檢測(cè)。通過(guò)發(fā)色底物法檢測(cè)上述血漿中的蛋白C活性。
1.3.7 局部凝血功能檢測(cè) 大鼠肺泡灌洗后獲得BALF,采用ELISA試劑盒(GenXspan,USA)對(duì)其中的ATⅢ、TM、FⅡ、FⅤ、凝血酶-抗凝血酶復(fù)合物(thrombin-antithrombin complex,TAT-c)進(jìn)行檢測(cè)。
1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用 SPSS (Version 24.0,IBM Co.,USA)軟件進(jìn)行分析。計(jì)量資料以±s表示,經(jīng)方差齊性檢驗(yàn)后,多組間比較采用單因素方差分析(one-way ANOVA),方差齊時(shí)進(jìn)一步兩兩比較采用LSD-t檢驗(yàn),方差不齊時(shí)采用Tamhane T2檢驗(yàn)。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 生存率及肺損傷評(píng)估 煙霧吸入后,大鼠總體生存率為35.15%,其中煙霧吸入后的前6h內(nèi)生存率變化最明顯(51.35%),且死亡前具有共同特點(diǎn),即急性肺水腫導(dǎo)致的窒息現(xiàn)象,表現(xiàn)為劇烈躁動(dòng)、喘息樣呼吸、口鼻大量鮮紅色水腫液滲出;解剖后發(fā)現(xiàn)嚴(yán)重肺水腫、肺出血,且大量水腫液阻塞主氣管。肺組織病理切片可見(jiàn)煙霧吸入后肺泡內(nèi)廣泛的出血和炎性細(xì)胞浸潤(rùn),肺間質(zhì)增寬,大量水腫液彌漫于肺泡中(圖1A)。煙霧吸入后1h肺損傷評(píng)分(4.809±1.808)明顯高于對(duì)照組(1.185±0.360,P<0.001),且持續(xù)至48h仍高于對(duì)照組(圖1B)。煙霧吸入后1h BALF中的白細(xì)胞總數(shù)明顯升高[(15.100±2.899)×109/L],與對(duì)照組[(0.725±0.164)×109/L]比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001),且此后各時(shí)間點(diǎn)均明顯高于對(duì)照組(P<0.001,圖1C)。煙霧吸入后1h BALF中的蛋白含量(945.248±135.671μg/ml)明顯高于對(duì)照組(280.386±107.240μg/ml,P<0.001),且此后各時(shí)間點(diǎn)均明顯高于對(duì)照組(P<0.001,圖1D)。
圖1 組織病理、細(xì)胞學(xué)、蛋白質(zhì)檢測(cè)評(píng)估肺損傷嚴(yán)重程度Fig.1 Severity of lung injury evaluated by histopathology, cytology and protein test
2.2 動(dòng)脈血?dú)夥治?煙霧吸入后1h實(shí)驗(yàn)組pH明顯低于對(duì)照組(P<0.05),但6h后已恢復(fù)正常。實(shí)驗(yàn)組于煙霧吸入后1h,氧分壓下降(P<0.01),第6h氧分壓繼續(xù)下降;碳氧血紅蛋白(COHB)于煙霧吸入后立即升高,1h為最高值(P<0.01),6h后明顯下降(P<0.05),12h與對(duì)照組相比差異已無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05);二氧化碳分壓的變化與氧分壓變化的趨勢(shì)相同。動(dòng)脈血乳酸于煙霧吸入后1h內(nèi)明顯升高(P<0.01),但6h后基本恢復(fù)正常,與對(duì)照組相比差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05,表1)。
表1 煙霧吸入后動(dòng)脈血?dú)庵笜?biāo)的變化(±s,n=6)Tab.1 Changes of arterial blood gas indexes after smoke inhalation (±s, n=6)
