急性呼吸窘迫綜合征(acute respiratory distress 綜合征,ARDS)是指由各種肺內和肺外致病因素所導致的急性彌漫性肺損傷和進而發展的急性呼吸衰竭。1994年的美歐ARDS共識會議(AECC)同時提出了急性肺損傷(acute lung injury,ALI)/ARDS的概念。2012年發表的ARDS柏林定義取消了ALI命名,將該病統一稱為ARDS。
引起ARDS的原因或危險因素很多,肺部感染、肺部損傷等很多不同的疾病均可誘發。該病在臨床上主要表現為呼吸增快、進行性加重的呼吸困難和發等。ARDS依據其典型的臨床表現結合X線胸片、心臟超聲等可作出診斷。該病在治療上,主要是積極治療原發病,通過氧療、機械通氣以及調節液體平衡等方法來改善呼吸功能,糾正低氧血癥。
ARDS是一種危及生命的疾病。一旦發生ARDS,患者通常會出現不同程度的肺動脈血管收縮,并可能發展為動脈性肺動脈高壓。ARDS的死亡率很高,其病死率為26%~44%。該病的預后與原發病和疾病的嚴重程度明顯相關。老年病人(年齡超過60歲)預后不佳。在預防上,及時對ARDS高危患者采用肺保護性機械通氣策略有助于預防這種疾病的發生。
命名
1967年,Ashbaugh等發表了一篇具有里程碑意義的文章,描述了不同病因的重癥患者出現呼吸窘迫、低氧血癥以及肺順應性減低,并通過尸檢證實存在彌漫性肺泡浸潤,這被認為是認識ARDS的開端。在過去的五十余年里,隨著人們對ARDS病理生理認識的不斷加深,ARDS的定義、診斷標準、治療理念不斷地發展與演進。1994年的美歐ARDS共識會議(AECC)同時提出了急性肺損傷(acute lung injury,ALI)/ARDS的概念。ALI和ARDS為同一疾病過程的兩個階段,ALI代表早期和病情相對較輕的階段,而ARDS代表后期病情較嚴重的階段,55%的ALI會在3天內進展為ARDS。鑒于用不同名稱區分嚴重程度可能給臨床和研究帶來困惑,2012年發表的ARDS柏林定義取消了ALI命名,將該病統一稱為ARDS,原ALI相當于現在的輕癥ARDS。
病因
危險因素
引起ARDS的原因或危險因素很多,可以分為肺內因素(直接因素)和肺外因素(間接因素),但是這些直接和間接因素及其所引起的炎癥反應、影像改變及病理生理反應常常相互重疊。
ARDS的常見危險因素:
發病機制
ARDS的發病機制尚未完全闡明。盡管有些致病因素可以對肺泡膜造成直接損傷,但是ARDS的本質是多種炎癥細胞(巨噬細胞、中性粒細胞、血管內皮細胞、血小板)及其釋放的炎癥介質和細胞因子間接介導的肺臟炎癥反應。ARDS是全身炎癥反應綜合征(systemic inflammatory responsesyndrome,SIRS)的肺部表現。SIRS即指機體失控的自我持續放大和自我破壞的炎癥瀑布反應;機體與SIRS同時啟動的一系列內源性抗炎藥介質和抗炎性內分泌激素引起的抗炎反應稱為代償性抗炎癥反應綜合征(compensatory anti-inflammatory responsesyndrome,CARS)。