呼出氣NO在急性呼吸窘迫綜合征病情評價中的應用

朱冰楠 唐坎凱 劉鳳琪

[摘要] 目的 探討呼出氣NO在急性呼吸窘迫綜合征病情評價中的應用。 方法 收集2015年9月～2017年9月在本院ICU確診為急性呼吸窘迫綜合征（ARDS）的患者102例為實驗組，同時收集22例門診體檢的正常人作為對照組。所有病例均按照2012年柏林標準篩選入組。實驗組經過兩周ICU進一步治療后分為生存組和死亡組。分別檢測治療前、治療后1 d、治療后5 d實驗組和對照組中呼出氣NO和血清NO的水平，并分析其與APACHE Ⅱ評分、氧合指數（PaO2/FiO2）、氧分壓（PaO2）的相關性以及呼出氣NO和血液NO的相關性。 結果 實驗組治療前的呼出氣NO、血清NO顯著高于對照組，且經過治療后呼出氣NO、血清NO均顯著下降（P<0.05）。在ARDS生存組患者治療后1 d，APACHE Ⅱ評分、呼出氣NO、血清NO均較治療前有所下降（P<0.05），氧合指數和氧分壓治療后均有上升，治療后5 d這些數值變化更明顯。但是，在死亡組，隨著時間流逝，APACHE Ⅱ評分、呼出氣NO、血清NO均不斷增高，氧合指數和氧分壓逐漸下降（P<0.05）。ARDS患者呼出氣NO、血清NO與APACHE Ⅱ評分呈正相關，與PaO2/FiO2和PaO2呈負相關（P<0.05）。ARDS患者呼出氣NO與血清NO呈顯著正相關（P<0.05）。 結論呼出氣NO的水平可反映ARDS患者缺氧情況及病情的嚴重程度，有利于療效評估及預后判斷，且方便快捷、無創安全，可替代血清NO檢測。

[關鍵詞] 呼出氣NO;血清NO;ARDS;相關性;APACHE Ⅱ評分;氧合指數;氧分壓

[中圖分類號] R720.597;R725.6 ? ? ? ? ?[文獻標識碼] A ? ? ? ? ?[文章編號] 1673-9701（2020）10-0019-04

[Abstract] Objective To investigate the application of exhaled NO in the condition evaluation of acute respiratory distress syndrome. Methods 102 patients diagnosed with acute respiratory distress syndrome（ARDS） at the ICU of our hospital from September 2015 to September 2017 were selected as the experimental group， while 22 normal subjects who underwent physical examination at the Outpatient Department were selected as the control group. All cases were screened for inclusion according to the 2012 Berlin criteria. The experimental group was divided into the survival group and the death group after two weeks of further ICU treatment. The levels of exhaled NO and serum NO in the experimental group and control group were detected before treatment， 1 d after treatment， and 5 d after treatment， respectively， and the correlation between them and APACHE Ⅱ score， oxygenation index（PaO2/FiO2） and oxygen partial pressure（PaO2）， as well as the correlation between exhaled NO and blood NO was analyzed. Results The exhaled NO and serum NO in the experimental group before treatment was significantly higher than that in the control group， and the exhaled NO and serum NO decreased significantly after treatment（P<0.05）. In the ARDS survival group， 1d after treatment， APACHE Ⅱ score， exhaled NO and serum NO all decreased compared with those before treatment（P<0.05）， while both oxygenation index and oxygen partial pressure increased after treatment. These changes were more pronounced at 5 d after treatment. However， in the death group， with the passage of time， APACHE Ⅱ score， exhaled NO and serum NO increased constantly， while oxygenation index and oxygen partial pressure decreased gradually（P<0.05）. The exhaled NO and serum NO in patients with ARDS were positively correlated with APACHE Ⅱ score， and negatively correlated with PaO2/FiO2 and PaO2（P<0.05）. There was a significant positive correlation between exhaled NO and serum NO in patients with ARDS（P<0.05）. Conclusion The level of exhaled NO can reflect the hypoxia condition and severity of condition in patients with ARDS， which is conducive to the evaluation of efficacy and prognosis， being convenient， fast， non-invasive and safe， and can replace the serum NO test.

