慢性阻塞性肺疾病急性加重合并急性心力衰竭患者腸黏膜屏障功能變化的臨床研究

宋曉潔 王厚清 許 鐵

慢性阻塞性肺病(chronic obstructive pulmonary disease, COPD)是一種常見的可以預防和治療的疾病，是以持續的氣流受限為特征，伴有呼吸道癥狀，以氣道、肺實質和肺血管的慢性炎癥為特征[1]。據世界衛生組織估計，目前現有6500萬人患有中度至重度的COPD，每年有超過300萬人死于COPD，相當于全球死亡人數的5%，是目前全球第4大死亡原因，到2020年COPD將成為第3大死因，且具有高疾病負擔和高社會成本特點[2]。AECOPD是發達國家門急診就診及住院治療的主要原因之一，容易并發其他系統的疾病，使住院時間延長、病情加重、病死率增加。COPD 是一種全身性疾病，以缺氧和慢性炎癥為特點，這些會繼發性引起一系列肺外并發癥，如呼吸衰竭、肺源性心臟病、胃潰瘍、睡眠呼吸障礙等，其中，急性心力衰竭和腸黏膜屏障損害也是其并發癥之一。研究顯示，約 30%穩定期 COPD 患者有不同程度的心力衰竭，30%急性心力衰竭患者合并COPD[3，4]。70%的COPD患者存在系統炎癥，其中16%的患者存在持續炎癥，而持續性炎癥使COPD患者病情出現惡化，從而增加并發癥發生率及病死率[5]。相關研究表明，COPD的大鼠腸組織存在顯著炎癥，說明COPD大鼠可能存在腸黏膜屏障損傷[6]。COPD患者在休息時腸道通透性會發生改變，對于AECOPD患者，除了腸道通透性增加外，還會導致腸上皮細胞損傷，因此，腸黏膜屏障損傷被視為AECOPD肺外系統的新的組成部分[6,7]。

近年來，腸道在心力衰竭(heart failure, HF)病理生理學中的作用開始引起人們越來越多的關注。一方面，HF患者急性失代償期間血漿內毒素水平升高，但HF治療后血漿內毒素水平正常化[8,9]。另一方面，在急性失代償期間，肝靜脈血中的內毒素水平也顯著高于左心室，這表明內毒素確實可以從腸道進入體循環。心力衰竭患者可能存在腸黏膜屏障損害。但目前關于AECOPD合并急性心力衰竭患者腸黏膜屏障功能變化的相關研究尚少。

對象與方法

1.研究對象:本研究經徐州醫科大學附屬醫院倫理學委員會通過(倫理學號：XYFY2018-KL071-01)，按AECOPD診斷標準，選擇2018年2～12月在筆者醫院呼吸科住院的AECOPD患者105例，根據是否存在急性心力衰竭，分為心力衰竭組(52例)和對照組(非心力衰竭組，53例)。納入標準：年齡>40歲；符合GOLD 2017年AECOPD診治指南中的診斷標準及中國急性心力衰竭診治指南[2，10]。排除標準：①同時患有其他器官感染、嚴重腦血管疾病、腎臟疾病、腸道疾病、血液系統疾病、自身免疫性疾病、惡性腫瘤、精神障礙患者；②肺栓塞、氣胸、胸膜炎或主要潛在的呼吸道疾病；③有潛在的其他需治療呼吸系統疾病如哮喘、硅沉著病、肺癌、肺結核等；④住院時間不足3天；⑤妊娠或哺乳期女性。

2.方法：對照組所有的患者均予以氧療、抗感染、解痙平喘、補液等對癥治療，心力衰竭組予以上述治療外，加用強心利尿等治療。兩組患者入院后第1天和第4天分別抽取空腹血，檢測血清D-乳酸、二胺氧化酶(DAO)、中性粒細胞/淋巴細胞(NLR)、高敏 C 反應蛋白(hs-CRP)、降鈣素原(PCT)、氨基末端腦鈉肽前體(NT-proBNP)變化，評價腸黏膜屏障功能與患者感染程度關系，對病情嚴重程度進行評估。

