红细胞分布宽度对AECOPD患者机械通气撤机结局的预测价值

吴敬医，詹 勇，余 晔，张美君，仲昌顺，袁 荆，吕小红，张 霞

(皖南医学院第一附属医院 弋矶山医院 1.ICU；2.超声医学科，安徽 芜湖 241001)

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary diseases，COPD) 是以不完全可逆的气流受限为特征的呼吸系统疾病，伴有气道慢性炎症。目前COPD是人类第四位主要死亡原因，并且WHO预计到2020年将上升至第三位[1]。机械通气是呼吸衰竭患者重要且有效的支持治疗手段，超过40%的ICU患者需要接受机械通气治疗[2]。COPD 患者由于全身炎症反应、氧化应激、营养不良、慢性缺氧等原因，容易导致膈肌功能障碍[3]。研究显示：ICU患者的机械通气总时间的 40%用于撤机阶段，而COPD患者更长达 60%[4-6]。过早或延迟撤机都会对患者造成不利影响，过早拔管导致的再插管使患者的院内获得性肺炎风险增加8倍，死亡风险增加6～12倍；而不必要地延长机械通气时间可增加患者感染和其他并发症的风险[7]。

临床上有很多指标可用于评价患者撤机结局，如呼吸力学指标(呼吸频率、气道闭合压、最大吸气负压)、综合脱机指数、改良综合脱机指数、氧合指数、浅快呼吸指数、自主呼吸试验等。自主呼吸试验(spontaneous breathing trail,SBT)是目前预测撤机结局的最常用方式，但即使成功通过SBT后，患者撤机失败率仍在20%左右[8-10]。因此，临床上迫切需要一些新指标来评估COPD机械通气患者的脱机拔管，以提高患者撤机的成功率及生存率。

红细胞分布宽度(red blood cell distribution width,RDW)是反映血液循环中红细胞体积异质性的一个参数，临床上多用于贫血的诊断与分类。系统炎症、无效造血、营养不良、骨髓造血障碍和红细胞破坏增加等可引起RDW的升高[11]。研究表明[12-13]:RDW与炎症标志物具有显著相关性，如C-反应蛋白、白细胞介素-6、纤维蛋白原，并且相关研究显示 RDW 升高不仅与COPD 的严重程度相关，还与死亡风险相关[14-15]。

本研究拟通过检测外周血中RDW水平及其变化，探讨其在预测COPD急性加重(acute exacerbations of chronic obstructive pulmonary diseases，AECOPD)行机械通气患者首次撤机结局的临床价值，为临床评估AECOPD机械通气患者撤机提供经验参考。

1 资料与方法

1.1 研究对象 选择2014年1月～2018年8月入住弋矶山医院重症医学科需要有创机械通气支持治疗的AECOPD 患者。

入选标准:①符合中华医学会呼吸病学分会 COPD 学组制定的 COPD 诊治指南[16]和中华医学会重症医学分会制定的患者机械通气指南[7]，因 COPD急性加重需要行有创机械通气的患者；②机械通气时间≥24 h；③年龄 ≥18岁；④经临床医生评估准备进入撤机阶段的患者，通过撤机筛查试验和SBT实验。

排除标准:①血流动力学不稳定；②无自主呼吸或呼吸驱动不稳定；③机械通气时间 < 24 h；④精神异常、认知障碍者；⑤晚期肿瘤；⑥既往有贫血及其他血液系统疾病史、正在接受叶酸或铁剂治疗的贫血患者；⑦拒绝接受本次研究相关检查、不愿意签署知情同意书的患者。

1.2 研究方法 采用前瞻性研究。根据纳入标准和排除标准确定研究对象，所有撤机、拔除经口气管插管操作均依据科室诊疗常规和临床医生判断。

1.2.1 撤机筛查试验标准 当判断患者引起呼吸衰竭的原因已经得到控制或逆转，满足以下条件：① 神志清楚(可唤醒，哥拉斯格昏迷评分≥13分，没有连续的镇静剂输注)；②无呼吸困难，10次/分钟≤呼吸频率(RR)≤35 次/分钟；③FiO2< 0.35，PEEP≤5 cmH2O，PaO2/FiO2≥ 150 mmHg，pH > 7.30，PaCO2达缓解期水平；④ 血流动力学稳定，没有心肌缺血动态变化，临床上没有显著的低血压，不需要血管活性药的治疗或只需要小剂量的血管活性药物如多巴胺<5 μg/(kg·min)或去甲肾上腺素<0.1 μg/(kg·min)；⑤没有明显呼吸性酸中毒；⑥血红蛋白>80 g/L；⑦主观临床评估，临床医师认定为可撤机，有自主呼吸，具有有效的咳嗽能力。