[Key words] Exhaled NO; Serum NO; ARDS; Correlation; APACHE Ⅱ score; Oxygenation index; Oxygen partial pressure

急性呼吸窘迫綜合征（Acute respiratory distress syndrome，ARDS）是除心臟原因外由肺內或肺外因素引起的一種臨床綜合征，是急性肺損傷（Acute lung injury，ALI）最嚴重的分期和亞型[1-2]，具有很高的發病率和死亡率[3-4]，ARDS通常表現為急性起病，以呼吸急促伴窘迫和進行性低氧血癥為特征[5]，X線或CT表現為雙肺斑片狀浸潤影。在ARDS發生過程中，肺內炎性細胞釋放大量炎性因子，促進肺泡巨噬細胞、中性粒細胞和支氣管上皮細胞一氧化氮合酶（NOS）的合成，從而產生大量NO釋放入肺組織[6]。大量釋放的NO可表現為較強的細胞毒性，導致微靜脈浸潤升高，肺通氣/血流比例失調，缺氧情況越發加重。

目前對ARDS患者病情的評價主要以血清樣本、誘導痰（IS）和支氣管鏡肺泡灌洗液為依據（BALF）[7]。與IS或BALF相比，呼出氣NO可以實時、重復、動態監測氣道內炎癥反應，對評價治療效果和預測疾病預后[8]具有重要作用。本文旨在研究呼出氣NO在ARDS患者病情評價中的應用，以期為成人ARDS提供一種無創的監測方法，現報道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

本研究收集2015年9月～2017年9月在本院ICU確診為急性呼吸窘迫綜合征（ARDS）的患者102例為實驗組，其中男53例，女49例，年齡42～73歲。所有病例均按照2012年柏林標準篩選入組。ARDS患者經過兩周ICU進一步治療后分為生存組和死亡組，生存組82例，其中男42例，女40例，年齡45～71歲，死亡組20例，其中男11例，女9例，年齡41～74歲。同時收集22例門診體檢的正常人作為對照組，其中男11例，女11例，年齡42～70歲。正常人均采取自愿入組的方式，且所有入組患者均簽署知情同意書。

納入標準：非吸煙者，性別不限，無呼吸系統慢性疾病史，無長期血液透析病史，近2周無呼吸道感染史，無心、肺、腦及其他疾病，無顯著過敏性疾病者，近2周無糖皮質激素、支氣管擴張劑、白三烯受體拮抗劑使用史者;對照組體格檢查胸部X線片無異常者。

1.2 方法

實驗組患者均采取積極的原發病治療以及抗感染、對癥、鎮痛鎮靜、合理的容量管理及機械通氣等綜合治療措施。

所有入住ICU的ARDS患者在治療原發病、抗感染、對癥及機械通氣綜合治療前收集呼出氣樣本，治療后1 d、5 d在患者生命體征相對穩定時再次收集呼出氣樣本，收集樣本前15 min內忌用生理鹽水吸痰。在樣品采集過程中，用干燥無菌螺紋管代替通風管。每次樣品采集取2～4 mL呼出氣樣品，保存在-80℃備用。同時收集健康對照組的呼出氣樣本，在清潔口腔后，采用單向閥配合鼻夾進行靜態呼吸收集。同時采集外周靜脈血5 mL，血清分離并儲存在-80℃，對呼出氣和血清樣品進行NO濃度檢測。采集ARDS患者的動脈血樣進行血氣分析。

