呼吸机相关肺损伤的肺保护新进展

机械通气是公认治疗急性呼吸衰竭的方法,然而其会导致呼吸机相关肺损伤(VILI),增加患者肺不张、肺炎的发生率,影响患者预后,加重医疗负担。因此应采取有效的肺保护通气策略,减少肺损伤的发生。根据VILI发生的不同机制,可采用不同的肺保护策略,如抑制炎症反应、适宜的通气方法、减少高浓度氧对肺的损伤。目前有关减轻VILI较多为肺保护性通气方面的研究,相关新的药物和光生物调节治疗等方法报道较少。未来应在新药物研发和生物学治疗方面进行深入研究,以为VILI患者的治疗提供新策略。

Toll样受体3和4在大鼠呼吸机相关肺损伤肺组织中的表达

目的研究不同潮气量(VT)及不同通气时间对呼吸机相关肺损伤(VILI)的大鼠肺组织Toll样受体(TLR)3和4表达的影响。方法 120只SD大鼠随机均分为自主呼吸组(A组)、VT=10ml/kg组(B组)、VT=20ml/kg组(C组)及VT=40ml/kg组(D组)。所有大鼠行经口气管插管,A组插管后保持自主呼吸,B、C、D组用动物呼吸机予双肺机械通气。分别于通气60、120和240min时每组大鼠各取10只行颈总动脉放血处死,取各组肺组织进行HE染色并根据肺损伤评分标准对各组肺组织评价病理学改变;采用RT-PCR检测TLR3mRNA、TLR4mRNA表达。ELISA检测TLR3、TLR4蛋白的浓度。结果通气240min后,A组肺组织正常;B组可见少许炎性细胞浸润;C组可见肺间隔增宽,部分炎性细胞浸润;D组可见肺组织点状或者片状出血,肺间隔增宽,肺间质明显水肿,肺泡腔融合,大量炎性细胞积聚,部分肺组织有实变。通气60、120和240min时,C、D两组肺组织病理评分明显大于A、B组(P<0.05),D组明显大于C组(P<0.05);C、D组TLR3、TLR4和TLR3mRNA、TLR4mRNA表达明显高于A、B两组(P<0.05或P<0.01),D组明显高于C组(P<0.05或P<0.01),四组不同通气时间的TLR3、TLR4和TLR3mRNA、TLR4mRNA表达差异无统计学意义。结论大潮气量通气导致肺组织TLR3、TLR4的表达上调,TLR3、TLR4的表达与肺组织损伤有相关性。

呼吸机相关肺损伤患者血清及诱导痰液NLRP3炎症小体的表达及与其它炎症因子的相关性

目的分析呼吸机相关肺损伤(VILI)患者血清及诱导痰液Nod样受体蛋白3(NLRP3)炎症小体及炎性因子的表达,探讨两者在VILI发病中的作用。方法测定76例VILI患者及30例健康体检者(对照组)的血清、诱导痰中NLRP3炎症小体的表达,以及血清中白介素1β(IL-1β),IL-18,IL-6和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)等炎性指标。根据Murray肺损伤评分(LIS)将VILI患者分为两个亚组:轻、中度肺损伤组(LIS≤2.5分)、重度肺损伤组(LIS>2.5分)。分析各组NLRP3炎症小体与炎性因子的相关性。结果轻中度肺损伤组、重度肺损伤组血清、诱导痰中NLRP3炎症小体表达水平明显高于对照组[血清:106.3±29.3,131.1±37.1vs 79.2±27.3pg/ml;诱导痰:95.1±24.4,119.2±36.7vs 76.0±20.6pg/ml],重度肺损伤组上述指标亦明显高于轻中度肺损伤组(t=3.82,4.03,均P<0.05)。与对照组比较,轻中度肺损伤组、重度肺损伤组血清中IL-1β(8.7±2.4,11.6±2.7vs 5.5±1.9pg/ml),IL-18(11.3±3.4,15.6±4.7vs 4.5±1.3pg/ml),IL-6(46.4±12.1,74.6±24.8vs 6.4±1.8pg/ml),TNF-α(16.1±4.4,22.8±5.1vs 9.2±1.5ng/ml)水平明显升高;与轻中度肺损伤组比较,重度肺损伤组血清中各炎性因子水平亦明显升高(t=4.87,4.62,7.94,5.33,均P<0.05)。轻中度肺损伤组患者血清、诱导痰中NLRP3炎症小体浓度与IL-1β,IL-18均呈显著正相关(P<0.05)。重度肺损伤组患者血清、诱导痰中NLRP3炎症小体浓度与IL-1β,IL-18,IL-6,TNF-α均呈显著正相关(P<0.05)。结论 VILI患者血清、诱导痰中NLRP3表达明显上调,且与炎性因子密切相关,参与VILI的发生、发展,阻断NLRP3炎性小体的激活可能成为VILI的潜在治疗靶点。

