陳 勇 孫 靜 郭 蓮 胡小蘭 郎海麗 王 忠 胡衍輝 徐國海

目前，機械通氣已成為治療呼吸衰竭、各種器官衰竭，以及用于全身麻醉(簡稱全麻)手術等過程的一項關鍵技術。有研究[1]結果表明，呼吸機使用不當可能對正常肺組織造成損傷或加重肺組織損傷，即呼吸機相關性肺損傷(ventilator induced lung injury，VILI)，其主要病理特征為炎癥細胞浸潤、透明膜形成、血管通透性增加和肺水腫，可導致機體發(fā)生氣壓傷、容積傷、萎陷傷和生物傷等。近年來的研究[2-3]結果表明，機械通氣誘發(fā)機體炎癥細胞激活和炎癥介質表達是導致肺損傷發(fā)生的關鍵機制。大鼠肉瘤基因同源物(Rho)是一種小分子鳥苷酸結合蛋白，具有鳥苷三磷酸(GTP)酶活性，廣泛分布于哺乳動物的組織細胞中。有研究[4]結果表明，Rho相關卷曲螺旋蛋白激酶(Rock)在炎癥反應中具有相當重要的作用，Rock抑制劑可抑制多形核白細胞滲出和炎癥細胞因子TNF-α、IL-6的產生，從而減輕炎癥反應，但其能否減輕VILI目前尚不清楚。本研究通過評價Rho/Rock信號通路在VILI中的作用，以及法舒地爾對VILI的保護作用，旨在為臨床治療VILI提供理論基礎和科學依據。

1 對象與方法

1.1 研究對象 選取2019年1—5月在南昌大學第二附屬醫(yī)院行擇期全麻下機械通氣時間≥4 h的普通外科手術患者60例，男33例、女27例；年齡范圍20～60歲，年齡為(46±8)歲；ASA分級Ⅰ或Ⅱ級。采用隨機數字表法將患者分為法舒地爾組和0.9%氯化鈉組(對照組)，每組30例。排除標準：機械通氣時間<4 h，嚴重顱腦損傷，惡性腫瘤，嚴重心、肺、肝、腎功能異常，阿片類藥物過敏史和濫用史，血流動力學不穩(wěn)定，正在參與其他臨床試驗。本研究經醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會審核批準(批準號為2017第32號)，患者及其家屬均簽署知情同意書。

1.2 方法 所有患者術前均未給予任何藥物。入手術室后連接心電監(jiān)護儀，于局部麻醉下行橈動脈穿刺。靜脈注射咪達唑侖0.05 mg/kg、芬太尼3.5 μg/kg、依托咪酯0.3 mg/kg、順阿曲庫銨0.15 mg/kg行麻醉誘導，氣管插管后行機械通氣。法舒地爾組于麻醉誘導后給予法舒地爾(天津紅日藥業(yè)股份有限公司)30 mg(以100 mL 0.9%氯化鈉溶液稀釋)靜脈注射，于15 min內注射完畢；對照組給予等容量0.9%氯化鈉溶液靜脈注射。機械通氣的參數設置：FiO2100%，氣道平臺壓(pplat)<35 cmH2O(1 cmH2O=0.098 kPa)，PEEP 5～20 cmH2O，通氣頻率8～12次/min，潮氣量8～10 mL/kg，吸呼比為1∶2，維持呼氣末二氧化碳分壓35～45 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)。給予異丙酚0.2～0.4 mg/(kg·min)、瑞芬太尼0.1～0.2 μg/(kg·min)、順阿曲庫銨2～3 μg/(kg·min)靜脈注射維持麻醉，維持腦電雙頻指數(BIS)為40～60。監(jiān)測血壓、心率、經皮動脈血氧飽和度(SpO2)和心電圖。手術結束待患者自主呼吸恢復后，給予新斯的明和阿托品拮抗肌肉松弛藥，拔除氣管導管后送至麻醉恢復室(PACU)，給予面罩吸氧，給予患者靜脈自控鎮(zhèn)痛(PCIA)。PCIA配置：舒芬太尼2 μg/kg+0.9%氯化鈉溶液至100 mL，負荷劑量2 mL，持續(xù)輸注量2 mL/h，患者自控鎮(zhèn)痛(PCA)量1 mL，鎖定時間15 min。

1.3 血管活性藥物使用 術中酌情使用阿托品、多巴胺、去氧腎上腺素等血管活性藥物調控心率和血壓。若術中患者心率<50次/min時，靜脈注射阿托品；血壓<基礎值的30%時，靜脈注射去氧腎上腺素或多巴胺。

