為什麼急性A型主動脈夾層患者術前會出現低氧血症?

在Stanford A型AAD手術的130名成年患者中,術前ALI的發生率為53.8%,年齡、BMI、術前DBP、IL-6和PGI2 / TXB2比值是與術前ALI相關的獨立因素。

130例急性A型主動脈夾層手術患者術前急性肺損傷相關的獨立因素:一項單中心橫斷面臨床研究

背景

急性主動脈夾層 (AAD) 是一種嚴重威脅生命的心血管疾病,經常導致多器官功能衰竭,包括急性肺損傷 (ALI)。既往回顧性研究表明,急性肺損傷(ALI)在主動脈夾層手術患者中較為常見(78.49%),並伴有許多不良後果,甚至導致死亡。本研究觀察了接受Stanford A 型 AAD 手術的成年患者的術前ALI 發生率,並假設術前 ALI 可能與臨床和實驗變數有關。

方法

研究對象

本研究在2013年1月至2014年7月的招募期間,對在北京安貞醫院接受Stanford A型AAD手術的患者進行了研究,Stanford A型AAD患者年齡在18-75歲之間,並且適合進行急診手術。所有患者的肝和腎功能均正常。排除標準包括患有冠心病,嚴重心力衰竭,嚴重心臟壓塞和嚴重神經系統異常的患者。入院前或入院後開具非甾體類抗炎藥或皮質類固醇的患者也被排除在外。 

研究流程

在常規麻醉和插管後,根據PaO2 / FiO2比值計算出的氧合指數(OI)識別ALI,並將所有患者分為兩組:非ALI(OI> 300 mmHg)和ALI(OI <300mmHg)。插管後,患者吸純氧,5cmH2O呼氣末正壓(PEEP)機械通氣10分鐘,並通過調節潮氣量將呼氣末二氧化碳壓保持在35至45mmHg之間。潮氣量為6至8 mL/kg,呼吸頻率為10至15次/分鐘。然後,通過動脈血氣分析來計算OI。

數據採集

入院時或入院後記錄患者的基本資訊、病因、血流動力學和超聲心動圖數據。誘導後從中心靜脈導管中抽取兩組患者的血清樣品。根據製造商的説明書採用酶聯免疫吸附法測定血漿白細胞介素6(IL-6)、白細胞介素10(IL-10)、組織因子(TF)、組織因子途徑抑製劑(TFPI)、人白細胞彈性蛋白酶(HLE)、腫瘤壞死因子α(TNF-α ),血管內皮生長因子(VEGF),前列腺素(PGI2)和血栓烷B 2(TXB 2)。紫外分光光度法測定甲烷二羧酸醛(MDA),髓過氧化物酶(MPO),總抗氧化能力(TAOC)和總超氧化物歧化酶(TSOD)。通過標準定量測定技術測定血小板計數、血紅蛋白(Hb)、白細胞(WBC)、乳酸(LAC)、肌鈣蛋白、纖維蛋白原(FIB)和纖維蛋白原降解産物(FDP)。 

研究終點

  主要終點是根據入排標準確定的在Stanford A型AAD手術前發生ALI的發生率。次要終點是與AAD患者術前ALI發生有關的獨立因素,其中包括任何必要的因素,例如人口統計學,病因學和患者的術前評估。

結果

本研究最終納入了總共130例StanfordA型AAD手術的患者。患者的平均年齡為46.8歲(21至72歲),並且大多數患者為男性(75.4%)。根據術前OI,有70例患者被確診為ALI(53.8%)。表1列出了有無術前ALI的患者的基本特徵。ALI患者年齡較大,BMI較高和較低的術前DBP。

血清學結果

ALI患者的血漿TFPI和IL-10水準顯著低於非ALI患者。與非ALI患者相比,ALI患者血漿IL-6和TXB2水準顯著升高(表1)。兩組之間的活性氧(ROS)沒有顯著差異。

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術前ALI的單因素分析和多元logistic回歸分析。在單因素分析中,術前ALI包括10個術前變數,分別為年齡、BMI、DBP、血小板計數(PLC)、TFPI、IL-6、IL-10、TNF-α、TSOD和PGI2 / TXB2比值(表1)。然後,將這些變數(加上吸煙史和主動脈瓣關閉不全)用於多元logistic回歸分析,年齡,BMI,DBP,IL-6和PGI2 / TXB2比值再次顯示與術前ALI顯著相關(表2)。在多元回歸分析中,術前ALI也與BMI、年齡、IL-6和DBP呈劑量依賴性(表2)。

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觀察到DBP和ALI之間存在非線性關係(圖1)。隨著術前DBP水準升高至轉捩點(44mmHg)ALI的發病率降低。 

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相互作用分析表明,LAC水準完全介導了DBP和ALI之間的關係。血清LAC水準<0.8 mmol / L在DBP和ALI之間具有較低的OR(表3,圖2)。

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討論

本研究中發現A型AAD手術的130名成年患者術前ALI的發生率高達53.8%,這表明大約一半的AAD患者經歷了術前ALI。日本的一項回顧性研究表明,在發病後24小時內,有51%的遠端型AAD患者發生了氧合損傷,另一項回顧性研究表明,接受A型AAD手術的患者中有78.49%有術前低氧血症。

Wang等探討了術前低氧血症對AAD手術後結果的負面影響,結果表明術前氧合作用紊亂(PaO2 / FiO2點200mmHg)會使術後低氧血症(PaO2 /FiO2點200mmHg)風險增加2.682倍。此外,由於嚴重的術前低氧血症而推遲手術會增加主動脈破裂,心臟壓塞甚至死亡的風險。因此,由AAD引起的術前ALI的預防和/或治療對於患者的最終結果很重要。

