为什么急性A型主动脉夹层患者术前会出现低氧血症？

130例急性A型主动脉夹层手术患者术前急性肺损伤相关的独立因素：一项单中心横断面临床研究

背景

急性主动脉夹层 (AAD) 是一种严重威胁生命的心血管疾病，经常导致多器官功能衰竭，包括急性肺损伤 (ALI)。既往回顾性研究表明，急性肺损伤（ALI）在主动脉夹层手术患者中较为常见（78.49%），并伴有许多不良后果，甚至导致死亡。本研究观察了接受Stanford A 型 AAD 手术的成年患者的术前ALI 发生率，并假设术前 ALI 可能与临床和实验变量有关。

方法

研究对象

本研究在2013年1月至2014年7月的招募期间，对在北京安贞医院接受Stanford A型AAD手术的患者进行了研究，Stanford A型AAD患者年龄在18-75岁之间，并且适合进行急诊手术。所有患者的肝和肾功能均正常。排除标准包括患有冠心病，严重心力衰竭，严重心脏压塞和严重神经系统异常的患者。入院前或入院后开具非甾体类抗炎药或皮质类固醇的患者也被排除在外。 

研究流程

在常规麻醉和插管后，根据PaO2 / FiO2比值计算出的氧合指数（OI）识别ALI，并将所有患者分为两组：非ALI（OI> 300 mmHg）和ALI（OI <300mmHg）。插管后，患者吸纯氧，5cmH2O呼气末正压（PEEP）机械通气10分钟，并通过调节潮气量将呼气末二氧化碳压保持在35至45mmHg之间。潮气量为6至8 mL/kg，呼吸频率为10至15次/分钟。然后，通过动脉血气分析来计算OI。

数据采集

入院时或入院后记录患者的基本信息、病因、血流动力学和超声心动图数据。诱导后从中心静脉导管中抽取两组患者的血清样品。根据制造商的说明书采用酶联免疫吸附法测定血浆白细胞介素6（IL-6）、白细胞介素10（IL-10）、组织因子（TF）、组织因子途径抑制剂（TFPI）、人白细胞弹性蛋白酶（HLE）、肿瘤坏死因子α（TNF-α ），血管内皮生长因子（VEGF），前列腺素（PGI2）和血栓烷B 2（TXB 2）。紫外分光光度法测定甲烷二羧酸醛（MDA），髓过氧化物酶（MPO），总抗氧化能力（TAOC）和总超氧化物歧化酶（TSOD）。通过标准定量测定技术测定血小板计数、血红蛋白（Hb）、白细胞（WBC）、乳酸（LAC）、肌钙蛋白、纤维蛋白原（FIB）和纤维蛋白原降解产物（FDP）。 

研究终点

  主要终点是根据入排标准确定的在Stanford A型AAD手术前发生ALI的发生率。次要终点是与AAD患者术前ALI发生有关的独立因素，其中包括任何必要的因素，例如人口统计学，病因学和患者的术前评估。

结果

本研究最终纳入了总共130例StanfordA型AAD手术的患者。患者的平均年龄为46.8岁（21至72岁），并且大多数患者为男性（75.4％）。根据术前OI，有70例患者被确诊为ALI（53.8％）。表1列出了有无术前ALI的患者的基本特征。ALI患者年龄较大，BMI较高和较低的术前DBP。

血清学结果

ALI患者的血浆TFPI和IL-10水平显著低于非ALI患者。与非ALI患者相比，ALI患者血浆IL-6和TXB2水平显著升高（表1）。两组之间的活性氧（ROS）没有显著差异。

术前ALI的单因素分析和多元logistic回归分析。在单因素分析中，术前ALI包括10个术前变量，分别为年龄、BMI、DBP、血小板计数（PLC）、TFPI、IL-6、IL-10、TNF-α、TSOD和PGI2 / TXB2比值（表1）。然后，将这些变量（加上吸烟史和主动脉瓣关闭不全）用于多元logistic回归分析，年龄，BMI，DBP，IL-6和PGI2 / TXB2比值再次显示与术前ALI显著相关（表2）。在多元回归分析中，术前ALI也与BMI、年龄、IL-6和DBP呈剂量依赖性（表2）。

观察到DBP和ALI之间存在非线性关系（图1）。随着术前DBP水平升高至转折点（44mmHg）ALI的发病率降低。 

相互作用分析表明，LAC水平完全介导了DBP和ALI之间的关系。血清LAC水平<0.8 mmol / L在DBP和ALI之间具有较低的OR（表3，图2）。

讨论

本研究中发现A型AAD手术的130名成年患者术前ALI的发生率高达53.8％，这表明大约一半的AAD患者经历了术前ALI。日本的一项回顾性研究表明，在发病后24小时内，有51％的远端型AAD患者发生了氧合损伤，另一项回顾性研究表明，接受A型AAD手术的患者中有78.49％有术前低氧血症。

Wang等探讨了术前低氧血症对AAD手术后结果的负面影响，结果表明术前氧合作用紊乱（PaO2 / FiO2≤200mmHg）会使术后低氧血症（PaO2 /FiO2≤200mmHg）风险增加2.682倍。此外，由于严重的术前低氧血症而推迟手术会增加主动脉破裂，心脏压塞甚至死亡的风险。因此，由AAD引起的术前ALI的预防和/或治疗对于患者的最终结果很重要。