3.血樣收集及標本檢測：受試者均在入組后24h內空腹采靜脈血5ml，抗凝，室溫下靜置30min，4000r/min離心5min，取上層血清-80℃冰箱保存，采用分光光度法(美國羅氏全自動生化分析儀，Cobas-c-701)檢測血清DAO含量，采用分光光度法(深圳雷杜酶標分析儀：RaytoRT-6100)檢測血清D-乳酸含量；試劑盒分別由南京建成生物公司和江萊生物公司提供；檢測嚴格由專人操作并指控，標本處理、測定及含量計算均嚴格按照試劑盒說明書進行。血常規、hs-CRP、PCT、NT-proBNP送至筆者醫院檢驗科檢測。

結 果

1.兩組患者基線資料比較:兩組患者性別、年齡、病程、肺活量(forced vital capacity，FVC)實測值/預計值、第1秒用力呼氣量(forced expiratory volume 1 second，FEV1)/肺活量、第1秒用力呼氣量實測值/預計值(FEV1實/預)、殘氣量(residual volume，RV)/肺總量(total lung capacity，TLC)、一口氣呼吸法測量肺一氧化碳彌散量(carbon monoxide diffusion capacity，DLCOSB)實/預比較，差異均無統計學意義(P>0.05)，兩組患者基線資料具有可比性。對照組左心室射血分數(left ventricular ejection fractions，LVEF)明顯高于心力衰竭組，差異有統計學意義(P<0.05)，詳見表1。

表1 兩組患者基線資料比較

2.兩組患者治療前后臨床指標比較：心力衰竭組治療前NLR、DAO、D-乳酸、hs-CRP、PCT、NT-proBNP均高于對照組，差異有統計學意義(P<0.05)。心力衰竭組治療后NLR、DAO、D-乳酸、hs-CRP、PCT、NT-proBNP較治療前顯著下降，差異均有統計學意義(P<0.05)。對照組治療后NLR、DAO、D-乳酸、hs-CRP、PCT、NT-proBNP較治療前明顯下降，差異均有統計學意義(P<0.05)。心力衰竭組ΔNLR、ΔDAO、ΔD-乳酸、Δhs-CRP、ΔPCT、ΔNT-proBNP均高于對照組，差異均有統計學意義(P<0.05)，詳見表2。

表2 兩組患者治療前后臨床指標比較

3.相關分析:DAO與hs-CRP、NLR之間均存在顯著正相關(rs>0,P<0.05)，D-乳酸與hs-CRP、NLR之間均呈顯著正相關(rs>0,P<0.05)。BNP與PCT、NLR之間呈顯著正相關。相關分析結果詳見表3、表4。

表3 DAO、D-乳酸與hs-CRP、NLR的相關性分析

表4 NT-proBNP與PCT、NLR的相關性分析

討 論

在AECOPD的患者中，經常合并其他疾病，心力衰竭和呼吸衰竭最為常見，嚴重時危及生命，影響患者預后。因此，及時辨別患者病情嚴重程度極其重要。

降鈣素原(procalcitonin，PCT)和高敏C反應蛋白 (high-sensitivity c-reactive protein，hs-CRP)作為炎性反應因子,在 AECOPD和急性心力衰竭的患者血清中也有明顯升高[11～13]。本研究結果顯示，與單純AECOPD患者比較，AECOPD合并急性心力衰竭組的PCT與hs-CRP升高更為明顯，考慮AECOPD合并急性心力衰竭組感染可能更加嚴重，反映病情更重。近年來，相關研究表明炎性機制可能在慢性HF的發展和進展中起重要作用。白細胞計數及其分類是心血管疾病的傳統炎性標志物，1983年Bass等[14]首次提出中性粒細胞/淋巴細胞(neutrophil lymphocyte ratio，NLR)可以作為炎性標志物，Horne等[15]提出，與單獨的白細胞、中性粒細胞計數、淋巴細胞計數比較，NLR對心血管疾病有更高的預測價值。NLR 綜合了中性粒細胞及淋巴細胞兩種不同的免疫途徑，是更強有力的復合型炎性標志物。本研究發現，與單純AECOPD組比較，AECOPD合并急性心力衰竭組在白細胞、中性粒細胞方面，差異無統計學意義，但兩組NLR比較差異有統計學意義，心力衰竭組NLR明顯高于對照組，考慮心力衰竭組炎癥更重，病情更重。綜上表明，炎性因子參與AECOPD和急性心力衰竭疾病發展，并且起到重要作用。