表1 煙霧吸入后動(dòng)脈血?dú)庵笜?biāo)的變化(±s,n=6)Tab.1 Changes of arterial blood gas indexes after smoke inhalation (±s, n=6)
PCO2. Partial pressure of carbon dioxide; PO2. Partial pressure of oxygen; Lac. Lactate; COHB. Carboxyhaemoglobin; (1)P<0.01, (2)P<0.05 compared with control group
Group pH PCO2(mmHg) PO2(mmHg) Lac COHB(%)Control group 7.394±0.044 40.100±6.986 101.907±14.804 1.970±0.973 0.179±0.058 Experimental group 1h 7.298±0.123(2) 55.091±12.571(1) 75.094±12.573(2) 3.824±1.901(1) 11.753±1.735(1)6h 7.349±0.069 46.294±16.686 74.541±19.359(2) 1.465±0.231 0.506±0.186(2)24h 7.346±0.061 45.036±12.041 85.146±8.337(2) 1.521±0.182 0.246±0.069 48h 7.405±0.051 43.633±6.490 83.350±15.626(2) 1.482±0.562 0.211±0.068
2.3 局部凝血功能的變化 對(duì)BALF中的凝血因子進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn),F(xiàn)Ⅴ于煙霧吸入后1h明顯低于對(duì)照組(9.83±3.43ng/ml vs. 22.04±8.11ng/ml,P=0.002),此后各時(shí)間點(diǎn)雖然有緩慢恢復(fù),但與對(duì)照組相比差異仍有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05,圖2A);FⅡ于煙霧吸入后呈逐漸降低趨勢(shì),6h后與對(duì)照組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(92.62±4.44ng/ml vs.98.69±3.08ng/ml,P=0.039,圖2B);BALF中TAT-c于煙霧吸入后有逐漸升高的趨勢(shì),6h后與對(duì)照組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(2.256±0.335ng/ml vs.1.901±0.141ng/ml,P=0.042),此后持續(xù)升高(圖2C)。煙霧吸入后BALF中的ATⅢ雖然表現(xiàn)出逐漸降低的趨勢(shì),但是與對(duì)照組相比均無(wú)明顯差異(P>0.05,圖3A);煙霧吸入后1h BALF中TM明顯低于對(duì)照組(1.945±0.161ng/ml vs. 2.978±0.120ng/ml,P<0.001),此后各時(shí)間點(diǎn)雖有升高趨勢(shì),但仍明顯低于對(duì)照組(圖3B)。相關(guān)性分析顯示,BALF中的TM水平與肺損傷評(píng)分呈顯著負(fù)相關(guān)(r=-0.847,P<0.001,圖3C)。
2.4 總體凝血功能的變化 總體凝血功能指標(biāo)包)括PT、INR、APTT和FIB。實(shí)驗(yàn)組INR和PT雖然在煙霧吸入后呈現(xiàn)波動(dòng),但在各時(shí)間點(diǎn)與對(duì)照組相比無(wú)顯著性改變(P>0.05,圖4A、B),而APTT在煙霧吸入后1h即顯著升高(P=0.004),此后逐步恢復(fù)到正常(圖4C);FIB總體呈現(xiàn)緩慢上升趨勢(shì),在煙霧吸入24h與對(duì)照組相比差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.001),48h后下降至正常(圖4D)。
圖2 煙霧吸入后肺泡灌洗液中凝血因子的變化Fig.2 Changes of coagulation factors in BALF after smoke inhalation
