血漿microRNA-206聯合床旁超聲膈肌功能預測老年機械通氣患者撤機結果的價值*

吳魏芹，韓香，高利利，趙紅梅，孫虹，孫青松

（南京醫科大學附屬淮安第一醫院 急診醫學科，江蘇 淮安 223300）

機械通氣是重癥醫學科常用的生命支持手段，具有改善氧合、降低呼吸肌耗氧、緩解呼吸肌疲勞及減輕呼吸窘迫等作用，是治療呼吸衰竭的必要治療方式之一[1]。然而機械通氣可能引起呼吸機相關性肺炎、肺不張、氣道損傷及膈肌功能障礙等并發癥，從而導致撤機失敗。有研究表明，＞20%患者存在撤機困難，老年患者撤機成功率低至50%，撤機失敗會增加患者死亡風險、延長ICU 住院時間并增加醫療費用[2-3]。因此，準確評估和預測老年患者的撤機結果是臨床亟待解決的問題。

隨著分子生物學和超聲技術的發展，一些新的撤機評估指標引起研究人員的關注[4-6]。microRNA-206（miRNA-206）是一種參與骨骼肌發育、再生和損傷修復的microRNA（miRNA）。有研究發現，Mdx 小鼠及杜興型肌營養不良患者miRNA-206 表達改變，其上調與肌纖維修復和再生密切相關，表明miRNA-206 是肌損傷和修復的重要靶點之一，可能成為膈肌功能障礙的生物標志物[7]。床旁超聲是臨床廣泛應用的一種影像學檢查方法，可直接觀察和測量膈肌厚度、運動幅度和增厚分數等參數，反映膈肌結構和功能狀態，同時反映肺順應性和氣體交換能力，從而綜合評估呼吸系統的負荷和功能。有學者認為，床旁超聲膈肌功能參數與撤機結果密切相關，可作為撤機評估指標[8]。但目前尚無血漿miRNA-206 聯合床旁超聲膈肌功能對老年機械通氣患者撤機結果預測價值的報道。

1 資料與方法

1.1 研究對象

前瞻性選取2020年6月—2023年6月在南京醫科大學附屬淮安第一醫院急診重癥監護室住院的老年機械通氣患者102 例。其中，男性60 例，女性42 例；年齡60～80 歲，平均（71.45±3.49）歲。本研究經醫院倫理委員會批準，患者或家屬均簽署知情同意書。

1.2 納入與排除標準

1.2.1 納入標準 ①符合撤機標準，即具備：a.病情穩定，無明顯感染跡象，無需血管活性藥物維持血壓；b.有自主呼吸能力，無需使用鎮靜藥物、神經肌肉阻滯藥物；c.具備有效的咳嗽和清除分泌物的能力；d.有足夠的氧合能力，即呼氣末正壓呼吸≤8 cm H2O，動脈血氧分壓（arterial partial pressure of oxygen,PaO2）/吸入氧濃度分數（fraction of inspired oxygen,FiO2）≥ 200 mmHg，FiO2≤ 0.4；e.具備足夠的通氣能力，即呼吸頻率≤ 35 次/min，pH ≥ 7.25，動脈血二氧化碳分壓（arterial cpartial pressure of carbon dioxide,PaCO2）≤ 50 mmHg；②年齡≥ 60 歲；③機械通氣時間≥ 48 h；④首次接受撤機試驗。

1.2.2 排除標準 ①嚴重心、肝、腎或血液系統疾病；②呼吸道畸形或阻塞；③膈肌或胸壁的結構性或功能性異常；④胸腔積液或氣胸，嚴重腹水或腹脹；⑤嚴重感染或全身性炎癥反應綜合征；⑥嚴重出血傾向或凝血障礙；⑦嚴重創傷或手術史；⑧嚴重營養不良或消耗性疾病；⑨神經精神疾病或認知障礙。

1.3 實時熒光定量聚合酶鏈反應檢測血漿miRNA-206

撤機前采集患者靜脈血5 mL，置于含EDTA抗凝管中離心15 min，收集上清液分裝于1.5 mL離心管中，置于-80 ℃冰箱冷凍保存。采用miRNeasy Mini Kit 試劑盒提取血漿總RNA，miScriptⅡ RT Kit（德國Qiagen 公司）進行逆轉錄，miScript SYBR Green PCR Kit（德國Qiagen 公司）進行實時熒光定量聚合酶鏈反應（quantitative real-time polymerase chain reaction,qRT-PCR），以U6 為內參基因。miRNA-206 正向引物：5'-CCGAGGCCACAT GCTTCTTT-3'；反向引物：5'-CACTTGCCGAAACC ACACAC-3'，引物長度均為23 bp；U6 正向引物：5'-GGGTTAACTGGACAGACGGG-3' ；反向引物：5'-AGAGGTTGAGTGCTCGCTG-3'，引物長度均為24 bp。PCR 反應體系：雙倍核酸染料10 μL，模板DNA 2 μL，10 μmol/L 正反向引物各1 μL，加入雙蒸水至總體積20 μL。反應條件：95 ℃預變性15 min，95 ℃變性15 s，60 ℃延伸1 min，共40 個循環。采用ABI Prism 7500 軟件分析數據，2-ΔΔCt法計算miRNA-206 相對表達量。

