亞低溫在急性呼吸窘迫綜合征治療中的應(yīng)用前景探討

作者：王學(xué)敏 徐惠芳

自1967年Ashbaugh首次描述急性呼吸窘迫綜合征（ARDS）以來(lái)，國(guó)內(nèi) 外對(duì)其流行病學(xué)和發(fā)病機(jī)制的研究取得了很大的進(jìn)展。由于ARDS病因多樣，發(fā)病機(jī)制尚未完 全闡明，病理生理變化廣泛而復(fù)雜，因此至今尚無(wú)特效的治療方法，只是根據(jù)其病理生理改 變和臨床癥狀進(jìn)行針對(duì)性或支持性的治療。目前認(rèn)為，多器官功能障礙綜合征（MODS）是全身 炎癥反應(yīng)綜合征（SIRS）、代償性抗炎反應(yīng)綜合征（CARS）或混合性抗炎反應(yīng)綜合征（MARS）發(fā)展 的結(jié)果。而ARDS實(shí)際上就是MODS在肺部的表現(xiàn)，在此過(guò)程中，過(guò)度炎癥反應(yīng)激活大量效應(yīng)細(xì) 胞，并釋放炎性介質(zhì)參與了肺損傷。

將亞低溫用于ARDS防治方面的研究還處于起步階段，但已經(jīng)顯示出其可能具有的誘人前景。

1ARDS病理生理

ARDS發(fā)病機(jī)制錯(cuò)綜復(fù)雜，但病變主要分為兩大部分。①呼吸功能障礙：ARDS患者肺泡-毛細(xì)血管間隙水腫，氣體交換功能障礙，同時(shí)殘存的有通氣功能的肺泡大大減少。這 不但造成機(jī)體缺氧，而且為了維持必須的氣體交換，還帶來(lái)了與呼吸機(jī)有關(guān)的肺損傷。②肺 部的炎癥反應(yīng)：細(xì)胞因子大量釋放，并通過(guò)扳機(jī)樣作用觸發(fā)炎癥介質(zhì)的瀑布樣級(jí)聯(lián)反 應(yīng)。巨噬細(xì)胞產(chǎn)生氧自由基、溶酶體酶等損傷血管內(nèi)皮細(xì)胞和肺泡上皮細(xì)胞，而且還產(chǎn)生 細(xì)胞因子，促使大量中性粒細(xì)胞（PMN）向肺組織微血管內(nèi)聚集?；罨腜MN黏附在血管內(nèi)皮細(xì) 胞表面，并引起呼吸爆發(fā)，釋放氧自由基、蛋白溶解酶、花生四烯酸代謝產(chǎn)物等損傷肺血管 內(nèi)皮細(xì)胞，還可通過(guò)誘導(dǎo)釋放炎性介質(zhì)，激活補(bǔ)體、凝血和纖溶系統(tǒng)等。此外，凝血和纖溶 功能紊亂致微栓子形成，通過(guò)多種機(jī)制引起肺泡毛細(xì)血管損傷，肺毛細(xì)血管通透性增加，肺 泡上皮細(xì)胞和肺血管內(nèi)皮細(xì)胞凋亡也參與ARDS的發(fā)病。

2亞低溫抗炎機(jī)制

亞低溫保護(hù)作用并不僅限于降低機(jī)體代謝，還通過(guò)多種機(jī)制減輕缺血-再灌注或 創(chuàng)傷后的繼發(fā)性損傷，如氧供需失衡、氧化反應(yīng)、細(xì)胞凋亡、興奮性氨基酸釋放、腦水腫、血-腦脊液屏障受損、白三烯生成、顱內(nèi)高壓、炎性因子釋放以及PMN聚集等 〔1〕。目前在低溫保護(hù)作用機(jī)制方面已經(jīng)進(jìn)行了大量廣泛而深入的研究，這些成果加 深了我們對(duì)低溫保護(hù)作用的理解，并為其在臨床上的應(yīng)用提供了理論基礎(chǔ)和新的思路。