圖3 煙霧吸入后肺泡灌洗液中抗凝因子的變化Fig.3 Changes of anti-coagulation factors in BALF after smoke inhalation
圖4 煙霧吸入后不同時(shí)間總體凝血功能的變化Fig.4 Changes of total coagulation function after smoke inhalation
2.5 循環(huán)中多種凝血因子的變化 對(duì)促凝途徑共同通路中重要的因子FⅤ和FⅧ進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn),煙霧吸入后外周血中FⅧ的活性逐漸降低,6h降至最低點(diǎn)(P=0.049),此后逐漸升高,恢復(fù)至正常(圖5A)。煙霧吸入后1h外周血中FⅤ即明顯降低(P=0.022),此后呈繼續(xù)降低的趨勢(shì)(圖5B)。FⅣ為Ca2+,通過(guò)血?dú)夥治鰞x測(cè)定動(dòng)脈血中Ca2+的變化趨勢(shì),結(jié)果顯示,煙霧吸入后Ca2+濃度逐漸降低,至24h明顯低于對(duì)照組(1.223±0.057mmol/L vs.1.280±0.086mmol/L,P=0.043,圖5C)。凝血酶原(FⅡ)可在FⅧa、FⅤa及Ca2+的作用下活化為FⅡa,即凝血酶,通過(guò)ELISA檢測(cè)發(fā)現(xiàn),煙霧吸入后FⅡ呈現(xiàn)逐步升高趨勢(shì),但與對(duì)照組比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(圖5D)。FⅡ沒(méi)有顯著改變卻伴有FⅣ、FⅤ和FⅧ的減少,并且PT也無(wú)顯著改變,提示存在拮抗途徑有效拮抗了凝血酶的形成。
2.6 血小板計(jì)數(shù)的變化 通過(guò)血常規(guī)分析儀檢測(cè)外周血血小板含量變化,結(jié)果顯示,實(shí)驗(yàn)組煙霧吸入后1h血小板明顯高于對(duì)照組(1230.25±156.09 vs.1027.14±126.25,P=0.014),此后逐漸降低,與對(duì)照組比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(圖6)。
2.7 天然抗凝途徑主要因子的變化 發(fā)色底物法檢測(cè)顯示,實(shí)驗(yàn)組煙霧吸入后外周血蛋白C的活性明顯下降,1h與對(duì)照組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.032),6h降至最低(P=0.002),此后持續(xù)低于對(duì)照組(圖7A);ELISA檢測(cè)外周血中TM的變化顯示,煙霧吸入后外周血TM呈逐步升高的趨勢(shì),6h開(kāi)始明顯高于對(duì)照組(P=0.012),此后持續(xù)增高(圖7B)。對(duì)血漿ATⅢ的檢測(cè)發(fā)現(xiàn),煙霧吸入后1h即可出現(xiàn)ATⅢ活性的明顯降低(P=0.007),此后ATⅢ的活性逐步恢復(fù)到正常水平(圖7C)。
早期研究認(rèn)為,無(wú)論何種原因?qū)е碌腁RDS局部凝血功能紊亂均是主要通過(guò)TF-FⅦa途徑啟動(dòng)的[14]。吸入性肺損傷發(fā)生后,微血管滲透性增加導(dǎo)致氣道水腫加重,大量血漿滲入氣道中,導(dǎo)致氣道內(nèi)凝血激活及纖維素沉積,同時(shí)煙霧中的毒性氣體、微顆粒等導(dǎo)致黏膜上皮嚴(yán)重?fù)p傷,細(xì)胞碎片、黏膜、纖維素的混合物形成了一層假膜,嚴(yán)重者甚至可出現(xiàn)鑄型,加重了氣道阻塞以及通氣/血流比例失衡[15-16]。氣道內(nèi)大量阻塞性鑄型形成導(dǎo)致了肺不張、氣道陷閉、肺泡過(guò)度膨脹或氣壓傷及后續(xù)產(chǎn)生的肺炎等表現(xiàn)[17]。本課題組前期實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),煙霧吸入后短期內(nèi)可導(dǎo)致肺泡內(nèi)廣泛的水腫、出血、炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)及上皮細(xì)胞脫落,BALF中可見(jiàn)大量炎性細(xì)胞及脫落的上皮細(xì)胞和蛋白沉積物等。