本研究發現在中國成人AAD患者中,術前ALI通常與這五個變數(年齡,BMI,術前DBP,IL-6和PGI2 / TXB2比值)有關。

本研究表明,出現術前ALI的老年AAD患者具有較高的發病風險。衰老增加了血栓形成和炎性疾病以及內在血小板活化,聚集和分泌的風險,與PLC呈負相關。肥胖患者的肺部力學可能發生改變,從而發展為ARDS,促炎性脂肪因子的過量産生,這與術前ALI的發病獨立相關。我們的數據補充了之前的文獻,顯示年齡和BMI與成人AAD患者的術前ALI有關。

AAD機制有許多來源,最近的研究表明炎症在主動脈夾層中起著重要的作用。因此,肺微迴圈是白細胞的天然儲存庫,並且容易受到傷害。如前所述,在本研究中,ALI組的血清IL-6顯著升高,這是AAD患者術前ALI的獨立因素。這些臨床數據證明,AAD後炎症系統的全身激活在ALI的發展中起關鍵作用。

血小板在ALI的發病機制中也起著至關重要的作用,它被AAD激活以釋放促炎性介質,例如TXA2。如先前報道,未破裂的腹主動脈瘤中血小板計數減少,入院時血小板計數低也可以預測AAD患者住院死亡的風險增加。TXB2是TXA2的一種穩定代謝産物。本研究中,PLC與TXB2呈負相關。本研究表明,AAD發作後,ALI組血小板聚集産生的TXB2産量增加,而PGI2 / TXB2比值的平衡被中斷。因此,PGI2 / TXB2比值是一個與ALI相關的獨立因素。

本研究表明術前DBP也是AAD患者術前ALI的獨立因素,在ALI組中顯著降低。通常,AAD發作後,臨床醫生會嚴格控制血壓以明顯減少主動脈破裂,因為收縮壓越低,假腔撕裂的越小。但是,血壓控制得非常好,特別是DBP控制得好可能導致兩個嚴重的後果。一個是由於假腔內血流減少,血栓形成的風險增加,而另一個則是組織和/或器官灌注不足,促使炎性細胞因子釋放,這是導致ALI的主要因素。此外,本研究中ALI組中有77.1%的患者有高血壓病史,並且由於控制血壓,組織和/或器官的灌注將進一步惡化。因此,較低的術前DBP表示AAD患者術前ALI的發病率較高。此外,本研究發現當術前DBP高於44 mmHg時,術前DBP增加1 mmHg可使術前ALI的發生率降低6%。根據術前DBP三分位數的分層分析,與術前DBP小于50 mmHg的患者相比,術前DBP在60至86 mmHg範圍內的患者術前ALI的發生率將降低至87%。此外,與其他獨立因素(例如年齡、BMI、IL-6和PGI2 / TXB2比值)不同,DBP是可由臨床醫生調節的獨特可調節因素。因此,是否應針對主動脈破裂風險與術前ALI之間的權衡取捨來調整AAD患者的血壓控制臨床範圍。

交互作用分析表明,LAC水準在DBP和ALI之間的關聯中起著交互作用。當血清LAC含量低於0.8 mmol / L時,DBP升高,ALI的發生率降低。高乳酸血症可能是由於病理過程導致LAC産量增加和清除率降低的結果。AAD手術前高乳酸血症的來源是多方面的,缺血和再灌注是重要的因素。較低的LAC水準表明組織供氧和消耗的平衡,其中DBP升高可通過增強組織灌注,減少局部缺血和全身性炎症反應來改善肺氧合。但是,高乳酸血症表明組織氧供和氧需的嚴重不平衡,其中DBP的升高不能彌補這種嚴重的不平衡。本研究結果表明,積極治療以增加DBP並維持血漿LAC接近正常水準與AAD手術前ALI風險降低有關。

對於患有AAD的患者,非肺部因素(包括充血性心力衰竭)可導致氧合不良。血管擴張劑(例如硝普鈉)也通過增加通氣-血流比值和肺內分流降低PaO2。然而,在本研究中,使用硝普鈉控制收縮壓的患者佔45%,但兩組在使用硝普鈉方面無顯著差異(分別為45%和45.7%)。因此,在本研究中,使用血管擴張劑不是氧化受損的獨立因素。

局限性

首先,本研究僅在一個醫療中心進行,並且在相對較短的患者招募期間,病例數相對較少。因此,仍需要進行大規模的隊列研究來確定接受A型AAD手術的成年患者術前ALI的危險因素。其次,缺乏對肺功能的特異性標誌物反應,例如呼出氣冷凝物或肺標本的分析。第三,本研究無法獲得高度詳細的資訊來評估需要急診手術的個別病例中系統性功能障礙的存在。第四,雖然機械通氣後肺功能可能惡化或改善,但根據插管患者的呼吸參數計算了OI,其評分可能與實際過程不一致。最後,OI被認為是積極的結果,而這無疑是造成隊列研究中“ALI”高發病率的原因。但是,在ALI組中,所有患者的PEEP點5 cmH2O時OI值均小于300mmHg,根據“柏林定義”定義為急性肺損傷。

結論

在Stanford A型AAD手術的130名成年患者中,術前ALI的發生率為53.8%,年齡、BMI、術前DBP、IL-6和PGI2 / TXB2比值是與術前ALI相關的獨立因素。術前DBP大於44 mmHg與術前ALI風險降低相關,LAC介導StanfordA型AAD手術前DBP與ALI之間的關係。

文獻來源:

Pan Xudong,Lu Jiakai,Cheng Weiping et al. Independent factors related to preoperative acute lung injury in 130 adults undergoing Stanford type-A acute aortic dissection surgery: a single-center cross-sectional clinical study.[J] .J Thorac Dis, 2018, 10(7): 4413-4423

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