2.1對(duì)PMN功能的影響：很早以前，人們就發(fā)現(xiàn)腦損傷后損傷組織中有大 量PMN聚集。亞低溫可抑制損傷后PMN浸潤(rùn)從而減輕組織損傷。Maier等〔2〕發(fā)現(xiàn)，創(chuàng) 傷后1小時(shí)的亞低溫可減少PMN 浸潤(rùn)達(dá)75％，2小時(shí)后減低程度為72％。其可能是通過(guò)保持血-腦脊液屏障的完整性或減少相關(guān)炎性因子的釋放來(lái)抑制PMN浸潤(rùn)的。亞低溫不 但減少浸潤(rùn)PMN數(shù)量，還抑制其功能。PMN釋放氧自由基的能力與溫度密切相關(guān)，有報(bào)道當(dāng)溫 度從37℃降至33℃時(shí)，PMN釋放的氧自由基減少4倍〔3〕。Mizuno等〔4〕的 研究顯示，將PMN孵育在35℃時(shí)，其吞噬能力顯著提高。作者認(rèn)為抑制神經(jīng)酰胺的合成可能 是亞低溫提高PMN吞噬能力的機(jī)制之一。

2.2對(duì)細(xì)胞因子的影響：亞低溫可以顯著地抑制炎癥早期腫瘤壞死因子-α（TNF-α）的釋放〔5〕和白介素-1β RNA（ IL-1β RNA）表達(dá)〔6〕。Marion等〔7〕發(fā)現(xiàn)在腦創(chuàng)傷后36小 時(shí)，亞低溫組IL-1β含量明顯低于常溫組，且復(fù)溫后差異依然存在。Aibiki等 〔8〕證實(shí)，亞低溫可以抑制腦損傷后IL-6升高，且作用可延續(xù)到復(fù)溫時(shí) 和復(fù)溫后。低溫降低機(jī)體的代謝率，并有可能改變一些酶等蛋白質(zhì)分子的結(jié)構(gòu)，降低其生物 活性，這可能是低溫抑制機(jī)體炎癥因子釋放的機(jī)制之一。

2.3對(duì)血管通透性的影響：一般認(rèn)為血管通透性增高是由于內(nèi)皮細(xì)胞內(nèi) 鈣離子濃度增高導(dǎo)致內(nèi)皮細(xì)胞收縮所致。另外在病理情況下血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷，連接破壞也 可導(dǎo)致通透性增高。近年來(lái)發(fā)現(xiàn)內(nèi)皮細(xì)胞凋亡亦是原因之一。

亞低溫可保護(hù)腦損傷、腦缺血后血-腦脊液屏障功能，降低血管通透性，減 少血中有害物質(zhì)進(jìn)入腦組織。氧自由基，特別是-OH可損傷毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞，增加血-腦脊液屏障通透性。亞低溫可降低腦代謝，抑制所有的酶促反應(yīng)，從而 減少氧自由基產(chǎn)生〔9〕。亞低溫還可顯著減輕腦水腫以及缺血-再灌注 損傷后的腎臟水腫。Maier等〔2〕報(bào)道，創(chuàng)傷后1小時(shí)的亞低溫可減輕腦水腫程 度達(dá)85％。

2.4對(duì)凋亡的影響：多種生理刺激、物理?yè)p傷可誘發(fā)凋亡。如TNF-α可直接與靶細(xì)胞上其受體結(jié)合誘發(fā)凋亡，組織缺血本身也可誘發(fā)凋亡。實(shí)驗(yàn)證實(shí)局 部組織60分鐘的低溫（10℃）治療可直接阻斷TNF-α誘發(fā)的細(xì)胞凋亡，這可能 與低溫治療恢復(fù)毛細(xì)血管灌流、改善組織缺血有關(guān)。當(dāng)然，也不能排除低溫可干擾TNF-α與其受體結(jié)合而發(fā)揮保護(hù)作用〔10〕。Maier等〔2〕在大鼠腦缺血 模型中發(fā)現(xiàn)，

與正常體溫組比，實(shí)驗(yàn)3日后

1小時(shí)和2小時(shí)的亞低溫可分別減少腦細(xì)胞凋亡達(dá)78％和99％，而30分鐘的亞低溫對(duì)細(xì)胞凋亡 無(wú)明顯影響。有研究證實(shí)亞低溫對(duì)于壞死的細(xì)胞無(wú)影響，但顯著減少凋亡的細(xì)胞，這提示亞 低溫可特異性地抑制細(xì)胞凋亡。雖然在損傷和缺血的同時(shí)就可能觸發(fā)凋亡，但其死亡過(guò)程將 持續(xù)一段時(shí)間，這就為亞低溫阻斷相關(guān)的生化反應(yīng)過(guò)程提供了可能〔11〕。