如果SIRS和CARS在疾病發展過程中出現平衡失調,則會導致多器官功能障礙綜合征(multiple organ dysfunction 綜合征,MODS)。ARDS是MODS發生時最早受累或最常出現的臟器功能障礙表現,是肺組織對多種急性且嚴重的肺內和肺外源性損傷作出的損傷應答反應模式。炎癥細胞和炎癥介質是啟動早期炎癥反應與維持炎癥反應的兩個主要因素,在ARDS的發生發展中起關鍵作用。炎癥細胞產生多種炎癥介質和細胞因子,最重要的是腫瘤壞死因子α(TNF-α)和白細胞介素-1(interleukin-I,L-1),導致大量中性粒細胞在肺內聚集、激活,并通過“呼吸暴發”釋放氧自由基、蛋白酶和炎癥介質,引起靶細胞損害,表現為肺毛細血管內皮細胞和肺泡上皮細胞損傷,肺微血管通透性增高和微血栓形成,大量富含蛋白質和纖維蛋白的液體滲出至肺間質和肺泡,形成非心源性肺水腫及透明膜。如果損傷修復過程正常有序發生,則可完成肺再上皮化和結構功能恢復;如果損傷修復過程異常無序,則向異常重塑和ARDS后肺纖維化(post-ARDS pulmonary fibrosis)演化,最終形成不可逆轉的纖維化病灶。
?流行病學
據估計,美國ARDS的發病率在64.2至78.9例/10萬人年之間。25%的ARDS病例最初被歸類為輕度,75%被歸類為中度或重度。然而,三分之一的輕度病例發展為中度或重度疾病。大約10%至15%的重癥監護室患者和高達23%的機械通氣患者符合ARDS標準。文獻綜述顯示,從1994年到2006年,死亡率每年下降1.1%。然而,所有評估研究的總體合并死亡率為43%。ARDS的死亡率與疾病的嚴重程度相當:輕度、中度和重度分別為27%、32%和45%。
病理生理學
病理過程可分為三個階段:滲出期、增生期和纖維化期,三個階段常重疊存在。
滲出期:在滲出期,ARDS的病理改變為彌漫性肺泡損傷,主要表現為肺毛細血管內皮細胞和肺泡上皮細胞損傷,Ⅰ型肺泡上皮細胞受損壞死,肺間質和肺泡腔內有富含蛋白質的水腫液及炎癥細胞浸潤,肺微血管充血、出血、微血栓形成。經過約72小時后,由凝結的血漿蛋白、細胞碎片、纖維素及殘余的肺表面活性物質混合形成透明膜,伴灶性或大面積肺泡萎陷。ARDS肺臟大體表現為栗色或暗紫紅色的肝樣變,重量明顯增加,可見水腫、出血,切面有液體滲出,故有“濕肺”之稱。
增生期:這個階段通常為ARDS發病后2~3周。在增殖期,部分病人肺損傷進一步發展,出現早期纖維化,典型的組織學改變是炎性滲出液和肺透明膜吸收消散而修復,亦可見肺泡滲出并機化形成,其中淋巴細胞增多取代中性粒細胞。此外,作為修復過程的一部分,Ⅱ型肺泡上皮細胞沿肺泡基底膜增殖,合成分泌新的肺表面活性物質,并可分化為Ⅰ型肺泡上皮細胞。
纖維化期:盡管多數ARDS病人發病3~4周后,肺功能得以恢復,仍有部分病人將進人纖維化期,可能需要長期機械通氣和(或)氧療。組織學上,早期的肺泡炎性滲出水腫轉化為肺間質纖維化。腺泡結構的顯著破壞導致肺組織呈肺氣腫樣改變和肺大皰形成。肺微血管內膜的纖維化導致進行性肺血管閉塞和動脈性肺動脈高壓。上述病理改變導致病人肺順應性降低和無效腔增加,并易發生氣胸。
臨床表現