乌司他丁预先给药对大鼠呼吸机相关肺损伤的影响

目的研究乌司他丁预先给药对大鼠呼吸机相关肺损伤(VILI)的影响及机制。方法 30只雄性SD大鼠随机分为3组:对照组(C组)、大潮气量组(H组)和乌司他丁组(U组),每组10只。H组和U组接受机械通气,参数设置均为:潮气量40 mL/kg,呼吸频率40次/min,呼气末正压(PEEP)为零,吸入氧浓度为21%。机械通气4 h后放血处死大鼠,取肺组织测定肺湿/干重比(W/D);收集支气管肺泡灌洗液(BALF)并测定其中的蛋白含量、白细胞计数以及血清和BALF中肿瘤坏死因子(TNF-α)、白细胞介素-6(IL-6)、IL-8、IL-10及超氧化物歧化酶(SOD)和丙二醛(MDA)的水平。结果与C组相比,H组大鼠W/D、BALF中白细胞计数、总蛋白含量以及血清和BALF中TNF-α、IL-6、IL-8、MDA水平均显著增高,但IL-10和SOD水平则显著降低;与H组相比,U组大鼠W/D、BALF中白细胞计数、总蛋白含量以及血清和BALF中TNF-α、IL-6、IL-8、MDA水平均显著降低,但IL-10和SOD水平则显著升高。结论乌司他丁预先给药能减轻大鼠VILI,其机制可能与抑制肺内炎性细胞因子的释放和氧自由基的生成有关。

甲泼尼龙对大鼠呼吸机相关肺损伤时p38MAPK信号通路的影响

目的探讨甲泼尼龙预先静脉注射对大鼠呼吸机相关肺损伤（VILI）的影响。方法将60只SD大鼠随机分为三组：对照组（C组）、机械通气（H组）和甲泼尼龙组（P组）。C组不行机械通气，自然呼吸空气；H组：大潮气量机械通气4h，吸入氧浓度为2l％；P组：机械通气前10rain静脉注射甲泼尼龙20mr,／kg。4h后放血处死大鼠，检测支气管灌洗液（BALF）中总蛋白、TNF—d、巨噬细胞炎性蛋白-2（MIP-2）的浓度，测定肺组织髓过氧化物酶（MPO）活性，测定肺干湿质量比（W／D）；Westernblot法检测磷酸化p38丝裂原活化蛋白激酶（P-p38MAPK）、抗丝裂原活化蛋白激酶磷酸酶-1（MKP-1）的表达；观察各组肺组织病理变化和细胞凋亡情况。结果与C组比较，H组P-p38MAPK蛋白灰度值显著升高（F=4．26，P〈0．05），同时伴有BALF中总蛋白、TNF-α和MIP-2的浓度、MPO活性、肺组织细胞凋亡指数、W／D比均显著升高（均P〈0．05）；与H组比较，P组P-p38MAPK蛋白灰度值明显下降，MKP-1蛋白灰度值上升（F=4．26、3．95，均P〈0．05），同时伴有肺组织中BALF中总蛋白、TNF-α和MIP-2的浓度、MPO活性、肺组织细胞凋亡指数、W／D比均显著降低（均P〈0．05）。H组肺组织病理损伤较重。结论甲泼尼龙可抑制VILI发生、发展，其机制与增加MKP-1表达，抑制p38MAPK磷酸化，进而减轻肺组织炎症、水肿和细胞凋亡有关。