2.5對(duì)凝血功能的影響：低溫可增加創(chuàng)傷患者術(shù)中失血量，減少血小板 數(shù) 量，抑制其功能，并提高纖溶酶活性。Gubler等〔12〕發(fā)現(xiàn)，雖然溫度降至35℃時(shí) 凝血指標(biāo)已有明顯變化，但只要維持溫度于33℃以上，其對(duì)臨床并無(wú)顯著影響。許多研究 亦證實(shí)亞低溫并不增加出血傾向，凝血指標(biāo)也接近正常。這些都說(shuō)明亞低溫對(duì)凝血功能影響 并不大。

談到亞低溫對(duì)凝血功能影響時(shí)，我們總是習(xí)慣性地把這當(dāng)作副作用之一。然而在某些病理情 況下，這反而可能成為益處。膿毒癥是ARDS最常見(jiàn)的誘因和首位的死因。近年來(lái)人們認(rèn)識(shí)到 炎性介質(zhì)可以抑制抗凝物質(zhì)并激活外源性凝血系統(tǒng)，使膿毒癥早期即處于高凝狀態(tài)而發(fā)生纖 維蛋白沉積乃至彌散性血管內(nèi)凝血（DIC）。因此抗凝成為膿毒癥治療的重要方面。此外ARDS 本身也伴有凝血功能紊亂，肺部大量微栓子形成。

2.6其它：Westmann等〔10〕發(fā)現(xiàn)局部低溫可阻斷TNF-α所致的毛細(xì)血管灌流障礙，這可能是低溫抑制PMN聚集，降低毛細(xì)血管阻力所致。低溫 還可抑制血栓素生成，促進(jìn)前列腺素合成從而恢復(fù)微血管灌流，保持組織結(jié)構(gòu)完整性。

黏附分子可促進(jìn)PMN與內(nèi)皮細(xì)胞黏附。多項(xiàng)研究證實(shí)亞低溫可抑制黏附分子的功能及其在白細(xì)胞和內(nèi)皮細(xì)胞上的表達(dá)，從而減少PMN的浸潤(rùn)〔13〕。

從以上我們可以看出，亞低溫主要的益處有兩方面：增強(qiáng)機(jī)體對(duì)缺氧的耐受性；抑制過(guò)度的 炎癥反應(yīng)。理論上講，對(duì)于那些既有缺血、缺氧病程，又有過(guò)度炎癥反應(yīng)的病變，亞低溫恰 恰可以最大限度地發(fā)揮其保護(hù)作用。臨床上這樣的疾病很多，如ARDS、缺血-再 灌注損傷、重癥胰腺炎等。亞低溫在這些疾病中的應(yīng)用前景如何有待進(jìn)一步研究。

3亞低溫在ARDS中的應(yīng)用

亞低溫可降低機(jī)體代謝，減少機(jī)體需氧量，從而減輕肺負(fù)擔(dān)，防止與呼吸機(jī)相關(guān)的肺損傷。另一方面，亞低溫具有抑制PMN浸潤(rùn)、氧自由基和細(xì)胞因子釋放、細(xì)胞凋亡、血栓形成降低 毛細(xì)血管通透性以及等諸多作用。亞低溫的這些特性，使其在急性肺損傷（ALI）或ARDS治療方面可能具有意 想不到的效果。

1974年Flachs給一位急性呼吸衰竭（呼衰）患者做體外膜肺治療時(shí)發(fā)現(xiàn)，當(dāng)溫度意外降到34℃時(shí)，患者PaO2上升；當(dāng)溫度恢復(fù)到37℃時(shí)，PaO2又下降。作者又將亞低溫應(yīng)用于 其他一些呼吸衰竭患者，成功地使他們避免了使用體外膜式氧合器（ECMO）〔14〕。此 后，又有一些病例報(bào)道對(duì)某些重危癥伴有呼吸功能衰竭患者，當(dāng)常規(guī)的醫(yī)療手段無(wú)效時(shí)，醫(yī) 生給患者采用亞低溫治療，患者最終活下來(lái)并恢復(fù)了健康。然而，上述這些都只是一些零散 的、無(wú)對(duì)照的病例報(bào)道，說(shuō)服力并不很強(qiáng)。為了驗(yàn)證亞低溫對(duì)呼衰患者的影響，20世紀(jì)90年 代Villar等〔15〕進(jìn)行了一項(xiàng)前瞻性、對(duì)照的臨床實(shí)驗(yàn)，將19位膿毒癥伴發(fā)ARDS患者 隨機(jī)分為2組，一組接受常規(guī)治療，另一組接受常規(guī)治療+亞低溫（32～35℃）。結(jié)果顯示，亞低溫能夠顯著降低患者的病死率（67％比100％，Ｐ