1.3 觀察指標

（1）比較治療前、治療后1 d、治療后5 d呼出氣NO和血清NO水平;（2）比較ARDS患者生存組和死亡組治療前、治療后1 d、治療后5 d的APACHE Ⅱ評分和NO水平變化;（3）比較ARDS患者生存組和死亡組治療前、治療后1 d、治療后5 d氧合指數（PaO2/FiO2）、動脈氧分壓（PaO2）的變化;（4）分析APACHE Ⅱ評分、PaO2/FiO2、PaO2與呼出氣NO和血清NO水平的相關性;（5）分析呼出氣NO和血清NO的相關性。

1.4 統計學方法

采用SPSS18.0統計學軟件用于數據處理。計量資料以均數±標準差（x±s）表示，兩均數比較符合正態分布采用兩獨立樣本t檢驗，不符合正態分布采用秩合檢驗。各組間不同指標差異采用單因素方差分析，兩兩比較采用SNK-q檢驗。相關性分析采用Pearson方法，P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 實驗組與對照組呼出氣NO與血清NO水平比較

通過對比實驗組與對照組呼出氣NO與血清NO水平，發現實驗組治療前呼出氣NO和血清NO水平均顯著高于對照組，再次對比實驗組治療前、治療后1 d、治療后5 d的呼出氣和血清NO水平，結果顯示治療后1 d、治療后5 d實驗組的呼出氣和血清NO水平均較治療前顯著下降，且治療后5 d的數值更低，差異有統計學意義（P<0.05）。見表1。

2.2 生存組和死亡組治療前后APACHE Ⅱ評分、呼出氣NO及血清NO水平比較

生存組和死亡組治療前APACHE Ⅱ評分、呼出氣NO、血清NO無顯著差異（P>0.05）。治療后1 d，生存組APACHE Ⅱ評分、呼出氣NO、血清NO濃度均較治療前有所下降（P<0.05），治療后5 d上述數值下降的更低。但是，在死亡組，隨著時間流逝，APACHE Ⅱ評分、呼出氣NO、血清NO均不斷增高。見表2。

2.3 生存組和死亡組治療前后PaO2/FiO2、PaO2水平比較

治療前生存組和死亡組PaO2/FiO2、PaO2無顯著統計學差異（P>0.05）。治療后1 d，生存組的PaO2/FiO2和PaO2均顯著升高（P<0.05），治療后5 d更高。但是，在死亡組，PaO2/FiO2和PaO2隨時間流逝卻逐漸下降。結果顯示，ARDS生存組患者氧合狀況明顯優于死亡組。見表3。

2.4 APACHE Ⅱ評分、PaO2/FiO2和PaO2與呼出氣NO、血清NO水平相關性分析

Pearson相關分析顯示，治療后呼出氣NO和APACHE Ⅱ評分呈顯著正相關（P<0.05），但是，與PaO2/FiO2和PaO2在治療前后各時間點呈顯著負相關（P<0.05），并且，血清NO水平與治療前后各時間點PaO2/FiO2和PaO2也呈負相關（P<0.05）。見表4。

2.5 不同時間急性呼吸窘迫綜合征（ARDS）患者呼出氣NO與血清NO相關性分析

Pearson相關分析顯示，呼出氣NO與血清NO呈顯著正相關，治療前、治療后1 d和5 d的r值分別為0.843、0.821和0.862，差異均有統計學意義（P<0.05）。

3 討論

急性呼吸窘迫綜合征（Acute respiratory distress syndrome，ARDS）是在嚴重感染、休克、創傷及燒傷等非心源性疾病過程中，肺毛細血管內皮細胞和肺泡上皮細胞損傷造成彌漫性肺間質及肺泡水腫而導致的急性低氧性呼吸功能不全或衰竭。發病機制主要由肺內炎性細胞如嗜中性粒細胞、巨噬細胞主導的肺內炎癥反應失控，導致肺泡毛細血管膜損傷，是形成肺毛細血管通透性增高型肺水腫的病理基礎，可見肺內炎癥因子在ARDS的發生與發展中起很重要作用。