大鼠呼吸机相关肺损伤自噬相关蛋白的表达及意义

目的探讨大鼠呼吸机所致肺损伤(VILI)过程中自噬相关蛋白的表达及意义。方法健康雄性SPF级SD大鼠30只,7周龄,体重(220±20)g,实施麻醉和气管切开术后分别接受不同潮气量(VT)的通气(通气时间均为4 h)。随机分为三组:对照组(A组,仅切开气管保留自主呼吸);常规通气组(B组,VT=10 ml/kg);损伤通气组(C组,VT=40 ml/kg)。A组在气管切开即刻,其他组在机械通气结束后放血处死动物,Western印迹检测肺组织Beclin1和LC3的表达,计算肺湿/干比重(W/D比值)、MPO活性及肺泡灌洗液中总蛋白含量,光镜下行白细胞计数。结果在大潮气量机械通气4 h后,肺组织中总蛋白、W/D、白细胞计数和MPO等指标均显著增加(P<0.05);肺组织中Beclin1、LC3表达水平(1.21±0.11、0.91±0.11)均显著增加。结论自噬表达的增加参与了大鼠VILI的发生。

呼吸机相关肺损伤及预防

机械通气是治疗急性肺损伤（ALI）与急性呼吸窘迫综合征（ARDS）不可缺少的手段之一。但机械通气和呼吸机的使用过程中，也可能产生和加重肺损伤，其机理主要与肺组织的过度牵张、萎陷肺泡反复闭合-开放产生的剪力损伤及机械通气诱导产生的炎症介质的大量释放密切相关。以往对呼吸机相关肺损伤（VALI）的研究主要集中在高气道压和高容积引起的力学损伤。1988年由Tremblay首次提出的主要由细胞因子和炎性介质参与的肺损伤的过程，也称肺的生物性伤（Biotrauma），近年来已被认为是VILI的重要组成部分。

沙丁胺醇对老年大鼠呼吸机相关肺损伤的干预作用

目的 探讨沙丁胺醇对老年大鼠呼吸机相关肺损伤（VILI）的干预作用.方法 将24只雄性Wistar老龄大鼠随机分为3组：正常对照组（第1组）、VILI未治疗组（第2组）、沙丁胺醇治疗组（第3组）,各接受不同潮气量的通气,通气时间为4h.检测各组大鼠左肺肺组织黄嘌呤氧化酶（XOD）与超氧物歧化酶（SOD）的活性,以及IL-2、IL-6、IL-8、TNF-α和丙二醛（MDA）的含量,同时观察肺组织HE染色和电镜下的变化.结果 第2组大鼠肺组织SOD与XOD的活性较第1组显著降低,而第3组较第2组明显提高（P均＜0.01）.第2组大鼠肺组织MDA、TNF-α、IL-2和IL-6含量较第1组升高（P均＜0.01）,第3组较第2组则显著降低（P均＜0.01）,各组大鼠肺组织IL-8含量差异无统计学意义（P＞0.05）;第2组大鼠肺组织HE染色显示炎症浸润明显,第3组较第2组明显减轻;电镜下第2组大鼠肺组织细胞及细胞器肿胀,毛细血管大量开放、充血,中性粒细胞激活,肺泡透明膜形成,第3组以上表现较第2组明显减轻.结论 沙丁胺醇能够减轻老年大鼠呼吸机相关肺损伤的炎症反应,提高了多种抗氧化物质的活性,改善微循环,从而减轻肺水肿的程度,对肺组织起到一定的保护作用.

