肺癌肺葉切除患者術前存在氣道定植菌與術后肺炎的發生有相關性嗎？

高珂 賴玉田 黃健 王一帆 王曉瑋 車國衛

肺癌是全球男性和發達國家女性因癌癥死亡率最高的疾病種類[1,2]。外科手術仍是目前治療肺癌的主要手段，肺癌手術后肺部并發癥（postoperative pulmonary complication, PPC）是影響患者手術后早期恢復的主要原因，其中手術后肺炎（postoperative pneumonia, POP）是肺癌患者圍手術期主要致死原因[3]。致病性氣道定植菌被認為是PPC的一個獨立危險因素[4]，而肺表面活性蛋白D（surfactant protein D, SP-D）與肺內的天然免疫有關，肺內的局部免疫狀態對致病性細菌定植有重要影響。為探討肺癌患者術前致病性氣道定植菌分布、血清SP-D濃度與肺葉切除術后肺炎發生的關系，我們研究了成都市6家三甲醫院連續收治的125例可手術的肺癌患者，分析肺癌患者手術前氣道致病性定植菌的危險因素，血清SP-D水平變化與術后肺炎發生的相關性。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選取2014年5月-2015年1月的連續收治的四川省腫瘤醫院、四川大學華西醫院、成都市第二人民醫院、成都市第三人民醫院、成都大學附屬醫院、成都醫學院附屬第一醫院等6家三級甲等醫院胸外科收治的擬手術治療的非小細胞肺癌患者192例。納入標準：①年齡大于18歲且小于80歲；②符合四川大學華西醫院生物倫理委員會批準的受試者要求，同意術前根據實驗要求進行檢查，并簽署知情同意書；③全胸腔鏡/開胸肺葉切除術+系統淋巴結清掃患者；④術后病理診斷原發性非小細胞肺癌。排除標準：①非非小細胞肺癌患者；②術中發現需要行全肺切除、聯合肺葉切除和需要行肺動脈和支氣道袖式成形肺葉切除術及亞肺葉切除；③術中出血量超過1,000 mL和胸腔鏡手術中轉開胸，或者術后需要再次手術止血；④外院或門診已行纖維支氣管鏡檢測但未行分泌物細菌學檢測；⑤實驗期間拒絕繼續按照實驗計劃進行細菌學及血清學檢測；⑥根據臨床癥狀，實驗室檢測和影像學資料診斷術前即合并肺部感染；⑦在標本檢測時發現標本不合格的（標本污染，標本量少不足以完成所有指標檢測）。具體患者篩查流程見圖1。根據排除標準共排除18例患者，其中術后病理證實非非小細胞肺癌4例，手術因素（術中大出血或亞肺葉切除）3例，實驗期間拒絕繼續按照實驗計劃進行細菌學及血清學檢測5例，標本不合格6例，最終進入實驗患者125例，其中男性95例，女性30例，年齡43歲-76歲，平均（63.48±8.69）歲；其中鱗癌60例，腺癌63例，其他病理類型2例；其中I期67例，II期48例，III期10例。

1.2 基礎肺功能（pulmonary function test, PFT）檢測指標對肺通氣功能（肺容積、肺通氣量、小氣道功能、呼吸動力學、吸入氣體分布、呼吸肌功能 ）和肺換氣功能（彌散功能、通氣血流比值）進行測定和評估。

1.3 肺部并發癥分類及評價標準

圖 1 病例篩選流程圖Fig 1 Flow chart of case screening

1.3.1 PPC的種類 包括：肺部感染、肺栓塞、乳糜胸、皮下氣腫、咯血、聲音嘶啞、支氣道胸膜瘺、手術后持續肺漏氣、手術后胸腔積液（中到大量）和積氣（肺壓縮≥30%）、肺不張、急性呼吸窘迫綜合征（acute respiratory distress syndrome, ARDS）或呼吸衰竭。肺部并發癥分類及評價標準見表1。

表 1 肺部并發癥診斷標準Tab 1 The criterion of postoperative pulmonary complications (PPC)

1.3.2 術后肺炎的標準：含有以下指標3個或以上的應視為術后肺炎[5,6]：①手術后72 h的發熱，T＞38oC；或72 h以內的體溫再度升高。②白細胞計數升高（＞12×109/L-15×109/L），或白細胞計數回復正常值以后的再度升高，超過10×109/L。③胸部影像學提示肺組織實變或不斷增加的斑片狀陰影。④咳出膿性痰液，或痰培養陽性。其中如果包含④，僅需要其他一項即可視為POP?；蚪浐粑茣\確定為肺部感染，并需要更換抗生素或延長抗生素使用時間。

