ARDS患者EBC和血清中ICAM-1水平及其临床意义

周亚清， 濮尊国， 刘爱明， 丁宏胜

(南通大学附属海安医院重症医学科，江苏省海安市226600)

急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress syndrome，ARDS)是由各种原因导致的以呼吸窘迫和低氧血症为主要表现的肺泡、毛细血管膜损伤的急性呼吸衰竭，其发病急，进展快，具有较高的发病率和病死率[1]。目前可以从病理生理的角度去诠释ARDS发生的生物学机制，其中包括内皮损伤、促炎损伤、凝血、纤维化、上皮损伤及细胞凋亡等细胞损伤途径[2-3]。细胞间黏附分子1(intercellular adhesion molecule-1，ICAM-1)是免疫球蛋白超家族的成员，已有研究建立了ARDS小鼠异种移植模型，检测ICAM-1水平，发现其表达上调[4]。另有研究发现，ICAM-1表达降低有助于改善ARDS小鼠模型中的肺部炎症[5]。呼出气冷凝液(exhaled breath condensate，EBC)是评价气道炎症和氧化应激程度的一种无创手段，可动态监测呼吸道炎性反应、氧化应激，用于疾病的诊断和病情评估。本文检测ARDS患者血清及EBC中ICAM-1的含量及其临床意义。

1 资料和方法

1.1 一般资料

选取2018年7月—2020年7月本院重症医学科行机械通气的ARDS患者51例为ARDS组，其中男29例，女22例，平均年龄(58.3±10.5)岁。ARDS组患者根据柏林诊断标准[6]按严重程度分为轻度组22例、中度组17例，重度组12例。另选取同期51例健康的体检人员为健康对照组，其中男27例，女24例，平均年龄(60.8±9.3)岁。ARDS组和健康对照组性别、年龄比较，差异无统计学意义(P>0.05)。本研究经本院伦理委员会批准(批准号：HKL201737)，患者均签署知情同意书。

1.2 纳入与排除标准

纳入标准：符合2012年柏林标准[6]的ARDS机械通气患者，签署知情同意书。排除标准：①影响肺脏的严重慢性相关疾病如支气管哮喘、支气管扩张、间质性肺病、慢性阻塞性肺疾病、肺心病等；②慢性肾功能不全；③急性心肌缺血或严重心律失常；④肺动脉栓塞；⑤妊娠；⑥风湿病及长期使用糖皮质激素的患者。

1.3 ARDS诊治方法

根据中华医学会重症分会的急性肺损伤/急性呼吸窘迫综合征诊断和治疗指南(2006)对ARDS患者进行原发疾病处理、液体管理等治疗。均使用基础重症护理，采用保护性机械通气策略、广谱抗生素及综合对症支持。

1.4 ELISA法检测ICAM-1含量

在患者诊断为ARDS的第1天和第5天，生命体征相对平稳时采集EBC和血清标本，采用酶联免疫吸附实验(enzyme linked immunosorbent assay，ELISA，购于美国R&D公司)定量检测。EBC采集：改装EcoScreen冷凝器接入呼吸机螺纹管呼气端，设置冷凝温度-20 ℃，不接入加温的湿化器，更换干燥Y型螺纹管直接连接呼吸机，观察患者呼吸平稳5 min后开始收集，持续40 min，收集6 mL冷凝液，分3管封装，-70 ℃冰箱保存备检。健康对照组体检者先行口腔清洁，戴鼻夹后，由口部咬口器连接改装EcoScreen冷凝器，平静呼吸40 min后，可收集6 mL的EBC。血清采集：EBC收集的同时采血5 mL，在室温环境下，采用离心方式分离出血清。比较不同分组标准ARDS患者第1天和第5天的血清和EBC中ICAM-1含量。根据ARDS患者入院28天时的生存情况，比较ARDS存活者与死亡者的血清和EBC中ICAM-1含量。

