甘志新 王 丹 賀斌峰 胡明冬

急性呼吸窘迫綜合征(acute respiratory distress syndrome, ARDS)是一種由多因素病變引起的非心源性的以進(jìn)行性呼吸困難和頑固性低氧血癥為主要臨床表現(xiàn)的綜合征，其發(fā)病原因包括直接性肺損傷(細(xì)菌性或病毒性肺炎，胃內(nèi)容物誤吸，肺挫傷，毒性吸入，溺水等)和間接性肺損傷(膿毒癥，胰腺炎，嚴(yán)重創(chuàng)傷，大量輸血和燒傷等)。急性呼吸窘迫綜合征首次報(bào)道是在1967年，Ashbaugh等[1]描述了12例急性呼吸窘迫、難治性發(fā)紺、肺順應(yīng)性下降、胸片彌漫性浸潤(rùn)的病例，隨后在1994年由專(zhuān)家協(xié)商將其進(jìn)行了一致定義[2]。2012年的柏林定義被廣泛用于ARDS的診斷，并且根據(jù)缺氧程度將ARDS分為輕、中、重度[3]。在美國(guó)每年大約有19萬(wàn)人患ARDS，死亡率高達(dá)45%[4]。ARDS的病理特點(diǎn)是由于肺泡上皮和肺內(nèi)皮屏障功能破傷，導(dǎo)致肺通透性增加，肺泡和肺間質(zhì)充滿(mǎn)富含蛋白質(zhì)的肺水腫液[5-6]。這些病理變化可以作為了解ARDS中眾多診療標(biāo)志物的基礎(chǔ)，包括肺損傷的主要細(xì)胞損傷途徑：內(nèi)皮損傷、上皮損傷、紊亂的炎癥反應(yīng)等。

一、ARDS的診療標(biāo)記物

盡管近年來(lái)對(duì)急性呼吸窘迫綜合征的認(rèn)識(shí)已經(jīng)取得了很大的進(jìn)步，但是并沒(méi)有明確的實(shí)驗(yàn)室指標(biāo)用于ARDS的診斷和預(yù)后，診療標(biāo)記物也許會(huì)幫助我們更加深入的了解ARDS的病理進(jìn)程，從而幫助我們明確ARDS的診斷，并且進(jìn)行有效的治療。

1. 內(nèi)皮細(xì)胞的診療標(biāo)記物： 血管內(nèi)皮損傷的特點(diǎn)是活化的炎癥細(xì)胞及其釋放的介質(zhì)損傷內(nèi)皮細(xì)胞，導(dǎo)致細(xì)胞表面分子表達(dá)增加，細(xì)胞間隙擴(kuò)大，微血管通透性增加。血液中富含蛋白質(zhì)的液體和活化的炎癥細(xì)胞聚集在肺泡中。在ARDS患者血漿和支氣管肺泡灌洗液(bronchoalveolar lavage fluid, BALF)中檢測(cè)到了多種內(nèi)皮細(xì)胞診療標(biāo)志物，包括促血管生成素-2(angiopoietin 2, Ang-2)、細(xì)胞間黏附分子-1(intercellular cell adhesion molecule-1, ICAM-1)、選擇素(Selectins)、血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(vascular endothelial growth factor, VEGF)、血管性血友病因子(von Willebrand Factor, vWF) 、內(nèi)皮細(xì)胞特異分子(endothelial cell-specific molecule, ESM-1)等[7]。