1.4 床旁超聲膈肌功能檢測

撤機前進行床旁超聲膈肌功能檢測。選用CX50 彩色多普勒超聲診斷儀（荷蘭皇家飛利浦電子公司），患者平靜呼吸下，上半身與床面呈35°角，所有檢測指標均取3 個呼吸循環的均值。設置線陣探頭頻率為3.5～5.0 MHz，掃描患者右側腋前線下方肋間隙，將肝臟作為聲窗，膈頂位置作為超聲波束方向，角度＞70°。將用腹部探頭置于鎖骨中線肋弓下方，方向盡可能與穹窿頂移動方向垂直，測量膈肌運動，得到吸氣末與呼氣末膈肌的垂直距離，即膈肌活動度（diaphragmatic excursion,DE）。計算膈肌增厚率（diaphragmatic thickening fraction,DTF），其公式為：DTF=（Tinsp-Texp）/Texp×100%，其中Tinsp為吸氣末厚度，Texp為呼吸末厚度；膈肌收縮速度（diaphragmatic contraction velocity,DCV），其公式為：DCV=DE/t，其中t 為收縮時間；膈肌淺快呼吸指數（diaphragmatic rapid shallow breathing index,DRSBI），其公式為：DRSBI=RR/t，其中RR 為呼吸次數，t 為收縮時間。根據M 線上的時間刻度，計算每個周期內從最高點到最低點所需的時間，并計算平均值；根據收縮時間和舒張時間，計算偏移時間（E-T），其公式為：E-T=t1-t2，其中t1為收縮時間，t2為舒張時間。

1.5 一般資料收集

通過查詢病歷收集患者一般資料，包括機械通氣前：性別、年齡、體質量指數（body mass index,BMI）、急性生理學和慢性健康狀況評價Ⅱ（acute physiology and chronic health evaluation II,APACHEⅡ）評分、白蛋白（Albumin,Alb）、糖尿病、高血壓、高脂血癥、慢性腎病、冠狀動脈粥樣硬化性心臟病（以下簡稱冠心病）、原發病[慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease,COPD）、腦卒中，顱腦外傷，頸椎損傷、高位截癱，急性藥物中毒、連枷胸]、早期氣管切開；撤機時：PaCO2與PaO2、機械通氣時間。

1.6 撤機結果

1.6.1 撤機成功標準①患者感覺舒適，心率、呼吸等生理參數穩定；②血氣分析結果正常；③撤機試驗結束后能夠正常自主呼吸，并無需再次接受機械通氣或無創通氣。

1.6.2 撤機失敗①呼吸頻率＞35 次/min 或＜8 次/min；②PaO2＜60 mmHg 或PaCO2＞50 mmHg；③心率＞140 次/min 或＜50 次/min；④收縮壓＞180 mmHg 或＜90 mmHg；⑤血氧飽和度＜90%；⑥意識障礙或神經系統異常；⑦氣道分泌物過多或無法有效清除；⑧呼吸窘迫或呼吸功過大；⑨撤機后48 h 內再次上機或死亡。出現以上任意一項表明撤機失敗。

1.7 統計學方法

數據分析采用SPSS 23.0 統計軟件。計數資料以構成比或率（%）表示，比較用χ2檢驗；計量資料以均數±標準差（±s）表示，比較用t檢驗。影響因素的分析采用多因素逐步Logistic 回歸模型，繪制受試者工作特征（receiver operating characteristic,ROC）曲線。P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 成功組與失敗組血漿miRNA-206 及膈肌功能比較

102 例患者中，撤機成功68 例（66.67%）作為成功組，失敗34 例（33.33%）作為失敗組。成功組與失敗組miRNA-206、DTF、DE、DCV、DRSBI 比較，經t檢驗，差異均有統計學意義（P＜0.05）；失敗組血漿miRNA-206、DTF、DE 低于成功組，DCV 快于成功組，DRSBI 高于成功組。兩組E-T 比較，經t檢驗，差異無統計學意義（P＞0.05）。見表1。