本次實(shí)驗(yàn)對(duì)局部凝血功能紊亂的研究發(fā)現(xiàn),煙霧吸入后存在BALF中FⅡ、FⅤ等凝血因子的消耗,F(xiàn)Ⅴ為凝血酶原轉(zhuǎn)化為凝血酶的重要物質(zhì),F(xiàn)Ⅱ的降低提示FⅡ向FⅡa的轉(zhuǎn)化增多,此外,BALF中TAT-c明顯升高,但ATⅢ的含量無(wú)顯著變化,提示ATⅢ途徑并沒(méi)有有效抑制促凝過(guò)程,所以肺泡內(nèi)的凝血功能紊亂以促凝為主要特點(diǎn)。
圖5 循環(huán)中多種凝血因子的變化Fig.5 Changes of coagulation factors in circulation
圖6 煙霧吸入后外周血血小板的變化Fig.6 Changes of platelets in circulation after smoke inhalation
圖7 煙霧吸入后外周血中抗凝因子的變化Fig.7 Changes of anti-coagulation factors in circulation after smoke inhalation
目前對(duì)于煙霧吸入性急性肺損傷導(dǎo)致全身凝血功能改變的研究較少。既往研究表明全身凝血功能紊亂是燒傷、創(chuàng)傷、重癥感染常見(jiàn)的并發(fā)癥,是ARDS的重要病理過(guò)程[6,18];在創(chuàng)傷中還可能存在“急性創(chuàng)傷凝血病(acute traumatic coagulopathy,ATC)”的凝血功能紊亂,其機(jī)制是創(chuàng)傷引起的低灌注性休克導(dǎo)致大量凝血酶-血栓調(diào)節(jié)蛋白復(fù)合物形成,引起蛋白C過(guò)度激活[19],活化的蛋白C(activated protein C,APC)可進(jìn)一步抑制FⅤa和FⅧa,從而引發(fā)了一種抑凝狀態(tài)[20],其最終以出血為主要臨床表現(xiàn),傳統(tǒng)凝血指標(biāo)表現(xiàn)為PT/INR/APTT延長(zhǎng),而PLT和FIB無(wú)明顯降低[21-22]。由于目前缺乏單純煙霧吸入性肺損傷凝血功能異常的研究,本實(shí)驗(yàn)的目的是評(píng)估煙霧吸入后是否存在ATC。對(duì)吸入煙霧大鼠進(jìn)行解剖后發(fā)現(xiàn),肺大體外觀呈現(xiàn)彌漫性出血灶或全肺水腫表現(xiàn),水腫液鏡下觀察可見(jiàn)大量的紅細(xì)胞及炎性細(xì)胞,全身其他臟器并未見(jiàn)明顯的出血;對(duì)凝血三項(xiàng)進(jìn)行檢測(cè)發(fā)現(xiàn),與對(duì)照組相比,PT、INR并未見(jiàn)明顯改變,雖然APTT在煙霧吸入后1h明顯升高,但可緩慢恢復(fù)正常,此三項(xiàng)雖然有接近ATC的趨勢(shì),但尚未達(dá)到ATC的標(biāo)準(zhǔn)。本研究發(fā)現(xiàn),煙霧吸入后急性期1h血小板一過(guò)性增高,其他各時(shí)間點(diǎn)血小板與對(duì)照組相比無(wú)明顯差異,也無(wú)降低的趨勢(shì)。既往一項(xiàng)燒傷合并煙霧吸入損傷的動(dòng)物模型研究顯示,煙霧吸入后會(huì)出現(xiàn)血小板先降低(48h)再明顯升高(168h)的趨勢(shì)[23];另一項(xiàng)研究顯示,燒傷合并吸入性損傷在24h后出現(xiàn)血小板計(jì)數(shù)的明顯降低[24];還有一項(xiàng)文獻(xiàn)指出,燒傷合并煙霧吸入性損傷后第1天血小板明顯降低,第7天可逐步恢復(fù)到正常值下限,考慮血小板降低的原因一方面是因?yàn)榛颊呷朐?8h內(nèi)給予大量液體復(fù)蘇造成的稀釋性降低,另一方面也存在血小板的過(guò)度消耗及生成減少[25],這與目前公認(rèn)的膿毒癥等危重癥疾病中血小板降低的原因分析是一致的[26]。但是本研究中血小板急性期(24h內(nèi))變化的原因可能是煙霧吸入后急性期肺部嚴(yán)重水腫,大量體液積聚到肺泡中,導(dǎo)致外周循環(huán)的相對(duì)濃縮,表現(xiàn)為1h血小板呈升高趨勢(shì),待脫離煙霧環(huán)境后,機(jī)體的代償及體液的補(bǔ)償很快糾正了這一點(diǎn)。