(1)血管生成素2(Ang-2)： Ang-2是內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生的一種內(nèi)皮生長(zhǎng)因子，可誘導(dǎo)血管浸潤(rùn)，導(dǎo)致內(nèi)皮連接不穩(wěn)定和血管滲漏性增加，血漿中Ang-2的升高與ARDS的發(fā)展之間的相關(guān)性已經(jīng)得到證實(shí)。一項(xiàng)研究表明，ARDS患者血漿和BAL液的Ang-2水平高于靜息性肺水腫患者[8]。Calfee等[9]檢測(cè)了931例ARDS患者的血漿水平指出，Ang-2水平的增加與死亡的風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)。一項(xiàng)Meta分析指出，血漿Ang-2作為判斷ARDS死亡率的診療標(biāo)志物比診斷更有意義[10]。在創(chuàng)傷性ARDS患者中，Ang-2水平可用于區(qū)分早期和晚期ARDS患者[11]。Ganter等[12]檢測(cè)了208例創(chuàng)傷患者的血漿Ang-2的水平發(fā)現(xiàn)，血漿中Ang-2的水平與損傷和組織灌注的嚴(yán)重程度有關(guān)。高水平的Ang-2與內(nèi)皮細(xì)胞活化指標(biāo)、臨床預(yù)后不良有關(guān)。Ang-2水平較高的患者死亡率更高，急性肺損傷的發(fā)生率也較高。

(2)選擇素(Selectins)： 選擇素是一類(lèi)膜相關(guān)糖蛋白，包括P-選擇素、E-選擇素和L-選擇素，分別出現(xiàn)在活化的血小板、內(nèi)皮細(xì)胞和白細(xì)胞上。初步證據(jù)顯示ARDS患者血漿P-選擇素水平明顯高于無(wú)癥狀患者[13]。ARDS中肺炎患者的循環(huán)可溶性E-選擇素水平較高，且血漿水平隨肺炎治療而降低[14]。Okajima等[15]檢測(cè)了50例全身炎癥反應(yīng)綜合征患者的血漿E-選擇素水平發(fā)現(xiàn)E-選擇素升高的患者更易發(fā)生ARDS，且與28 d死亡率顯著相關(guān)。L-選擇素在對(duì)炎癥的反應(yīng)中與P-選擇素和E-選擇素不同。一項(xiàng)Meta分析中指出，ALI/ARDS患者血漿L-選擇素濃度較低，死亡患者早期的L-選擇素血漿水平明顯低于幸存者。這些結(jié)果提示早期血漿L-選擇素水平的降低可能預(yù)示創(chuàng)傷患者ALI/ARDS的發(fā)病率和死亡率的增加。

(3)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子(VEGF)： 血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子屬于血小板源性生長(zhǎng)因子基因家族，在血管生成和淋巴管生成的調(diào)控中起著重要作用[16]。在一項(xiàng)單中心研究中發(fā)現(xiàn)ARDS患者VEGF的血漿水平明顯升高，且第4天血漿VEGF水平升高與患者死亡率有關(guān)[17]。然而ARDS患者肺泡液中VEGF水平明顯低于健康對(duì)照組和有ARDS危險(xiǎn)的患者[18-19]。為了解釋血漿和肺泡VEGF的水平差異，Ware等[5]檢測(cè)了46例急性靜息性肺水腫患者和56例ARDS患者的肺水腫液和血漿中VEGF水平，發(fā)現(xiàn)兩組患者肺泡VEGF水平無(wú)明顯差異，血漿VEGF水平也與預(yù)后無(wú)關(guān)。盡管VEGF在ARDS中的確切作用尚不清楚，但一項(xiàng)研究表明sVEGF1的增加和sVEGF2值的降低與晚期ARDS的發(fā)生有關(guān)[20]。此外Wada等[21]發(fā)現(xiàn)大約三分之一的創(chuàng)傷性ARDS患者與sVEGFR1/sVEGF2的水平增高具有相關(guān)性。

(4)血管性假血友病因子(vWF)： vWF是一種主要由內(nèi)皮細(xì)胞產(chǎn)生的大分子抗原，部分由血小板產(chǎn)生。在一項(xiàng)對(duì)45例ICU膿毒癥患者的前瞻性研究中，非肺膿毒癥患者血漿vWF水平較高，其對(duì)ARDS有較好的預(yù)測(cè)和預(yù)后價(jià)值[22]。Ware等[23]研究發(fā)現(xiàn)，死亡患者的血漿vWF水平高于存活者。較高的vWF水平與器官衰竭天數(shù)顯著相關(guān)。然而在創(chuàng)傷患者中vWF水平明顯低于無(wú)創(chuàng)傷的ALI患者，因此關(guān)于vWF的作用機(jī)制尚有待進(jìn)一步闡明[24]。