表1 兩組血漿miRNA-206及膈肌功能比較（±s）

表1 兩組血漿miRNA-206及膈肌功能比較（±s）

組別成功組失敗組t 值P 值n 68 34 miRNA-206 1.02±0.19 0.48±0.12 15.113 0.000 DTF/%39.51±4.33 31.62±3.95 8.926 0.000 DE/mm 12.57±2.64 8.34±1.29 8.816 0.000 DCV/（cm/s）1.42±0.31 1.96±0.34 8.029 0.000 DRSBI/[次/（min·mm）]1.65±0.29 1.85±0.46 2.681 0.009 E-T/（cm·s）0.98±0.12 0.93±0.14 1.875 0.064

2.2 成功組與失敗組一般資料比較

成功組與失敗組年齡、APACHE Ⅱ評分、Alb 水平比較，經t檢驗，差異均有統計學意義（P＜0.05）；失敗組年齡大于成功組，APACHE Ⅱ評分高于成功組，Alb 水平低于成功組。成功組與失敗組早期氣管切開百分率比較，經χ2檢驗，差異有統計學意義（P＜0.05）；失敗組早期氣管切開百分率高于成功組。兩組性別、BMI、糖尿病、高血壓、高脂血癥、慢性腎病、冠心病、原發病（COPD、腦卒中、顱腦外傷、頸椎損傷及高位截癱、急性藥物中毒、連枷胸）、PaCO2、PaO2、機械通氣時間比較，經t或χ2檢驗，差異均無統計學意義（P＞0.05）。見表2。

表2 兩組患者一般資料比較

2.3 老年機械通氣患者撤機結果的影響因素

表3 影響老年機械通氣患者撤機結果的多因素逐步Logistic回歸分析參數

2.4 血漿miRNA-206 聯合床旁超聲膈肌功能預測老年機械通氣患者撤機結果的價值

ROC 曲線分析結果顯示，miRNA-206、DTF、DE、DCV、DRSBI 預測老年機械通氣患者撤機結果的最佳截斷值分別為0.50、34.36%、9.60 mm、1.50 cm/s、1.90 次/（min·mm），敏感性分別為73.53%（95% CI：0.556，0.871）、67.65%（95% CI：0.495，0.826）、61.76%（95% CI：0.436，0.778）、70.59%（95% CI：0.525，0.849）、64.71%（95% CI：0.465，0.803），特異性分別為70.59%（95% CI：0.583，0.810）、73.53%（95%CI：0.614，0.835）、75.00%（95% CI：0.630，0.847）、72.06%（95% CI：0.599，0.823）、79.41%（95% CI：0.679，0.883），AUC 分別為0.709、0.715、0.645、0.742、0.719。聯合的敏感性為97.06%（95% CI：0.847，0.999），特異性為69.12%（95% CI：0.567，0.798），AUC 為0.851。見表4 和圖1。

圖1 血漿miRNA-206、床旁超聲膈肌功能單獨及聯合預測老年機械通氣患者撤機結果的ROC曲線

表4 血漿miRNA-206、床旁超聲膈肌功能單獨及聯合預測老年機械通氣患者撤機結果的效能分析

3 討論

呼吸衰竭是指肺部或全身性疾病導致的氣體交換障礙，表現為PaO2降低或PaCO2升高，已成為重癥醫學科入院的首要原因[9-11]。機械通氣是呼吸衰竭的主要治療手段，但作為重癥醫學科主要受眾群體的老年患者由于年齡、基礎疾病、合并癥等因素，撤機過程通常比年輕患者更為復雜和困難。膈肌功能障礙是指長時間機械通氣導致的膈肌結構及功能改變，主要表現為膈肌萎縮、纖維化、壞死等，其發生機制尚未完全闡明，多認為與膈肌缺血缺氧、炎癥反應、氧化應激、自噬減少、線粒體功能障礙等因素相關，是導致撤機困難的重要原因之一[12-13]。機械通氣導致胸腔內壓降低，胸腔內血流阻力增加，膈肌灌注減少；誘發全身或局部炎癥反應，炎癥細胞因子釋放增加，抑制蛋白質合成并促進其降解，從而導致膈肌萎縮；增加活性氧產生，可加劇氧化應激反應，破壞膈肌細胞膜結構，進而影響膈肌細胞功能及代謝；抑制膈肌細胞自噬水平并影響線粒體數量、結構和功能，導致蛋白質積累障礙及細胞能量代謝紊亂[14-15]。評估和監測機械通氣患者膈肌功能對于指導其撤機具有重要意義。