呼吸增快:ARDS大多數于原發病起病后72小時內發生,幾乎不超過7天。除原發病的相應癥狀和體征外,最早出現的癥狀是呼吸增快。并呈進行性加重的呼吸困難、發紺,常伴有煩躁、焦慮、出汗等。
呼吸困難:其特點是呼吸深快、費力,病人常感到胸廓緊束、嚴重憋氣,即呼吸窘迫,不能用通常的吸氧療法改善,亦不能用其他原發心肺疾病(如氣胸、肺氣腫、肺不張、肺炎、心力衰竭)解釋。早期體征可無異常,或僅在雙肺聞及少量細濕啰音;后期多可聞及水泡音,可有管狀呼吸音。
檢查診斷
檢查
X線胸片:早期可無異常,或呈輕度間質改變,表現為邊緣模的肺紋理增多,繼之出現斑片狀以至融合成大片狀的磨玻璃或實變浸潤影。其演變過程符合肺水腫的特點,快速多變;后期可出現肺間質纖維化的改變。
動脈血氣分析:典型的改變為PaO2降低,PaCO2降低,pH升高。根據動脈血氣分析和吸入氧濃度可計算肺氧合功能指標,如氧合指數(PaO2/FiO2)、肺泡動脈氧分壓差(P(A-a)O2)、肺內分流(Qs/QT)等指標,對建立診斷、嚴重性分級和療效評價等均有重要意義。
床旁呼吸功能監測:ARDS時血管外,肺水增加、肺順應性降低、出現明顯的肺內右向左分流,但無呼吸氣流受限。上述改變對ARDS疾病嚴重性評價和療效判斷有一定的意義。
心臟超聲和Swan-Ganz導管檢查:有助于明確心臟情況和指導治療。若有條件在診斷ARDS時應常規進行心臟超聲檢查。通過置入Swan-Ganz導管可測定肺動脈楔壓(PAWP),這是反映左心房壓較為可靠的指標。PAWP一般<12mmHg,若>18mmHg則支持左心衰竭的診斷。考慮到心源性肺水腫和ARDS有合并存在的可能性,PAWP>18mmHg并非ARDS的排除標準,如果呼吸衰竭的臨床表現不能完全用左心衰竭解釋時,應考慮ARDS診斷。
診斷
根據ARDS柏林定義,滿足如下4項條件方可診斷ARDS。
⒈明確誘因下1周內出現的急性或進展性呼吸困難。
⒉胸部X線平片/胸部CT顯示雙肺浸潤影,不能完全用胸腔積液、肺葉/全肺不張和結節影解釋。
⒊呼吸衰竭不能完全用心力衰竭和液體負荷過重解釋。如果臨床沒有危險因素,需要用客觀檢查(如超聲心動圖)來評價心源性肺水腫。
⒋低氧血癥根據PaO2/FiO2確立ARDS診斷,并將其按嚴重程度分為輕度、中度和重度3種(見下表)。需要注意的是上述氧合指數中PaO2的監測都是在機械通氣參數PEEP/CPAP不低于5cmH2O的條件下測得;所在地海拔超過1000m時,需對PaO2/FiO2進行校正,校正后的PaO2/FiO2=(PaO2/FiO2)×(所在地大氣壓值/760)。
注:CPAP:持續性呼吸道正壓;FiO2:吸入氧濃度;PaO2:動脈氧分壓;PEEP:呼氣末正壓。
鑒別診斷
心源性肺水腫
心源性肺水腫見于冠狀動脈粥樣硬化性心臟病、高血壓性心臟病、風濕性心臟病和尿毒癥等引起的急性左心功能不全。其主要原因是左心功能衰竭,致肺毛細血管靜水壓升高,液體從肺毛細血管漏出,致肺水腫和肺彌散功能障礙,水腫液中蛋白濃度不高。而ARDS的肺部改變主要是由于肺泡-毛細血管膜損傷,致通透性增高引起的肺間質和肺泡性水腫,水腫液中蛋白濃度增高。根據病史、病理基礎和臨床表現,結合X線胸片和血氣分析等,可進行鑒別診斷。
其他非心源性肺水腫