改善氧供需平衡是低溫主要保護(hù)機(jī)制之一。但為什么低溫時(shí)機(jī)體氧耗量保持不變，而不是降 低?Gilston曾專門(mén)撰文分析這個(gè)問(wèn)題。他認(rèn)為可能的機(jī)制是：雖然低溫降低了機(jī)體需氧量，但仍然高于供氧量，故氧耗量不變，但氧債減?。坏蜏貢r(shí)皮膚、肌肉的血管收縮，但某些重 要器官血管可能擴(kuò)張，氧耗量增加，此時(shí)總血管阻力不變，總氧耗量不變〔16〕。

低溫時(shí)感染發(fā)生率能否升高?作者認(rèn)為低溫可抑制內(nèi)毒素刺激所致的機(jī)體過(guò)度炎癥反應(yīng)，從 而提高機(jī)體免疫功能，并進(jìn)而增加網(wǎng)狀內(nèi)皮系統(tǒng)對(duì)內(nèi)毒素的清除能力。研究報(bào)告，在實(shí)驗(yàn)前，2組各有7位患者血培養(yǎng)陽(yáng)性，治療開(kāi)始后亞低溫組有4位患者很快轉(zhuǎn)陰，而傳統(tǒng)治療 組只有2位患者轉(zhuǎn)陰〔15〕。此外亞低溫對(duì)凝血功能有一定的影響，它可能通過(guò)抑制 膿毒癥的高凝狀態(tài)以及抑制ARDS時(shí)肺毛細(xì)血管微栓子形成而發(fā)揮保護(hù)作用。這可能是亞低溫 在一些膿毒癥患者治療中取得成功的機(jī)制之一。

在以上所有這些實(shí)驗(yàn)中，亞低溫都是在常規(guī)治療手段無(wú)效時(shí)作為一種降低機(jī)體代謝措施應(yīng)用 的，其早期應(yīng)用可能效果更加顯著〔16〕。但亞低溫在ARDS中的作用是否僅限于此，能否抑制ARDS肺部炎癥反應(yīng)而從根本上改變ARDS的病程呢？雖然人們?cè)趤喌蜏貙?duì)ARDS患者氧 供需平衡方面做了部分研究工作，并取得了令人鼓舞的成果，可是在亞低溫對(duì)ARDS肺部炎癥 反應(yīng)的影響方面卻至今未見(jiàn)報(bào)道。雖然從亞低溫特性上推斷其應(yīng)該能夠抑制ARDS肺部的炎癥 反應(yīng)，但實(shí)際效果目前仍是未知數(shù)。

目前亞低溫對(duì)ARDS影響方面的研究仍處于起步階段，需要解決的問(wèn)題很多，如對(duì)ARDS肺部炎 癥反應(yīng)的影響，對(duì)感染發(fā)生率的影響，其應(yīng)用的時(shí)機(jī)、方式、持續(xù)時(shí)間，并發(fā)癥，預(yù)后，副 作用的防治等。其在臨床上的實(shí)際應(yīng)用效果還需通過(guò)大樣本、多中心的臨床實(shí)驗(yàn)來(lái)判斷。在 將來(lái)ARDS治療中，綜合運(yùn)用機(jī)械通氣、控制性亞低溫、藥物治療可能將取得較好的療效。

參考文獻(xiàn)

〔1〕Tisherman S A,Rodriguez A,Safar P.Therapeutic hypothermia in traum atology〔Ｊ〕.Surg Clin North Am,1999,79:1269-1289.

〔2〕Maier C M,Ahern K B,Cheng M L,et al.Optimal depth and duration of mild hypothermia in a focal model of transient cerebral ischemia〔Ｊ〕.Stroke,1998,29:2171-2180.