1.4 氣道的細菌學檢查 患者在入院時，經纖維支氣管鏡用防污染樣本毛刷或支氣管肺泡灌洗液（灌洗液經過單層紗布過濾，再經過800 rpm離心10 min后，沉淀物用于微生物學檢查）取細菌學標本，合格標本按標準流程預處理后，分別接種于血平板、中國藍和巧克力平板中，在5%CO2、37oC箱體內孵化18 h后行菌落計數和分離鑒定。出現優勢菌后，菌落計數。以防污染樣本毛刷≥103cfu/mL、支氣管肺泡灌洗液≥104cfu/mL確定為細菌定植標準[7]。

1.5 手術方法 全胸腔鏡肺葉切除患者手術方法為單向式胸腔鏡肺葉切除法+系統淋巴結清掃[8]。開胸患者應用常規后外側切口，肺葉切除術+系統淋巴結清掃。系統淋巴結清掃左側必須清掃第5、6、7、8、9、10組淋巴結，右側包括第2、3、4、7、8、9、10組淋巴結。

1.6 術后處理方法 術后疼痛處理均應用鎮痛泵（鹽酸曲馬多注射液，1 mg/h-1.5 mg/h），均早期促使患者下床活動。必要時應用非甾體類止痛藥（氨酚羥考酮片或布洛芬緩釋膠囊）。鎮痛泵于胸腔引流管拔除的同時也一起停止。兩組患者均根據胸腔引流氣體和液體量決定行胸部X線片檢查時間，并根據胸部X線片結果決定是否拔除胸腔引流管。

1.7 血漿中SP-D濃度的測定 在患者入院當天，采集患者外周血5 mL，待血液自然凝固10 min-20 min，離心20 min，2, 000 rpm，仔細收集上清液。應用雙抗體夾心法測定標本中人SP-D水平。人SP-D ELISA試劑盒由武漢博士德生物工程有限公司提供。

表 2 呼吸道氣道定植菌陽性與陰性兩組患者一般臨床資料的比較Tab 2 The clinical demographic characters of study subjects

1.8 統計學分析 使用SPSS 16.0軟件進行統計分析，計量資料用獨立樣本的t檢驗或方差分析，計數資料用卡方檢驗，樣本在作t檢驗和方差分析前，均先作正態分析或方差齊性檢驗。危險因素應用Logistic回歸，以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組患者臨床病理生理學特征 肺癌患者術前合并致病性氣道定植菌19例（15.2%, 19/125），平均年齡（65.29±8.31）（46歲-76歲），78.95%（15/19）患者吸煙指數≥400支/年，68.42%（13/19）為中央型肺癌，PPC的發生率為42.11%（8/19），術后肺炎發生率為26.32%（5/19）。

106例（84.8%, 106/125）不合并致病性氣道定植菌，平均年齡（62.43±7.90）（43-75）歲。吸煙指數≥400支/年的患者53.77%（57/106）。43.40%（46/106）患者為中央型肺癌，術后肺部并發癥發生率16.04%（17/106），術后肺炎發生率6.60%（7/106）（表2）。

2.2 兩組患者術后肺部并發癥種類分布的比較 術后PPC的發生率在肺癌合并致病性氣道定植菌組（42.11%）顯著高于非合并組（16.04%）（P=0.021）；其中肺部感染在合并致病性氣道定植菌組（26.32%）顯著高于非合并組（6.60%）（P=0.019）（表3）。

表 3 兩組患者術后肺部并發癥種類分布的比較Tab 3 The detail of PPC in colonization -/+ groups

2.3 致病性氣道定植菌陽性患者氣道定植菌株的分布情況 19例患者中檢得氣道定植菌22株，其中革蘭氏陰性菌19株，占86.36%，革蘭氏陽性菌3株，占13.64%。有3例患者檢出2種菌株。其中，肺炎克雷伯菌7株（31.83%, 7/22）、銅綠假單胞菌3株（13.64%, 3/22）、流感嗜血桿菌5株（22.73%,5/22）、大腸埃希氏菌2株（9.09%, 2/22）、陰溝腸桿菌1株（4.54%, 1/22）、表皮葡萄球菌2株（9.09%, 2/22）、金黃色葡萄球菌1株（4.54%, 1/22）、鮑曼不動桿菌1株（4.54%,1/22）。