(5)內(nèi)皮細(xì)胞特異分子(ESM-1)： 內(nèi)皮細(xì)胞特異性分子1(ESM-1)是一種主要在肺微循環(huán)中表達(dá)的蛋白多糖，它在內(nèi)皮細(xì)胞穩(wěn)態(tài)方面起著重要的作用。最近的一項(xiàng)研究表明ESM-1濃度的增加與ARDS的發(fā)展有關(guān)[25]。Orbegozo等[26]發(fā)現(xiàn)重癥ARDS患者ESM-1濃度較高，這個(gè)結(jié)果提示ARDS患者血液中ESM-1濃度可能是判斷疾病嚴(yán)重程度的有用標(biāo)記物。但在創(chuàng)傷性ARDS患者中ESM-1水平卻低于無(wú)ARDS的患者[27]。

2. 肺泡上皮細(xì)胞診療標(biāo)記物： 肺泡上皮由Ⅰ型肺泡上皮細(xì)胞(type Ⅰ alveolar cells, AT1)和Ⅱ型肺泡上皮細(xì)胞(AT2)組成，對(duì)屏障功能、表面活性劑的產(chǎn)生和肺泡液的矢量傳輸至關(guān)重要。一些肺上皮損傷的診療標(biāo)記物已經(jīng)被研究。

(1)可溶性晚期糖基化終產(chǎn)物受體(sRAGE)： sRAGE在絕大部分的細(xì)胞中處于低表達(dá)水平，但在Ⅰ型肺泡上皮細(xì)胞中表達(dá)較高。一些研究表明ARDS患者的sRAGE水平顯著高于對(duì)照組，并與嚴(yán)重程度以及預(yù)后相關(guān)[28-30]。最近的一項(xiàng)Meta分析表明，sRAGE是一種與高危人群中ARDS診斷密切相關(guān)的診療標(biāo)志物，但與死亡率無(wú)關(guān)[10]。Negrin 等[31]發(fā)現(xiàn)在130例多發(fā)性創(chuàng)傷患者中，血漿中sRAGE水平比對(duì)照組的3倍還多，但在第2天sRAGE水平下降了41%，更高的sRAGE水平發(fā)現(xiàn)在ALI患者中。這些結(jié)果表明，創(chuàng)傷后早期sRAGE的水平可以作為ARDS早期診斷和發(fā)病的工具。

(2)Krebs von den Lungen-6(KL-6)： KL-6是一種人MUC1粘蛋白，是ARDS中一個(gè)很有價(jià)值的診療標(biāo)志物。與健康對(duì)照組和ARDS風(fēng)險(xiǎn)患者相比，ARDS患者的血漿和BAL液中KL-6的基線水平均升高，同時(shí)死亡患者的血漿和BAL液中KL-6的水平也較存活者高[32-34]。然而在間質(zhì)性肺炎中血漿KL-6的水平也有所升高，此外在一項(xiàng)對(duì)重癥肺炎的研究中顯示，發(fā)展為ARDS患者與非ARDS患者血漿KL-6水平并沒(méi)有明顯差異[35]。因此KL-6對(duì)ARDS的特異性有待商榷。

(3)Club cell protein 16(CC16)： CC16是一種抗氧化抗炎蛋白，關(guān)于ARDS中CC16的作用表述不一。一項(xiàng)研究表明，血漿和BAL液中的CC16水平升高與ARDS的死亡率密切相關(guān)，且可幫助診斷[36]。然而其他研究表明ARDS患者血漿和BAL液中CC16的水平有所減少，并且與恢復(fù)無(wú)關(guān)[37]。Lin等[38]發(fā)現(xiàn)ARDS患者的血漿CC16水平和疾病的嚴(yán)重程度相關(guān)，并且可以作為ARDS的診斷標(biāo)記物。另外在ARDS患者中存活者和非存活者的CC16水平差異顯著，且與在ICU住院的時(shí)間有關(guān)。