〔3〕Wenisch C,Narzt E,Sessler D I,et al.Mild intraoperative hypothermia red uces production of reactive oxygen intermediates by polymorphonuclear leukocytes 〔Ｊ〕.Anesth Analg,1996,82:810-816.

〔4〕Mizuno T,Kannan Y,Tokunaga M,et al.Role of hypother mia induced by tumor necrosis factor on apoptosis and function of inflammatory n eutrophils in mice〔Ｊ〕.Am J Physiol,2000,278:R157-R165.

〔5〕解啟蓮，胡皓夫，安會(huì)波.亞低溫對(duì)全身炎癥反應(yīng)小鼠細(xì)胞因子與黏附分子表達(dá)的影響 及意義〔Ｊ〕.中國(guó)危重病急救醫(yī)學(xué),2000,12（10）:617-619.

〔6〕Goss J R,Styren S D,Miller P D,et al.Hypothermia attenuates the normal increase in interleukin[CD*2]1β RNA and nerve growth factor following traum atic brain injury in the rat〔Ｊ〕.J Neurotrauma,1995,12:159-167.

〔7〕Marion D W,Penrod L E,Kelsey S F,et al.Treatment of traumatic brain injury with moderate hypothermia〔Ｊ〕.N Engl J Med,1997,336:540-546.

〔8〕Aibiki M,Maekawa S,Ogura S,et al.Effect of moderate hypothermia on systemic and internal jugular plasma IL-6levels after trauma tic brain injury in humans〔Ｊ〕.J Neuro trauma,1999,16:225-232.

〔9〕Kawai N,Kawanishi M,Okauchi M,et al.Effects of hypothermia on thrombin-induced brain edema formation〔Ｊ〕.Brain Research,2001,895:50-58.

〔10〕Westmann S,Vollmar B,Thorlacius H,et al.Surface coolin g inhibits tumor necrosis factor-α-induced microvascular perfusion failure,leukocyte adhesion,and apoptosis in the striated muscle〔Ｊ〕.Surgery,1999,126:881-889.

〔11〕Edwards A D,Yue X,Squier M V,et al.Specific inhibition of apoptosis af ter cerebral hypoxia-ischemia by moderate post-insult hypo thermia〔Ｊ〕.Biochem Biophys Res Comm,1995,217:1193-1199.

〔12〕Gubler K D,Gentilello L M,Hassantish S A,et al.The impact of hypotherm ia on dilutional coagulopathy〔Ｊ〕.J Trauma,1994,36:847-851.

〔13〕Rowin M E,Xue V,Irazuzta J.Integrin expression on neutrophils in a rabbit model of group B streptococcal meningitis〔Ｊ〕.Inflammation,2000,23:23-28.

〔14〕Flachs J,Bookallil M,Clarke B.Extracorporeal oxygenation or hypothermia in respiratory failure〔Ｊ〕.Lancet,1977,26:489-490.

〔15〕Villar J,Slutsky A S.Effects of induced hypothermia in patients with septi c adult respiratory distress syndrome〔Ｊ〕.Resuscitation,1993,26:183-192.

〔16〕Gilston A.Oxygen dynamics and induced hypothermia in sepsis〔Ｊ〕.Resuscit ation,1994,28:65-70.

本文地址:http://www.soujuw.cn/zhongyizatan/62407.html.

聲明： 我們致力于保護(hù)作者版權(quán)，注重分享，被刊用文章因無(wú)法核實(shí)真實(shí)出處，未能及時(shí)與作者取得聯(lián)系，或有版權(quán)異議的，請(qǐng)聯(lián)系管理員，我們會(huì)立即處理，本站部分文字與圖片資源來(lái)自于網(wǎng)絡(luò)，轉(zhuǎn)載是出于傳遞更多信息之目的,若有來(lái)源標(biāo)注錯(cuò)誤或侵犯了您的合法權(quán)益，請(qǐng)立即通知我們(管理員郵箱：602607956@qq.com)，情況屬實(shí)，我們會(huì)第一時(shí)間予以刪除，并同時(shí)向您表示歉意,謝謝!

上一篇: 病例對(duì)照在病因?qū)W研究中的應(yīng)用

下一篇: 體外循環(huán)冠狀動(dòng)脈搭橋術(shù)在低射血分?jǐn)?shù)病···