本研究中撤機失敗率為33.33%，與趙浩天等[16]的31.82%一致。此外，本研究經多因素逐步Logistic回歸分析發現，miRNA-206、DTF、DE、DCV、DRSBI是老年機械通氣患者撤機結果的影響因素。機械通氣引發的膈肌廢用性萎縮是膈肌功能障礙發生的重要原因，在該過程中蛋白降解超過合成，而miRNA 廣泛參與基因的轉錄后調節。miRNA-206 是一種肌肉特異性表達miRNA，已被證實在骨骼肌創傷或萎縮后表達發生變化[17]。膈肌與骨骼肌均是組織學上的橫紋肌，miRNA-206 在膈肌損傷和修復中起到的作用可能與骨骼肌類似。機械通氣可導致膈肌miRNA-206 表達下調，進而影響呼吸肌收縮能力和耐受性。徐曉婷等[18]認為，機械通氣可導致miR-206 明顯下降，且血漿miR-206 下調與機械通氣患者膈肌功能降低呈正相關，提示miR-206 可能作為預測膈肌功能及撤機結局的指標。DTF 指是在呼吸周期中，膈肌在功能殘氣容積和最大吸氣容積之間的厚度變化與功能殘氣容積的厚度之比，可反映膈肌的收縮能力及萎縮程度[19-20]。DTF 值越高，膈肌收縮能力越強，萎縮程度越低。DRSBI 指在自主呼吸試驗中每分鐘呼吸次數與每次吸氣量之比，可反映患者呼吸負荷和呼吸效率，其值越低說明患者呼吸負荷越小，呼吸效率越高，成功脫機的可能性越大。黃曉麗等[21]研究發現，相比撤機失敗者，撤機成功者DTF 高，RSBI 小，且兩者聯合預測機械通氣患者撤機結果的AUC、敏感性及約登指數均較高。DE 指膈肌在最大吸氣和最大呼氣時的位置差，可反映膈肌的運動幅度，也可用于評估膈肌的強度和耐力。DE 值越大，膈肌運動幅度越大，強度和耐力越強。有學者認為，撤機失敗組患者的DE 值低于撤機成功組，且是有創機械通氣患者撤機結局的獨立影響因素，與本研究結果一致[22]。DCV 指DE 與吸氣時間的比值，可反映膈肌的收縮速率和疲勞程度，撤機失敗患者的DCV 值較高[23]。有研究通過多因素回歸分析表明，低DE 及高DCV 均為撤機失敗的獨立危險因素，可有效預測患者撤機預后[24]。

本研究通過繪制ROC 曲線發現，miRNA-206、DTF、DE、DCV、DRSBI 聯合預測老年機械通氣患者撤機結果的AUC 高于其單獨預測，提示miRNA-206聯合床旁超聲膈肌功能預測老年機械通氣患者撤機結果的價值較高。miRNA 在血液循環中具有穩定性和組織特異性，且檢測時為非侵入性方式，可減少患者的痛苦和不適[25-27]。血漿miRNA-206 作為生物標志物可反映患者的膈肌狀態和功能，床旁超聲膈肌功能檢測可直接評估呼吸肌力和撤機潛力，兩種方式聯合可提供多維信息來評估患者的撤機情況，從而全面評估患者的撤機潛力和預測撤機結果，指導臨床決策。

此外，本研究發現，年齡、APACHE Ⅱ評分也是老年機械通氣患者撤機結果的影響因素。分析其原因為：①隨著年齡增大，患者肺功能下降、胸廓彈性減退、呼吸肌力減弱、免疫功能降低且合并癥增多，且在機械通氣時更易發生膈肌功能障礙，增加撤機失敗風險[28]。②APACHE Ⅱ評分是一種常用評估重癥患者預后和病情嚴重程度的工具，能反映患者接受撤機試驗前的全身狀態，如心血管功能、腎功能、神經功能等，影響患者在撤機過程中的耐受性和穩定性，從而影響撤機結果[29-30]。

綜上所述，血漿miRNA-206 聯合床旁超聲膈肌功能DTF、DE、DCV、DRSBI 檢測對老年機械通氣患者撤機結果具有較高的預測價值，可為臨床提供一定參考。未來的研究方向應著眼于根據血漿miRNA-206、床旁超聲膈肌功能指標制訂具體的撤機方案，從而提高老年機械通氣患者撤機成功率。本研究的局限性在于樣本量較小，可能影響結果的穩定性和代表性，需要進一步擴大樣本量進行驗證；血漿miRNA-206 的檢測方法和標準尚不統一，可能存在一定的誤差和差異，需要建立更準確和可靠的檢測方法和標準；僅在單中心進行，可能存在地域和人群差異，需要進行多中心的對照試驗來驗證結果的普適性。