基于生物信息学分析的呼吸机相关肺损伤免疫因子及信号通路预测

目的探讨呼吸机相关肺损伤(ventilator-induced lung injury,VILI)发生过程中基因表达和生物学过程的改变,为VILI的分子机制研究提供生物信息学依据。方法在公共基因表达数据库(gene expression omnibus)检索2019年12月前与VILI相关的基因表达谱数据,下载GSE86229基因表达谱数据,并选择其中两组数据(对照组和高潮气量机械通气组)进行后续分析。首先通过标准化和注释对基因表达谱进行预处理,然后选用Limma方法筛选差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)。随后对筛选出的DEGs进行聚类分析,以及基因本体论(gene ontology,GO)和信号通路(KEGG)富集分析。最后,通过STRING数据库、Cytoscape分析蛋白质相互作用网络中关键蛋白质。结果数据预处理后初步获取了20310个基因,并筛选出337个DEGs。富集分析结果显示DEGs主要参与细胞对炎症、脂多糖和中性粒细胞趋化的生物过程,并主要富集于TNF信号通路;蛋白质相互作用网络分析发现白细胞介素-6(IL-6)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、整联蛋白αM(ITGAM)、白细胞介素1β(IL-1β)和Toll样受体2(TLR-2)为关键蛋白质。结论生物信息学分析结果显示VILI与炎症反应过程密切相关,可能与IL-6、TNF-α、ITGAM、IL-1β和TLR-2免疫因子密切相关,TNF信号通路在VILI发生过程中起到重要的作用。

右美托咪定减轻呼吸机相关性肺损伤模型大鼠肺组织损伤

目的探讨右美托咪定(DEX)对呼吸机相关性肺损伤(VILI)大鼠肺组织Ras同源基因家族成员A(RhoA)/Rho激酶1(ROCK1)信号通路的影响。方法建立VILI大鼠模型,将大鼠分为对照组(control组)、模型组(VILI组)、右美托咪定低、高剂量组(DEX-L、DEX-H组)、右美托咪定高剂量+溶血磷脂酸(LPA)组(DEX-H+LPA组)。测定大鼠肺组织湿/干质量比值(W/D);HE染色观察肺组织病理形态;ELISA试剂盒检测支气管肺泡灌洗液(BALF)中肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素-1β(IL-1β)、白细胞介素-6(IL-6)的水平;TUNEL染色法检测肺上皮细胞死亡;Western blot检测细胞凋亡相关蛋白及RhoA、ROCK1表达水平。结果DEX可以减轻VILI大鼠肺损伤,降低肺损伤评分、W/D、细胞凋亡率和TNF-α、IL-1β、IL-6水平及Bax、cleaved caspase-3、RhoA、ROCK、α-SMA表达(P<0.05),升高Bcl-2表达(P<0.05);LPA可以促使大鼠肺损伤加重,肺损伤评分、W/D、细胞凋亡率和TNF-α、IL-1β、IL-6水平及Bax、cleaved caspase-3、RhoA、ROCK、α-SMA表达升高(P<0.05),Bcl-2表达降低(P<0.05)。结论右美托咪定可能通过抑制RhoA/ROCK1通路保护大鼠呼吸机相关性肺损伤。