2.4 兩組患者血清SP-D水平的比較 血清SP-D濃度在且在肺癌合并致病性氣道定植菌組（31.25±6.09）顯著高于非合并組（28.17±5.23）（P=0.023）（圖2）。血清SP-D水平與致病性氣道定植菌發生呈正相關，相關系數0.204（P=0.011）。檢出的菌株數量不同患者間血清SP-D水平中位數不同，檢出單株致病性定植菌患者血清SP-D水平中位數較檢出2株致病性定植菌患者血清SP-D水平明顯降低（24.68 vs 33.62）（圖3）。

表 4 呼吸道致病性氣道定植菌的危險因素的Logistic回歸Tab 4 The Logistic analysis of the risks of aieway colonizations

2.5 肺癌合并致病性氣道定植菌的高危因素 Logistic回歸分析結果顯示：年齡（＞75歲）和吸煙史（吸煙指數≥400支/年）是肺癌患者術前合并致病性定值菌的獨立危險因數（表4）。

2.6 并發手術后肺炎患者臨床病理生理學特征 并發手術后肺炎患者中氣道致病性定值菌的發生率是41.67%（5/12），其發生率是無手術后肺炎患者的3.4倍（12.39%;OR=3.363, 95%CI: 1.467-7.711）。并發手術后肺炎的患者在年齡[(64.46±7.31) vs (61.78±8.21), P=0.021]、吸煙指數≥400支年（83.33% vs 52.43%, P=0.019）和COPD分級（P=0.007）上的差別有統計學意義（表5）。

圖 2 氣道定植菌陽/陰性患者血清S P+-D水平的l比較。血清SnP --D濃度在肺癌合并致病性氣道定植菌組顯著高于非合并組[(31.25±6.09) vs (28.17±5.23), P=0.023]。Fig 2 The comparison of serum SP-D level between positive and negative colonization patients The serum SP-D level of patients in the colonization positive group was higher than that in the colonization negative group [(31.25±6.09) vs (28.17±5.23),P=0.023].

圖 3 不同氣道定植S菌in菌g株le數 i量so患la者t血e 清SPM-Du水lt平ip中le位 i數so的l比at較es。檢出單株致病性定植菌患者血清SP-D水平中位數較檢出2株致病性定植菌患者血清SP-D水平明顯降低（24.68 vs 33.62）。Fig 3 The median of serum SP-D level in different number of isolates.The serum SP-D level in single isolate group was lower than that in multiple isolates group (24.68 vs 33.62).

3 討論

外科手術仍是目前治療肺癌的主要手段，肺葉切除及系統縱隔淋巴結清掃是治療肺癌的主要手術方式。肺癌手術后肺部并發癥是影響患者手術后早期恢復的主要原因[3]。根據已有的報道，PPC的發生率在2%-40%之間[9-11]，常見的肺部并發癥包括：術后肺炎、肺不張、急性呼吸衰竭、肺水腫、支氣道痙攣以及氣胸和持續肺漏氣等，術后肺炎是導致患者圍術期死亡的主要原因。

近年來，肺癌患者氣道致病性細菌定植及其與PPC的關系受到關注[12,13]。致病性細菌定植是指在正常無菌的呼吸道出現了細菌，并可以持續存在且不斷生長繁殖，但不引起顯著的細菌感染的臨床癥狀[14]。細菌定植與感染的區別在于：細菌定植是指細菌在消化道、呼吸道、泌尿生殖道等部位粘膜表面持續存在而未出現宿主反應和不利作用，定植可以是細菌和宿主之間長期持續的共生關系，也可以進一步發展為感染。細菌細菌感染是致病菌或條件致病菌在局部組織或侵入血循環中生長繁殖產生毒素和其他代謝產物所引起急性全身或局部感染，臨床上出現相應癥狀。因此，定植尚不是感染，卻是感染的重要來源和最危險的因素。研究[4]顯示氣道致病性細菌定植是PPC的獨立危險因素。肺癌患者術前氣道致病性細菌定植主要源于：①目前的肺癌病例中，有40%-70%伴發不同程度的COPD[15]。研究[16]發現，25%-40%的穩定期COPD患者取支氣道分泌物進行定量培養發現有氣道定植菌存在。②感染因素在肺癌發病機制中有重要的作用，惡性腫瘤同時伴發的免疫抑制和營養狀態異常，也為致病性細菌定植提供了條件[17]。我們的研究結果顯示，大約15%的術前非小細胞肺癌患者存在氣道致病性細菌定植。檢出的氣道定植菌菌株以革蘭氏陰性菌為主，其中3例患者檢出2種菌株。