1.5 统计学分析

2 结 果

2.1 ARDS组与健康对照组血清和EBC中ICAM-1含量的比较

ARDS组血清和EBC中ICAM-1含量均显著高于健康对照组(P<0.01；表1)。

表1 ARDS组与健康对照组血清和EBC中ICAM-1含量的比较(n=51) 单位：μg/L

2.2 不同严重程度ARDS患者的血清和EBC中ICAM-1含量的比较

入院第1天和第5天，不同严重程度ARDS患者血清及EBC中ICAM-1含量随着ARDS严重程度的加重而上升(P<0.05)；中、重度组患者入院第1天血清中ICAM-1含量高于同组第5天(P<0.05)；轻、中、重度组患者入院第1天EBC中ICAM-1含量均高于同组第5天(P<0.05；表2)。

表2 不同严重程度ARDS患者在不同时间血清和EBC中ICAM-1水平的比较 单位：μg/L

2.3 ARDS存活组与死亡组的血清和EBC中ICAM-1含量的比较

两组在入院第1天时血清中ICAM-1含量比较差异无统计学意义(P>0.05)，而死亡组EBC中ICAM-1含量高于存活组(P<0.05)，在入院第5天时，ARDS死亡组血清和EBC中ICAM-1含量均显著高于存活组(P<0.05；表3)。

表3 ARDS存活组与死亡组血清和EBC中ICAM-1含量的比较 单位：μg/L

3 讨 论

ARDS是炎症细胞以及释放的炎症介质介导的炎症反应，导致肺微血管内皮细胞和上皮细胞的功能、形态改变，肺微血管通透性增加，血管内白蛋白渗入间质，导致低氧血症。因此，反映肺泡上皮、肺泡壁通透性、细胞损伤的生物标志物可以有效评估ARDS病情严重程度和预后。研究表明，ARDS患者的ICAM-1在肺水肿液及血浆中均升高(P<0.05)[7]。

ICAM-1作为一种生物传感器，通过其细胞质结构域与肌动蛋白细胞骨架的结合，转导细胞内外信号，发挥其作为许多基本细胞功能的主要调节剂的作用。ICAM-1的作用是调节白细胞从循环到炎症部位的募集[8]。研究表明，ICAM-1的循环水平增加，表明内皮具有高度炎症性[9]。ICAM-1可被当做STAT3依赖性的转录调节因子，调控血管内皮生长因子，从而调节血管屏障完整性，在炎症或缺血引发的严重肺部疾病中发挥重要作用[10]。

EBC的检测方法具有简单、可重复、无创、易操作等优点，适用范围广[11]。本文主要以无创的方式检测ARDS患者相关特异性指标。结果显示，ARDS组血清和EBC中ICAM-1均明显高于健康对照组，各组ICAM-1(轻度组ARDS患者血清除外)，入院第1天和第5天的血清和EBC中ICAM-1水平均有统计学意义。在不同严重程度的组间对比表明，ICAM-1能够反映肺损伤程度，能够为ARDS的分型提供强有力的依据；而相较于血清学内的表达水平，EBC更能反映ARDS的严重程度。在入院第1天到第5天，对第28天存活和死亡病人进行比较，死亡组中在EBC中检测ICAM-1的含量明显上升。同时，在第1天和第5天时EBC中ICAM-1水平的差异，或许预示着EBC比血清能更早地反映肺损伤与患者28天存活率之间的潜在关系，而ICAM-1的变化趋势亦能反映患者的结局。因此，基于EBC检出ICAM-1的技术在早期诊断ARDS具有重要意义。

同时，相较于血清监测技术而言，呼出气冷凝液检测技术直接分析呼吸道冷凝液，且该技术不涉及操作风险、患者无任何不适感[12]。因此，本研究中使用的EBC检测技术可随时重复检测，适用于机械通气患者，为进一步研究危重病患者肺损伤提供了新的途径，但需大样本量论证。ICAM-1的变化趋势和ARDS患者病情、预后是否相互作用，共同影响病情进展尚未明确；本研究观察时间尚且较短，也可导致结局的偏倚，还应进一步加强观察和研究，延长观察时间，以充分阐明ICAM-1在ARDS患者的EBC及血清中发挥的生物学作用。

综上所述，随着ARDS患者的严重程度加重，EBC和血清中ICAM-1水平不断升高，为疾病的早期诊断、评估肺损伤严重程度提供客观、量化的依据。