利多卡因预处理对小鼠呼吸机相关性肺损伤的影响

目的探究利多卡因预处理对小鼠呼吸机相关性肺损伤的影响及可能机制。方法将SPF级的健康雄性C57BL/6小鼠32只采用随机数字表法分为4组(每组8只):对照组(Sham组)、机械通气组(MV组)、利多卡因+机械通气组(Lido+MV组)和茴香霉素+利多卡因+机械通气组(Anis+Lido+MV组)。Sham组小鼠经口气管插管后自主呼吸4 h,MV组经口气管插管后行机械通气4 h,Lido+MV组小鼠机械通气前30 min腹腔注射利多卡因8 mg/kg,Anis+Lido+MV组小鼠机械通气前30 min腹腔注射茴香霉素20 mg/kg+利多卡因8 mg/kg,余同MV组。机械通气4 h后使用BCA法检测支气管肺泡灌洗液(BALF)中总蛋白浓度,酶联免疫吸附试验检测BALF中肿瘤坏死因子-α(TNF-α)及白细胞介素-6(IL-6)浓度,显微镜下计数BALF中性粒细胞数量,蛋白质印迹法检测肺组织p38 MAPK、p-p38 MAPK、NLRP3、IL-6蛋白水平。结果与Sham组比较,MV组和Anis+Lido+MV组小鼠BALF中总蛋白、中性粒细胞计数、TNF-α和IL-6浓度均升高,小鼠肺组织p-p38 MAPK、NLRP3、IL-6水平均升高,差异均有统计学意义(P<0.05);Lido+MV组小鼠BALF中总蛋白、中性粒细胞计数、TNF-α、IL-6浓度、小鼠肺组织p-p38 MAPK、NLRP3、IL-6水平均低于MV组和Anis+Lido+MV组,差异均有统计学意义(P<0.05)。结论利多卡因预处理能够抑制呼吸机相关性肺损伤,其机制可能是通过抑制p38 MAPK/NLRP3信号通路从而发挥作用,此外利多卡因对NLRP3的抑制作用可能依赖于其对p38 MAPK磷酸化的抑制作用。

PI3K/Akt信号通路在呼吸机相关性肺损伤中的研究进展

呼吸机相关性肺损伤(VILI)是机械通气的严重并发症,会增加接受呼吸机治疗患者的死亡率,目前临床尚缺乏有效的治疗方法。随着VILI发生机制研究的不断深入,发现磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B(PI3K/Akt)信号通路具有调控细胞增殖、存活及迁移等多种细胞功能的作用,其在机械通气过程中通过参与炎症、肺水肿形成、氧化应激、细胞凋亡等病理过程影响VILI的发生发展。当前通过调节该信号通路治疗VILI在国内外受到广泛关注。未来深入研究PI3K/Akt信号通路可为VILI的防治提供参考。

机械功评估呼吸机相关性肺损伤的临床应用进展

随着新型冠状病毒肺炎的大流行,肺力学评估和呼吸机诱导肺损伤(VILI)监测工具的需求随之增加。机械功(MP)作为一个评估VILI的新兴综合参数受到临床广泛关注。本文就MP的定义和计算公式、MP与VILI的相关性以及由此引发的保护性通气策略的相关研究进展进行综述,以期为临床避免VILI提供新视角。

呼吸机相关肺损伤与驱动压

急性呼吸窘迫综合征（ARDS）为重症医学科（ICU）中常见的综合征，该类患者可从机械通气中受益，但若运用不当，亦会导致呼吸机相关肺损伤（VILI），增加病死率。VILI不仅会加重肺部病变，还会引起系统性炎症反应，导致肺外器官受累。通气模式、通气时间、通气产生的张力（压力及容量）及肺损伤的原因、时间、病变程度和基础疾病等均与VILI相关。

大鼠呼吸机相关肺损伤肿瘤坏死因子-α的表达及其意义

机械通气是治疗急性肺损伤（ALI）和急性呼吸窘迫综合征（ARDS）的主要措施，在危重病的救治过程中起着重要作用，但呼吸机应用不当可引发或加重原有的肺损伤，引起呼吸机相关性肺损伤（VALI），并且促使肺内炎症介质移位到血液，引发或加重全身炎症反应综合征。我们应用大潮气量（VT）机械通气建立大鼠VALI模型，观察VALI时肿瘤坏死因子（TNF）-α蛋白和mRNA的改变。