通過比較氣道定植菌陽性患者與陰性患者的臨床資料，我們發現： 致病性細菌定植陽性與患者年齡、吸煙史及腫瘤的位置（中央型/周圍型）等因素有關，老年免疫力降低，煙霧對于氣道功能和微環境的破壞，中央型肺癌導致的氣道完全或不完全阻塞是可能的原因。需要指出的是，我們的研究結果提示是否存在呼吸道致病性細菌定植與肺癌患者合并COPD的嚴重程度無關。雖然，大量COPD患者的致病性細菌定植的研究表明，細菌定植的發生與COPD各項指標有密切相關[18]，但目前關于肺癌患者致病性細菌定植的研究很少，已有的文獻均未發現[4]或沒有研究致病性氣道定植菌和肺癌手術患者合并COPD相關指標之間的關系[12,19]。我們的研究之所以得出以上的結果，其原因可能是：①對于可以接受手術的肺癌患者而言，即使術前合并不同程度的COPD，其肺功能往往也局限在相對較窄的可以耐受手術的范圍內，肺功能較差的患者在術前篩查時就已經被排除；②肺癌的發生本身與致病性細菌定植有交互關系[17]，從而削弱了COPD嚴重程度在肺癌患者致病性細菌定植發生機制上的作用的權重。在進一步的Logistic回歸分析中我們發現術前發生致病性氣道定植菌的危險因素是高齡和長期吸煙史。同時，我們的結果顯示：在氣道定植菌陽性患者中手術后肺炎的發病率較陰性患者明顯增高，合并手術后肺炎的患者中氣道致病性定植菌檢出率較不發生術后肺炎的患者明顯增加，提示肺癌患者術前致病性氣道定值菌與手術后肺炎的發生密切相關。

表 5 并發手術后肺炎患者臨床病理生理學特征Tab 5 The clinical demographic characters of patients with POP

肺表面活性蛋白（surfactant protein, SP）是肺組織局部分泌的重要活性物質，除可以調節表面張力、具有調節蛋白酶-蛋白酶抑制劑之間的平衡狀態的功能外，同時還是重要的肺天然免疫分子，可以抵抗病原體侵襲、炎癥及氧化應激。已發現的SP有4種，按發現先后命名為SP-A、SP-B、SP-C和SP-D。SP-D是水溶性蛋白，除參與肺泡張力的維持外，還與機體和肺的免疫功能和炎癥調節相關。其結構上具有重復表達GIy-X-Y的膠原樣區，可與不同細胞表面多種受體結合，參與免疫反應。

SP-D是評價COPD嚴重程度和預后的重要的生物標志物[20]，在COPD的發病和疾病的進展中起到重要作用[21]，參與了肺的免疫調節及病原體的吞噬及凋亡機制[22]。SP-D由肺泡分泌，肺血氣屏障的病變，肺泡細胞間隔增寬，通透性增大，是SP-D入血的主要原因，血清SP-D水平可以反映終末肺組織的器質性變化[23]。從理論上設想，局部（支氣管肺泡灌洗液中）和血清SP-D的水平高低可以反映術前肺部的免疫狀態，并與致病性細菌定植狀態相關。我們的研究結果發現致病性定植菌陽性組患者血清SP-D水平較陰性患者增高，血清SP-D水平與致病性氣道定植菌發生呈正相關。同時，氣道定植菌菌株數量的增加伴隨著血清SP-D水平的升高。以上的結果提示肺組織局部免疫功能的變化可能是導致致病性細菌定植的原因之一。

綜上所述，在可以手術治療的肺癌患者中，約占15%的患者伴有并與術前致病性細菌定植，肺癌患者合并致病性氣道定植菌與術后肺炎發生密切相關，術前發生致病性氣道定植菌的危險因素是高齡和長期吸煙史,血清SP-D水平與患者術前致病菌定植狀態相關。

致謝：本課題病例來之成都市六家三級甲等醫院，李強（四川省腫瘤醫院胸外科）、芮軍（成都市第三人民醫院胸外科）、李書平（成都醫學院附屬第一醫院胸心外科）、金健（成都大學附屬醫院胸心外科）等同志在病例收集和標本提供上給予我們極大的支持和幫助，他們的無私幫助使得我們的研究得以順利進行，在此對他們一并致以衷心的感謝。