1.2.2 自主呼吸实验 (spontaneous breathing trail，SBT)方法 采用压力支持(pressure support ventilation，PSV)法，PS水平设置在5～8 cmH2O，PEEP≤ 5 cmH2O，持续30 min。

1.2.3 SBT终止标准 如果患者在SBT过程中出现以下情况之一：① RR>35 次/分钟或<10次/分钟，并持续 5 min 以上或辅助呼吸肌参与呼吸；②动脉血氧饱和度<88%，PaO2/FiO2≤ 150 mmHg，pH≤7.30；③心率>140 次/分钟或与基础心律比较，持续增快或减慢 20% 以上；④收缩压 > 180 mmHg 或 < 90 mmHg；⑤神志改变(嗜睡、出汗等)；⑥新发的心肌缺血。

1.2.4 撤机成功标准 撤机后 48 h 内无需再次气管插管机械通气即被认为撤机成功。如患者在撤机后 48 h 以内因呼吸衰竭或其他原因需要行气管插管机械通气治疗，则认为撤机失败。

1.3 观察指标

1.3.1 一般资料 记录患者姓名、性别、年龄、入科后24 h内急性生理与慢性健康评分Ⅱ (APACHE Ⅱ)。观察并记录入科24 h内的RDW、C-反应蛋白(C-reactive protein，CRP)、降钙素素原(procalcitonin,PCT)、血红蛋白(hemoglobin,HGB)，分别记录为RDW1、CRP1、PCT1、HGB1。

1.3.2 脱机拔管前指标 观察脱机拔管前24 h内的血常规、血液生化等检查，分别记录首次脱机拔管前24 h内的血RDW、CRP、PCT、HGB，分别记录为RDW2、CRP2、PCT2、HGB2。记录首次拔管前的有创机械通气时间。并记录入科时与首次拔管前各指标间的变化。

△RDW=RDW2-RDW1；△CRP=CRP2-CRP1；△PCT=PCT2-PCT1；△HGB=HGB2-HGB1。

2 结果

2.1 一般资料比较 按上述入选标准和排除标准共有37名患者纳入研究。25例患者撤机成功，12例患者撤机失败。两组入选患者性别、年龄、APACHE Ⅱ评分、机械通气时间等差异均无统计学意义(P>0.05)，见表1。

表1 两组患者入科时一般资料比较

组别n性别(男/女)年龄/岁APACHE Ⅱ/分机械通气时间/h成功组2518/774.5±7.514.9±5.777(46,108)失败组129/373.5±8.617.1±4.888(63,122)t/Z0.3621.1530.682P1.000∗0.7190.2570.496

注：*Fisher确切概率法。

2.2 两组患者入科时与脱机拔管前24 h相关生化指标比较 结果显示，两组患者入科时RDW、CRP、PCT、HGB各指标差异均无统计学意义(P>0.05)。两组患者脱机拔管前24 h与入科时RDW、CRP、PCT、HGB各指标差异均无统计学意义(P>0.05)，而治疗后撤机成功组RDW呈下降趋势，差异有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表2 两组患者入科时与脱机拔管前24 h相关生化指标比较

组别nRDW1/%RDW2/%△RDW/%CRP1/(mg/L)CRP2/(mg/L)△CRP/(mg/L)成功组2515.0±1.814.6±1.2-0.50(-0.80,0.45)48.8(19.8,72.1)28.9(13.9,56.4)-9.7 (-31.4,28.7)失败组1214.6±1.315.0±1.00.35(-0.48,1.25)36.9(14.1,80.3)56.2(16.2,63.9)8.3 (-24.1,33.7)t/Z0.6782.3910.5520.779P0.5020.0170.5810.436