1.4 觀察指標 比較兩組患者的一般情況。記錄兩組患者手術過程中呼吸機參數(潮氣量、峰流速、呼吸頻率、PEEP)。分別于麻醉誘導前和麻醉蘇醒后進行急性生理學與慢性健康狀況評價Ⅱ(APACHE Ⅱ)評分。分別于機械通氣前后采集患者的外周靜脈血和動脈血樣本，測定血清Rock水平并行血氣分析(血氣分析指標為paO2、氧合指數、呼吸指數)。分別于機械通氣前后收集患者的支氣管肺泡灌洗液(BALF)，采用ELISA法測定BALF中髓過氧化物酶(MPO)、TNF-α、IL-6、RhoA和Rock2水平。記錄兩組患者術后7 d肺部并發(fā)癥(肺部感染、肺不張、支氣管痙攣和呼吸衰竭)的發(fā)生情況。

1.5 并發(fā)癥的診斷標準[5]肺部感染(至少滿足以下1條)：高熱，頻繁咳嗽、咳痰，肺部聽診異常，胸部X線攝片提示新出現的肺部滲出或者原有的滲出增多，血常規(guī)檢查白細胞計數>12×109/L。肺不張：氧合差且患側肺部聽診呼吸音低，或者胸部X線攝片提示肺組織透亮度降低伴縱隔、肺門和患側橫膈向不張區(qū)域移動，健側肺代償性的過度通氣。支氣管痙攣：呼吸困難，肺部聽診有廣泛的哮鳴音，需藥物治療才能緩解。呼吸衰竭：術后吸空氣時paO2<60 mmHg，或者氧合指數<300 mmHg，或者SpO2<90%且需吸氧治療。

2 結 果

2.1 一般情況比較 兩組患者間年齡、性別構成、體重、ASA分級構成和手術時間的差異均無統(tǒng)計學意義(P值均>0.05)。見表1。

表1 兩組患者一般情況的比較 (N=30)

2.2 手術過程中呼吸機參數比較 兩組間患者手術過程中潮氣量、峰流速、呼吸頻率和PEEP的差異均無統(tǒng)計學意義(P值均>0.05)。見表2。

表2 兩組患者手術過程中呼吸機參數的比較

2.3 麻醉誘導前和麻醉蘇醒后APACHE Ⅱ評分比較 對照組麻醉誘導前和麻醉蘇醒后APACHE Ⅱ評分分別為(10.5±3.7)、(6.5±2.3)分，法舒地爾組分別為(10.9±3.4)、(8.3±2.6)分。兩組間麻醉誘導前APACHE Ⅱ評分的差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05),法舒地爾組麻醉蘇醒后APACHE Ⅱ評分顯著高于對照組麻醉蘇醒后(P<0.05)。

2.4 機械通氣前后血清Rock水平和血氣分析指標比較 兩組間機械通氣前血清Rock水平和氧合指數、呼吸指數、paO2的差異均無統(tǒng)計學意義(P值均>0.05)。法舒地爾組機械通氣后氧合指數顯著高于對照組機械通氣后(P<0.05)，血清Rock水平和呼吸指數均顯著低于對照組機械通氣后(P值均<0.05)；兩組間機械通氣后paO2的差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。見表3。

表3 兩組患者機械通氣前后血清Rock水平和血氣分析指標的比較

2.5 機械通氣前后BALF中MPO、TNF-α、IL-6、RhoA和Rock2水平比較 兩組間機械通氣前BALF中MPO、TNF-α、IL-6、RhoA和Rock2水平的差異均無統(tǒng)計學意義(P值均>0.05)。法舒地爾組患者機械通氣后BALF中MPO、TNF-α、IL-6、RhoA和Rock2水平均顯著低于對照組機械通氣后(P值均<0.05)。見表4。

表4 兩組患者機械通氣前后BALF中MPO、TNF-α、IL-6、RhoA和Rock2水平的比較

2.6 術后7 d肺部并發(fā)癥情況比較 術后7 d，法舒地爾組肺部并發(fā)癥發(fā)生率為3.3%(1/30)，僅1例患者發(fā)生肺部感染；對照組肺部并發(fā)癥發(fā)生率為16.7%(5/30)，其中肺部感染3例、支氣管痙攣2例；兩組患者均未發(fā)生肺不張和呼吸衰竭。法舒地爾組術后7 d肺部并發(fā)癥發(fā)生率顯著低于對照組(P<0.05)。

3 討 論

VILI是指由機械通氣引起的各種肺部改變的總稱，臨床上將其分為氣壓傷、容積傷、萎陷傷、生物傷4種類型。VILI的發(fā)生是由多種因素共同作用的結果，既有機械力對肺組織細胞的直接損傷，也有激活的炎癥細胞和炎癥介質介導的肺局部炎癥反應(即生物傷)，其在分子水平促進大量炎癥因子釋放，通過炎癥反應的級聯放大，造成組織損傷[6]。研究[7]發(fā)現，在大鼠機械通氣肺損傷模型中，TNF-α水平明顯升高，誘導中性粒細胞、上皮細胞生成IL-8的能力增強，而IL-8可加重肺泡毛細血管內皮細胞損傷和肺水腫，進而誘發(fā)中性粒細胞、巨噬細胞等釋放IL-6和IL-1等炎癥因子，進一步加重組織損傷。據最新統(tǒng)計，行機械通氣的患者VILI發(fā)生率高達15%[8]。因此，探討VILI的主要致病因素，研究其有效治療藥物是臨床亟待解決的問題。