(4)Surfactant Protein D (SP-D)： 表面蛋白包括A-D四種類(lèi)型， SP-D在ARDS中的作用尤為重要。Eisner等[39]表明，血漿SP-D水平越高，死亡風(fēng)險(xiǎn)越高、自主呼吸時(shí)間越少，發(fā)生器官功能障礙越快。此外在ALI/ARDS過(guò)程中早期增加的血漿SP-D與較差的臨床結(jié)局相關(guān)。Calfee等[24]指出直接性ARDS患者血漿SP-D的水平明顯高于間接性ARDS患者。Ware 等[40]發(fā)現(xiàn)血漿SP-D有可能成為ARDS診斷的理想診療標(biāo)記物。同樣的，Park等[42]也發(fā)現(xiàn)ICU入院后48 h內(nèi)高水平的SP-D可作為重癥監(jiān)護(hù)病房ARDS患者的診斷指標(biāo)。

3. 炎癥反應(yīng)診療標(biāo)記物： ARDS與炎癥反應(yīng)密切相關(guān)，肺損傷觸發(fā)的炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)涉及炎癥細(xì)胞的激活和介質(zhì)的釋放。血漿或者BAL液中炎性因子水平的變化都可能作為ARDS的診療標(biāo)記物。血漿或者BAL液中IL-6早期水平的增加與ARDS的死亡率密切相關(guān)，血漿和BAL液中IL-8的水平與疾病預(yù)后相聯(lián)系。IL-6與IL-8作為全身炎癥反應(yīng)的標(biāo)志與急性肺損傷后較差的預(yù)后相關(guān)[42]。較高水平的IL-18與ARDS患者的疾病嚴(yán)重程度和死亡率有關(guān)[43]。膿毒癥介導(dǎo)的ARDS患者血漿IL-17水平明顯高于健康對(duì)照組，死亡患者的血漿IL-17水平明顯高于幸存者[44]。有研究指出抗炎因子TNF-RI和TNF-RII與ARDS的發(fā)病率及死亡率相關(guān)聯(lián)，低流量吸氧與sTNF-RI的水平降低有關(guān)，創(chuàng)傷性ARDS患者的sTNF-RI水平較低[45]。ARDS患者血漿和BAL液中較高基線的IL-10水平與較高的死亡率有關(guān)[46]。

三、聯(lián)合診療標(biāo)記物

盡管關(guān)于診療標(biāo)記物的研究已經(jīng)有了進(jìn)一步的進(jìn)展，仍沒(méi)有單一的臨床或診療標(biāo)記物能夠可靠地預(yù)測(cè)ARDS臨床結(jié)果。聯(lián)合的診療標(biāo)記物也許能很好的幫助我們理解ARDS。一項(xiàng)研究表明，聯(lián)合(IL-6、IL-8、TNF-R1、蛋白C、PAI-1、ICAM-1、SP-D和vWF)8種標(biāo)記物，可使ROC面積從0.82增加到0.85[47]。一組肺上皮損傷和炎癥的診療標(biāo)志物(SP-D，sRAGE，IL-8，CC16和IL-6)為嚴(yán)重膿毒癥患者的ARDS診斷提供了極好的鑒別標(biāo)準(zhǔn)。Zhao等[48]發(fā)現(xiàn)聯(lián)合(年齡、APACHEⅢ、SP-D 和IL-8)可以作為預(yù)測(cè)ARDS的死亡率模型。Fremont等[49]指出聯(lián)合診療標(biāo)志物(RAGE、PCPⅢ、BNP、ANG2、IL-10、TNF-α、IL-8)可以作為創(chuàng)傷性ALI/ARDS患者的診斷工具。

近年來(lái)對(duì)ARDS診療標(biāo)記物的研究已經(jīng)取得了較大的進(jìn)展，相信在不久的將來(lái)ARDS診療標(biāo)記物的作用會(huì)越來(lái)越明朗。此外基因蛋白組水平的研究以及影像學(xué)的發(fā)展也將幫助我們更深入的理解ARDS。