本研究发现在中国成人AAD患者中，术前ALI通常与这五个变量（年龄，BMI，术前DBP，IL-6和PGI2 / TXB2比值）有关。

本研究表明，出现术前ALI的老年AAD患者具有较高的发病风险。衰老增加了血栓形成和炎性疾病以及内在血小板活化，聚集和分泌的风险，与PLC呈负相关。肥胖患者的肺部力学可能发生改变，从而发展为ARDS，促炎性脂肪因子的过量产生，这与术前ALI的发病独立相关。我们的数据补充了之前的文献，显示年龄和BMI与成人AAD患者的术前ALI有关。

AAD机制有许多来源，最近的研究表明炎症在主动脉夹层中起着重要的作用。因此，肺微循环是白细胞的天然储存库，并且容易受到伤害。如前所述，在本研究中，ALI组的血清IL-6显著升高，这是AAD患者术前ALI的独立因素。这些临床数据证明，AAD后炎症系统的全身激活在ALI的发展中起关键作用。

血小板在ALI的发病机制中也起着至关重要的作用，它被AAD激活以释放促炎性介质，例如TXA2。如先前报道，未破裂的腹主动脉瘤中血小板计数减少，入院时血小板计数低也可以预测AAD患者住院死亡的风险增加。TXB2是TXA2的一种稳定代谢产物。本研究中，PLC与TXB2呈负相关。本研究表明，AAD发作后，ALI组血小板聚集产生的TXB2产量增加，而PGI2 / TXB2比值的平衡被中断。因此，PGI2 / TXB2比值是一个与ALI相关的独立因素。

本研究表明术前DBP也是AAD患者术前ALI的独立因素，在ALI组中显著降低。通常，AAD发作后，临床医生会严格控制血压以明显减少主动脉破裂，因为收缩压越低，假腔撕裂的越小。但是，血压控制得非常好，特别是DBP控制得好可能导致两个严重的后果。一个是由于假腔内血流减少，血栓形成的风险增加，而另一个则是组织和/或器官灌注不足，促使炎性细胞因子释放，这是导致ALI的主要因素。此外，本研究中ALI组中有77.1％的患者有高血压病史，并且由于控制血压，组织和/或器官的灌注将进一步恶化。因此，较低的术前DBP表示AAD患者术前ALI的发病率较高。此外，本研究发现当术前DBP高于44 mmHg时，术前DBP增加1 mmHg可使术前ALI的发生率降低6％。根据术前DBP三分位数的分层分析，与术前DBP小于50 mmHg的患者相比，术前DBP在60至86 mmHg范围内的患者术前ALI的发生率将降低至87％。此外，与其他独立因素（例如年龄、BMI、IL-6和PGI2 / TXB2比值）不同，DBP是可由临床医生调节的独特可调节因素。因此，是否应针对主动脉破裂风险与术前ALI之间的权衡取舍来调整AAD患者的血压控制临床范围。

交互作用分析表明，LAC水平在DBP和ALI之间的关联中起着交互作用。当血清LAC含量低于0.8 mmol / L时，DBP升高，ALI的发生率降低。高乳酸血症可能是由于病理过程导致LAC产量增加和清除率降低的结果。AAD手术前高乳酸血症的来源是多方面的，缺血和再灌注是重要的因素。较低的LAC水平表明组织供氧和消耗的平衡，其中DBP升高可通过增强组织灌注，减少局部缺血和全身性炎症反应来改善肺氧合。但是，高乳酸血症表明组织氧供和氧需的严重不平衡，其中DBP的升高不能弥补这种严重的不平衡。本研究结果表明，积极治疗以增加DBP并维持血浆LAC接近正常水平与AAD手术前ALI风险降低有关。

对于患有AAD的患者，非肺部因素（包括充血性心力衰竭）可导致氧合不良。血管扩张剂（例如硝普钠）也通过增加通气-血流比值和肺内分流降低PaO2。然而，在本研究中，使用硝普钠控制收缩压的患者占45％，但两组在使用硝普钠方面无显著差异（分别为45％和45.7％）。因此，在本研究中，使用血管扩张剂不是氧化受损的独立因素。

局限性

首先，本研究仅在一个医疗中心进行，并且在相对较短的患者招募期间，病例数相对较少。因此，仍需要进行大规模的队列研究来确定接受A型AAD手术的成年患者术前ALI的危险因素。其次，缺乏对肺功能的特异性标志物反应，例如呼出气冷凝物或肺标本的分析。第三，本研究无法获得高度详细的信息来评估需要急诊手术的个别病例中系统性功能障碍的存在。第四，虽然机械通气后肺功能可能恶化或改善，但根据插管患者的呼吸参数计算了OI，其评分可能与实际过程不一致。最后，OI被认为是积极的结果，而这无疑是造成队列研究中“ALI”高发病率的原因。但是，在ALI组中，所有患者的PEEP≥5 cmH2O时OI值均小于300mmHg，根据“柏林定义”定义为急性肺损伤。

结论

在Stanford A型AAD手术的130名成年患者中，术前ALI的发生率为53.8％，年龄、BMI、术前DBP、IL-6和PGI2 / TXB2比值是与术前ALI相关的独立因素。术前DBP大于44 mmHg与术前ALI风险降低相关，LAC介导StanfordA型AAD手术前DBP与ALI之间的关系。

文献来源：

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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