法舒地爾作為首個抑制肌球蛋白輕鏈磷酸化的新型血管擴張劑，主要通過抑制Rock發(fā)揮藥理作用，其能夠抑制鈣敏化效應，降低內皮細胞的張力，擴張血管，防止缺血-再灌注損傷的發(fā)生，從而改善腦組織微循環(huán)，減少心肌細胞凋亡，同時也可拮抗炎癥細胞因子，改善血液動力學，目前已被廣泛用于治療冠狀動脈微循環(huán)障礙和腦血管病[9]。Rho/Rock信號通路與多種基因的表達有關，Rho GTP酶能被多種炎癥介質和細胞因子活化，繼而激活Rho/Rock信號通路，這些炎癥介質和細胞因子是引起多種炎癥損傷和纖維組織增生性疾病發(fā)生的重要基礎物質。因此，抑制Rho/Rock信號通路可減少炎癥反應發(fā)生。相關的動物研究[10-11]結果表明，法舒地爾作為Rock抑制劑可減輕肺組織炎癥損傷和肺水腫，降低MPO、TNF-α、IL-6水平，從而改善疾病的預后。

本研究采用隨機數字表法對患者進行分組，兩組間患者的一般情況和手術過程中呼吸機參數的差異均無統(tǒng)計學意義，從而排除了呼吸機參數設置對研究結果產生的影響。動物實驗結果表明，VILI發(fā)生率隨著機械通氣時間的延長而增高；Toll樣受體是參與天然免疫的一類重要蛋白質分子，是機體抵抗感染性疾病的第一道屏障，其表達量隨著機械通氣時間的延長而增高，機械通氣240 min時Toll樣受體表達量顯著高于機械通氣60 min時[12]。因此，本研究選擇擇期行全麻手術且機械通氣時間≥4 h的患者，參考文獻[13]的方法，法舒地爾組于麻醉誘導后以法舒地爾30 mg經100 mL 0.9%氯化鈉溶液稀釋后靜脈注射，于15 min內注射完畢；結果顯示，法舒地爾組患者機械通氣后血清Rock水平顯著低于對照組機械通氣后，表明機械通氣后法舒地爾可抑制血清中Rock的表達。

BALF中炎癥因子MPO、TNF-α、IL-6水平與大葉性肺炎、重癥肺炎等疾病的嚴重程度密切相關，炎癥因子水平越高，病情越嚴重；此外，根據炎癥因子水平變化可判斷疾病的預后[14]。VILI患者BALF中MPO、TNF-α和IL-6水平均顯著升高，MPO是中性粒細胞的特征酶，其活性反映了中性粒細胞的浸潤程度；TNF-α和IL-6是由血管內皮合成和釋放的，導致全身炎癥反應啟動的主要促炎因子，TNF-α具有抗腫瘤和調節(jié)機體免疫功能的作用，并參與機體炎癥等多種病變發(fā)生、發(fā)展的過程，可誘發(fā)自身和其他細胞因子釋放而損傷機體；IL-6是由肺組織內不同細胞，如肺泡巨噬細胞、內皮細胞等受到牽拉刺激時激活產生，其水平急劇升高(即炎癥因子大量激活)為炎癥急性期的表現，其與肺損傷和肺部并發(fā)癥的發(fā)生密切相關。本研究結果顯示，法舒地爾組患者機械通氣后BALF中MPO、TNF-α、IL-6、RhoA和Rock2水平均顯著低于對照組機械通氣后，表明法舒地爾作為Rock抑制劑，可減少血清中促炎癥因子釋放，以及炎癥因子浸潤肺泡上皮細胞和毛細血管內皮細胞，從而起到減輕VILI的作用。本研究結果顯示，法舒地爾組機械通氣后氧合指數顯著高于對照組通氣后，呼吸指數顯著低于對照組機械通氣后；麻醉蘇醒后APACHE Ⅱ評分顯著高于對照組麻醉蘇醒后，術后7 d肺部并發(fā)癥發(fā)生率顯著低于對照組。上述結果表明，法舒地爾作為Rock抑制劑可減輕VILI，減少術后肺部并發(fā)癥的發(fā)生，該作用機制可能與其抑制Rho/Rock信號通路后減輕炎癥反應有關。

綜上所述，Rock抑制劑法舒地爾可減輕患者機械通氣時VILI，減少術后肺部并發(fā)癥的發(fā)生，該作用機制可能與其抑制Rho/Rock信號通路后減輕炎癥反應有關。