NT-proBNP是急性心力衰竭的生物學標志物，對急性心力衰竭的診斷有較高的敏感度和特異性，但其與炎癥相關性研究甚少。本研究發現，AECOPD合并急性心力衰竭組BNP明顯高于對照組，說明NT-proBNP是急性心力衰竭強有力的標志物，且和PCT、NLR呈正相關，表明NT-proBNP可能與炎癥相關，但需要進一步研究證實。

近年來，腸黏膜屏障功能已成為判斷危重患者預后的一個重要標志。腸黏膜屏障主要由上皮細胞和細胞內連接組成，其中緊密連接起著最重要的作用。緊密連接由緊密連接蛋白組成，包括跨膜蛋白和細胞內支架蛋白[16]。相關研究表明，促炎細胞因子(NLR)可以降低緊密連接蛋白的表達，誘導上皮細胞的凋亡，并因此導致腸黏膜屏障的通透性增加[17]。已有相關實驗證實血清D-乳酸和DAO可作為急性腸黏膜損害診斷的標志物，兩者增高提示存在腸黏膜屏障的破壞[18]。臨床研究證實，老年重癥COPD患者存在嚴重腸黏膜屏障功能損傷，且腸黏膜屏障功能損害程度與患者的病情嚴重性及預后密切相關[19]。Kamo等[20]通過16S核糖體RNA基因測序對來自HF患者的糞便樣品進行檢測，發現心力衰竭患者糞便中存在較大量的致病菌，包括沙門菌、彎曲桿菌、志賀菌等。考慮心力衰竭與腸道微生物菌群失調有關，腸道菌群失調引起腸黏膜屏障功能損傷。腸道微生物衍生代謝物的這種不平衡以及腸道上皮功能障礙可能導致心力衰竭患者的心臟功能障礙、炎癥、營養不良和其他疾病[21]。本研究發現，與單純AECOPD組比較，AECOPD合并急性心力衰竭組D-乳酸和DAO明顯升高，表明腸黏膜屏障損害更重，并且心力衰竭組感染指標更高，NLR與D-乳酸和DAO呈顯著正相關，hs-CRP與D-乳酸和DAO呈顯著正相關，證實了炎癥是在腸黏膜損害的重要機制之一,并且腸黏膜屏障和病情嚴重程度密切相關。

究其原因，AECOPD患者可出現嚴重的缺氧、呼吸性酸中毒，導致胃腸道淤血水腫，使腸黏膜通透性增加，容易發生細菌及內毒素移位，造成體內持續的異常炎性反應，加重腸黏膜屏障功能損害。急性心力衰竭患者心臟收縮力減弱，心排出量減少，組織缺氧，胃腸黏膜充血水腫，腸黏膜通透性增加，導致細菌來源的內毒素跨腸道上皮屏障轉運，從而導致腸黏膜屏障損害[22]。綜上所述，與單純AECOPD患者比較，AECOPD合并急性心力衰竭患者，腸黏膜屏障存在嚴重損害，且和感染密切相關，經過積極抗感染治療后，感染指標較前明顯下降，腸黏膜屏障得到相應的恢復，提示腸黏膜屏障損害程度和感染密切相關。因此，積極控制炎性反應，可能會減輕腸黏膜屏障損傷程度，從而減少全身炎性反應綜合征(systemic inflammatory response syndrome，SIRS)、多器官功能障礙綜合征(multiple organ dysfunction syndrome，MODS)的發生。當患者病情嚴重時，特別是感染嚴重時，腸黏膜屏障常存在一定損害，腸黏膜屏障是反映患者疾病嚴重程度的指標之一。因此，積極抗感染治療不僅控制了患者炎性反應，還能改善患者的腸黏膜屏障功能，改善患者的全身狀況，對疾病的轉歸有重大意義。觀察腸黏膜功能可以觀察患者對治療的反應，從而評估療效，對臨床治療方案制定和調整有很大的指導意義。