呼出氣一氧化氮（Fractional exhaled nitric oxide，FeNO）由氣道細胞產生，其濃度與炎癥嚴重程度呈高度正相關[9-10]，可以作為氣道炎癥的一項重要標記物[11]。一氧化氮（NO）是一種由內皮細胞、上皮細胞及炎癥細胞等生成的一種小分子物質，在多種生理及病理環節中發揮重要作用。它是精氨酸在一氧化氮合酶（NOS）的作用下合成NO[12]，同時產生瓜氨酸。人體內的NOS大致分為三類，內皮型（eNOS）和神經細胞型（nNOS）為鈣依賴性結構性表達，在正常生理條件下存在;誘導型一氧化氮合酶（iNOS）為非鈣依賴性誘導性表達，在特殊條件下經誘導才會產生。iNOS表達于肺泡巨噬細胞、中性粒細胞、氣道上皮細胞及成纖維細胞等，在內毒素、細胞因子以及炎癥因子如白細胞介素-1、腫瘤壞死因子-α、干擾素-7等誘導下合成iNOS明顯增加，從而使FeNO明顯增加[13]。氣道的炎癥程度越重，NO濃度越高，并隨氣道炎癥的減輕而下降[14]。

ARDS的病理學特征亦是肺部的炎癥反應。肺毛細血管內皮細胞與肺泡上皮細胞損傷，肺內積聚大量的水腫液，其中富含蛋白及以中性粒細胞為主的多種炎癥細胞?；贏RDS的病理學特征，考慮FeNO與ARDS病情嚴重程度也可能存在一定的相關性。

本研究結果顯示，與健康對照組相比，ARDS患者呼出氣NO和血清NO水平明顯升高。治療后患者NO水平明顯降低，但仍高于對照組，說明呼出氣NO和血清NO水平可以反映ARDS患者的病情情況，可作為ARDS早期診斷的參考指標之一。治療后，ARDS患者機體炎癥得到控制，肺組織內NO合成較低，NO水平下降，提示呼出氣NO和血清NO能反映氣道炎癥的嚴重程度，可能作為療效評價的客觀指標。治療后ARDS生存組患者APACHE Ⅱ評分、呼出氣NO、血清NO水平均顯著下降，且PaO2/FiO2和PaO2顯著升高，說明缺氧狀態得到改善，而死亡組對治療反應效果欠佳，PaO2/FiO2和PaO2呈現下降趨勢，且分析發現ARDS患者呼出氣NO、血清NO水平與APACHE Ⅱ評分呈正相關，與PaO2/FiO2和PaO2水平呈負相關。因此，呼出氣NO、血清NO水平測定能有效反映ARDS患者缺氧情況，對臨床治療和預后評價具有重要意義。ARDS患者治療前后呼出氣NO與血清NO水平均呈顯著正相關。Ratnawati等[15-17]發現呼出氣NO水平的測定能有效反映兒童哮喘患者呼吸道炎癥狀態。Ciprandi G等[18]也報道呼出氣NO水平可能有助于預測兒童支氣管哮喘和變應性鼻炎患者的可逆性。Liu J等[19-21]發現呼出氣NO水平不僅能作為哮喘炎癥狀態監測的標志物，也可以反映AECOPD、肺囊性纖維化和肺葉性肺炎等呼吸系統疾病的嚴重程度。本研究探討了呼出氣NO水平的測定在反映ARDS患者缺氧狀態和疾病療效評價進展中的作用，有利于療效評估及預后判斷，且呼出氣NO檢測是一種更方便、更快捷、更安全且無創的方法，可替代血清NO檢測。

[參考文獻]

[1] Karnik ND，Gupta AV. Predicting survival in ARDS[J]. J Assoc Physicians India，2015，63：11-13.

[2] Grawe ES，Bennett S，Hurford WE. Early paralysis for the management of ARDS[J]. Respir Care，2016，61：830-838.

[3] Laura RA Schouten，Lieuwe DJ Bos，A Serpa Neto，et al. Increased mortality in elderly patients with acute respiratory distress syndrome is not explained by host response[J]. Intensive Care Medicine Experimental，2019，7（1）：1-20.