组别nPCT1/(ng/mL)PCT2/(ng/mL)△PCT/(ng/mL)HGB1/(g/L)HGB2/(g/L)△ HGB/(g/L)成功组250.71(0.11,1.62)0.41(0.27,1.27)-0.17(-0.74,0.25)124.4±25.9118.2±25.0-5.00(-13.50,-2.00)失败组120.32(0.08,1.72)0.62(0.37,1.03)0.29(-1.19,0.61)136.3±25.3123.1±29.7-18.00(-31.50,-3.50)t/Z1.0880.6491.3161.704P0.2770.5160.1970.088

注：RDW,红细胞分布宽度；CRP,C-反应蛋白；PCT,降钙素素原；HGB,血红蛋白。以下同。

2.3 相关性比较 Pearson相关性分析显示RDW1和入科CRP1、PCT1相关性分别为r=0.418和0.470(P<0.05)；△RDW与△CRP、△PCT相关性分别为r=0.657和0.433(P<0.05)。见表3。

表3 RDW及其变化与相关炎症指标的相关性比较

变量nrPRDW1与 CRP1370.4180.010RDW1与PCT1370.4700.003△RDW与△CRP370.6590.000△RDW与△PCT370.4330.007

2.4 撤机结局的预测价值分析 △RDW>0.7%预测撤机失败的ROC曲线下面积为0.745，灵敏度50%，特异度88%，阳性预测值66.7%，阴性预测值78.6%，见图1。

图1 △RDW预测撤机结局的ROC曲线

3 讨论

本研究结果显示,在入科时撤机成功组和失败组RDW、CRP、PCT、HGB差异均无统计学意义；治疗后撤机成功组RDW呈下降趋势，差异有统计学意义，以RDW增加>0.7%为阈值，预测撤机失败的曲线下面积为0.745，提示有良好的预测价值。

撤机结局准确有效的预测对提高COPD患者的预后有着重要的价值[7]。本次纳入研究的患者共37例，通过SBT后的撤机失败率为32%，稍高于相关报道，原因可能是：①本次纳入的病例都是COPD并发急性呼吸衰竭的患者，而COPD患者容易导致膈肌功能障碍；②本次纳入的COPD患者年龄相对偏大，病情较重、容易合并心功能不全，且老年患者胸廓顺应性的下降和呼吸肌力的减弱可能会导致脱机拔管后的不耐受，影响脱机拔管的预测准确性。

COPD是临床常见病、多发病，病程易反复，严重影响患者生活质量。气道炎症反应是影响COPD病情预后的一个明确因素[17-18]。COPD病情加重时许多炎症标记物明显升高，如IL-6、IL-8、TNF-a、CRP[19-20]。既往相关研究显示[14,21-22]，RDW与CRP、PCT等炎症指标相关。本次研究显示入科RDW与CRP、PCT呈正相关(r值分别为0.418、0.470，P<0.05)经治疗后，RDW的变化与CRP、PCT的变化也呈正相关(r值分别为0.659、0.433，P<0.05)。本次研究结果和国内外相关研究结果一致。

COPD患者机械通气撤机成功与否是影响预后的一个重要措施，对撤机时机的准确预测一直是临床迫切需要的。本次研究显示，治疗后撤机成功组RDW呈现下降趋势，差异有统计学意义，以治疗后RDW的增加>0.7%为阈值，预测撤机失败的曲线下面积为0.745，灵敏度50%，特异度88%，阳性预测值66.7%，阴性预测值78.6%。RDW的变化与撤机结局相关性机制目前还不甚明确，可能机制主要有以下几点。①COPD病情加重时炎症因子释放明显增加，COPD相关的炎症因子被发现可以抑制红细胞生成素诱导的红细胞成熟，进而导致RDW的增高[23]。因此，我们推测COPD病情加重时，炎症水平的增加引起RDW的增高，RDW是反映炎症水平的一个指标。②COPD 时缺氧诱导促红细胞生成素分泌增加，刺激红细胞生成增加，新生红细胞体积较大，导致RDW增加。③此外有研究显示RDW的增高与右心功能不全、肺动脉高压明显相关[14,24]。其他可能导致COPD患者预后不良并且引起RDW增加的机制包括氧化应激水平提高、营养状况不佳等。

综上所述，在COPD患者机械通气的治疗过程中，RDW作为一项价廉、便捷、常用的实验室指标，其变化应当引起关注。但本研究尚存在一些不足，例如本研究未能将心功能、膈肌功能等影响撤机结局的因素排除。同时，本次研究的样本量较小，有待临床增加样本量进一步研究。