ATC一項(xiàng)重要的指標(biāo)是抗凝途徑的過(guò)度激活,特別是蛋白C向APC轉(zhuǎn)化的顯著增強(qiáng)。蛋白C是一種維生素K依賴性蛋白,可以被凝血酶-血栓調(diào)節(jié)蛋白復(fù)合物在內(nèi)皮細(xì)胞表面激活[27]。本研究顯示,煙霧吸入后蛋白C活性呈降低趨勢(shì),但隨時(shí)間推移持續(xù)存在,提示大部分蛋白C在煙霧吸入后被激活形成APC,若不能及時(shí)補(bǔ)充,到后期可能無(wú)法有效抑制凝血酶原的活化,導(dǎo)致機(jī)體呈現(xiàn)促凝狀態(tài)。FⅧ主要參與內(nèi)源性凝血途徑,是FⅨa的輔因子,在Ca2+和磷脂參與下,可以將FⅩ轉(zhuǎn)化為FⅩa,這使FⅧ可以作為一種凝血激活的早期參與因子,并直接影響APTT,本研究也證實(shí)了這一點(diǎn)。本研究同時(shí)發(fā)現(xiàn),Ca2+在煙霧吸入后表現(xiàn)為逐漸降低的趨勢(shì),在24h時(shí)間點(diǎn)與對(duì)照組比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.043),但此后逐漸恢復(fù)正常;煙霧吸入后FⅧ和FⅤ活性降低,提示煙霧吸入后這兩種物質(zhì)被消耗,轉(zhuǎn)化為活化狀態(tài)的FⅤa和FⅧa參與促凝途徑;由于APC系統(tǒng)的激活,過(guò)量產(chǎn)生的FⅤa和FⅧa被失活,從而無(wú)法將凝血酶原轉(zhuǎn)化為凝血酶,因此促凝途徑無(wú)法繼續(xù)進(jìn)行,本研究對(duì)FⅡ的檢測(cè)證實(shí)了這一點(diǎn)。FⅡ轉(zhuǎn)化為凝血酶需要FⅤa和FⅧa的參與,因?yàn)檫@兩種物質(zhì)被APC中和,F(xiàn)Ⅱ所代表的凝血酶的生成并未明顯增加,PT及INR的變化趨勢(shì)也支持這一點(diǎn)。上述幾種物質(zhì)的相互作用保證了煙霧吸入后機(jī)體的促凝-抗凝循環(huán)的平衡,但抗凝因子與促凝因子的長(zhǎng)期持續(xù)消耗,或可使這種平衡變得非常脆弱,導(dǎo)致出血或血栓形成的風(fēng)險(xiǎn)大大增加。
既往對(duì)ARDS、膿毒癥或其他類型肺損傷的研究顯示,血漿游離TM增高及蛋白C降低提示內(nèi)皮細(xì)胞損傷及天然抗凝系統(tǒng)的破壞[28],并且與病死率存在顯著相關(guān)性[14,29-30]。本研究也發(fā)現(xiàn),煙霧吸入后存在外周血中TM逐漸升高的情況,這也反映了血管內(nèi)皮細(xì)胞的損傷情況,而煙霧吸入后BALF中TM水平逐漸降低,且與肺損傷評(píng)分呈顯著負(fù)相關(guān),其原因可能是煙霧吸入導(dǎo)致的肺損傷短期內(nèi)會(huì)使大量水腫液積聚在肺泡中,此時(shí)內(nèi)皮細(xì)胞損害導(dǎo)致的TM也會(huì)隨之進(jìn)入肺泡中,但是被大量水腫液稀釋降低了濃度,并且由于煙霧吸入1h內(nèi)為內(nèi)皮細(xì)胞損傷的初期,大量的TM尚未經(jīng)循環(huán)進(jìn)入到肺泡中,當(dāng)脫離損傷環(huán)境后,肺泡及上皮-內(nèi)皮自我修復(fù)屏障的恢復(fù)使脫落的TM逐漸減少,這與膿毒癥等重癥情況下因病原體或致傷因素持續(xù)存在導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞損傷持續(xù)加重有很大不同,本研究中TM在煙霧吸入后降低及其與肺損傷的相關(guān)性,或許反映的是肺水腫程度。
本研究通過(guò)促凝共同途徑及天然抗凝途徑中主要因子的變化及相互之間的邏輯關(guān)系,系統(tǒng)闡述了一種高致死率單純煙霧吸入性肺損傷后全身凝血狀態(tài)的變化情況,早期及時(shí)有效地掌握凝血狀態(tài),把握時(shí)機(jī)并制定相應(yīng)凝血調(diào)節(jié)方案是有效的治療策略。