[4] Hope Aluko A，Chen Jen-Ting，Kaufman David A，et al. The association between prehospital vulnerability，ARDS development，and mortality among at-risk adults. Results from the LIPS-A clinical trial[J]. Annals of the American Thoracic Society，2019，16（11）：1399-1404.

[5] Gattinoni L，Quintel M. How ARDS should betreated[J]. Crit Care，2016，20：86.

[6] Wallet F，Delannoy B，Haquin A，et al. Evaluation of recruited lung volume at inspiratory plateau pressure with PEEP using bedside digital chest X-ray in patients with acute lung injury/ARDS[J]. Respir Care，2013，58：416-423.

[7] Mazur W，Stark H，Sovijarvi A，et al. Comparison of 8-isoprostane and interleukin-8 in induced sputum and exhaled breath condensate from asymptomatic and symptomatic smokers[J]. Respiration，2009，78：209-216.

[8] Konstantinidi EM，Lappas AS，Tzortzi AS，et al. Exhaled breath condensate：Technical and diagnostic aspects[J]. Scientific World-Journal，2015，2015：435160.

[9] Kanazawa H，Shoji S，Yamada M，et al. Increased levels of nitric oxide derivatives in induced sputum in patients with asthma[J]. Allergy Clin Immunol J，1997，99（5）：624-629.

[10] 鐘華芳. 哮喘患者呼出氣一氧化氮與外周血嗜酸性粒細胞及血清過敏原IgE的相關性[D]. 鄭州：鄭州大學，2018.

[11] Kim Hyo Bin，Eckel Sandrah P，Kim Jeong Hee，et al. Exhaled NO：Determinants and clinical application in children with allergic airway disease[J]. Allergy，Asthma & Immunology Research，2016，8（1）：12-21.

[12] Moncada S，Higgs A. The L-arginine-nitric oxide pathway[J]. N Engl J Med，1993，329（27）：2002-2012.

[13] Hatziagorou E，Tsanakas J. Assessment of airway inflammation with exhaled NO measurement[J]. Hippokratia，2007，11（2）：51-62.

[14] 田偉千，傅誠章，朱敏敏，等. 霧化吸入氯胺酮對哮喘大鼠肺組織一氧化氮及一氧化氮合酶的影響[J]. 實用臨床醫藥雜志，2007，11（1）：16-20.

[15] Ratnawati，Morton J，Henry RL，et al. Exhaled breath condensate nitrite/nitrate and pH in relation to pediatric asthma control and exhaled nitric oxide[J]. Pediatr Pulmonol，2006，41：929-936.

[16] 廖友明，王愛紅，白翠芬，等. 超敏C-反應蛋白和呼出氣NO檢測對咳嗽變異性哮喘控制水平的相關性研究[J].吉林醫學，2019，40（3）：471-473.

[17] 張利兵，田曼. 潮氣呼吸肺功能結合呼出氣NO水平在早期診斷1～4歲哮喘兒童中的應用[J]. 新疆醫科大學學報，2018，41（11）：1371-1374，1379.

[18] Ciprandi G，Tosca MA，Capasso M. High exhaled nitric oxide levels may predict bronchial reversibility in allergic children with asthma or rhinitis[J]. J Asthma，2013， 50：33-38.

[19] Liu J，Thomas PS. Exhaled breath condensate as a method of sampling airway nitric oxide and other markers of inflammation[J]. Med Sci Monit，2005，11：Mt53-62.

[20] 謝曉然，鮑文華，馬雪梅，等. 呼出氣NO及IL-32在慢性阻塞性肺疾病中的改變及意義探討[J]. 臨床肺科雜志，2018，23（2）：253-256.

[21] 李玉磊，劉莉敏，謝艷麗. 呼出氣NO測定在AECOPD患者中的臨床價值分析[J]. 臨床肺科雜志，2018，23（3）：479-483.

（收稿日期：2019-12-06）