呼吸机相关肺损伤的发生机制和处理对策

正压通气技术是临床中呼吸危重患者最常用的呼吸支持手段。作为一种反生理的呼吸支持手段，正压通气使用不当亦会伴随严重并发症的发生，尤其是呼吸机相关肺损伤（ventilator associated lung injury,VALI）的发生。

自噬相关蛋白Beclin-1和核因子κB在大鼠呼吸机相关肺损伤中的表达及其意义

目的 探讨机械通气相关性所致肺损伤（VILI）过程中自噬相关蛋白Beclin-1和核因子κB（NF-κB）表达的意义.方法 健康雄性无特定病原体（SPF）级SD大鼠30只,鼠龄7周,体质量200 ～ 250 g,实施麻醉和气管切开术后分别接受不同潮气量（VT）的通气（通气时间均为4h）.随机分为以下3组：对照组（A组,仅切开气管保留自主呼吸）;常规通气组（B组,VT=10 ml/kg）;损伤通气组（C组,VT=40 ml/kg）.A组在气管切开即刻,其他组在机械通气结束后放血处死大鼠,Western blot检测肺组织Beclin-1和NF-κB的表达,计算肺湿/于重（W/D）比值、髓过氧化物酶（MPO）活性及肺泡灌洗液中总蛋白含量,光镜下行白细胞计数（WBC）.结果 在大潮气量机械通气4h后,肺组织中W/D、总蛋白、WBC计数和MPO水平[6.13 ±0.37、（4.12±0.29） g/ml、（5.89±0.75）×10^6/L、（6.75±1.18） U/g]均显著增加（P＜0.05）;肺组织中Beclin-1、NF-κB表达水平（1.21±0.14、0.47±0.11）均显著增加,且两者呈负相关.结论 自噬能够减轻大鼠呼吸机相关性肺损伤的发生,其机制可能抑制NF-κB的活性有关.

呼吸机相关肺损伤和细胞因子改变的研究进展

现将机械牵张/通气相关的炎性细胞因子的释放、细胞机械信号转导的机制,及与细胞因子的改变有关的实验性和临床研究的结果作一综述。

肺泡巨噬细胞活化在大鼠呼吸机相关肺损伤中的作用

呼吸机相关肺损伤（ventilator induced ling injury,VILI）是机械通气的严重并发症,发生机制非常复杂.参与VILI的细胞很多，目前研究较多的是中性粒细胞，肺泡上皮细胞和毛细血管内皮细胞，而肺泡巨噬细胞（AM）在VILI发生中的作用尚少见报道。本研究通过检测不同潮气量机械气大鼠巨噬细胞炎症蛋白1α（MIP-1α）和核因子κB（NF-κB）p65蛋白的表达，探讨AM活化在VILI发病中的作用。

大鼠呼吸机相关肺损伤热休克蛋白70和核因子-κB的表达及其意义

目的 探讨呼吸机所致肺损伤（VILI）炎症反应中热休克蛋白70（HSP70）和核因子-κB（NF-κB）表达的意义.方法 健康SD大鼠30只,实施麻醉和气管切开术后分别接受不同潮气量（VT）的通气（通气时间均为4 h）.随机分为以下3组：对照组（A组）;常规通气组（B组,VT=10ml/kg）;损伤通气组（C组,VT=40ml/kg）.4 h后放血处死动物,测定肺湿/干比重、髓过氧化物酶（MPO）活性及肺泡灌洗液（BALF）中总蛋白含量,光镜下行白细胞（WBC）计数;Western blot检测肺组织HSP70及NF-κB的表达.结果 在大潮气量机械通气4 h后,BALF中总蛋白含量、肺湿干比、WBC计数和MPO水平（3.89±0.31、5.83±0.42、6.10±0.80、7.31±1.21）均明显更高（P＜0.05）;肺组织中HSP70、NF-κB表达水平（1.36±0.13、0.41±0.07）均显著增加,且两者呈负相关.结论 HSP70可通过抑制NF-κB的活性,保护肺组织避免VILI.