ARDS屬于非心源性肺水腫的一種,但其他多種疾病也可導致非心源性肺水腫,如肝硬化和腎病綜合征等。另外,還可見于胸腔抽液、抽氣過多、過快,或抽吸負壓過大,使胸膜腔負壓驟然升高形成的肺復張性肺水腫。其他少見的情況有縱隔腫瘤、肺靜脈纖維化等引起的肺靜脈受壓或閉塞,致肺循環壓力升高所致的壓力性肺水腫。此類患者的共同特點為有明確的病史,肺水腫的癥狀、體征及X線征象出現較快,治療后消失也快。低氧血癥一般不重,通過吸氧易于糾正。
急性肺栓塞
各種原因導致的急性肺栓塞,患者突然起病,表現為劇烈胸痛、呼吸急促、呼吸困難、煩躁不安、咯血、發紺和休克等癥狀。動脈血氧分壓(PaO2)和動脈血二氧化碳分壓(PaCO2)同時下降,與ARDS頗為相似。但急性肺栓塞多有長期臥床、深靜脈血栓形成、手術、腫瘤或羊水栓塞等病史,查體可發現氣急、心動過速、肺部濕啰音、胸膜摩擦音或胸腔積液、肺動脈第二心音亢進伴分裂、右心衰竭和肢體腫脹、疼痛、皮膚色素沉著等深靜脈血栓體征。X線胸片檢查有時可見典型的三角形或圓形陰影,還可見肺動脈段突出。典型的心電圖可見Ⅰ導聯S波加深、導聯Q波變深和t波倒置(即SⅠ、QⅢ、TⅢ改變)、肺性P波、電軸右偏、一過性不完全或完全性右束支傳導阻滯。D-二聚體大于500μg/L 。選擇性肺動脈造影和X線胸片結合放射性核素掃描可確診該病。
特發性肺間質纖維化
該病病因不明,臨床表現為刺激性干咳、進行性呼吸困難、發紺和持續性低氧血癥,逐漸出現急性呼吸衰竭,可與ARDS相混淆。但該病起病隱襲,多屬慢性經過,少數呈亞急性;肺部聽診可聞及高調的、爆裂性濕啰音,聲音似乎非常表淺,如同在耳邊發生一樣,稱為Velcro啰音,具有特征性;血氣分析呈Ⅰ型呼吸衰竭(PaO2降低,PaCO2降低或不變);X線胸片可見網狀結節影,有時呈蜂窩樣改變;血清免疫學檢查示IgG和IgM常有異常;病理上以廣泛間質性肺炎和肺間質纖維化為特點;肺功能檢查可見限制性通氣功能障礙和彌散功能降低。
慢性阻塞性肺疾病并發呼吸衰竭
該類患者既往有慢性胸、肺疾病,常于感染后發病;臨床表現為發熱、咳嗽、氣促、呼吸困難和發紺;血氣分析顯示PaO2降低,多合并有PaCO2升高。而ARDS患者既往心肺功能正常,血氣分析早期以動脈低氧血癥為主,PaCO2正常或降低;常規氧療不能改善低氧血癥。可見,根據病史、體征、X線胸片、肺功能和血氣分析等檢查不難與ARDS鑒別。
治療
治療原則
積極治療原發病、氧療、機械通氣以及調節液體平衡等。
原發病的治療
原發病的治療是治療ARDS的首要原則和基礎,應積極尋找原發病并予以徹底治療。感染是ARDS的常見原因,也是ARDS的首位高危因素,而ARDS又易并發感染,所以對所有病人都應懷疑感染的可能,除非有明確的其他導致ARDS的原因存在。治療上宜選擇廣譜抗生素。
糾正缺氧
采取有效措施盡快提高PaO2。一般需高濃度給氧,使PaO2≥60mmHg或SaO2≥90% 。輕癥者可使用面罩給氧,但多數病人需使用機械通氣。
機械通氣
盡管ARDS機械通氣的指征尚無統一標準,多數學者認為一旦診斷為ARDS,應盡早進行機械通氣。輕度ARDS病人可試用無創正壓通氣(NIPPY),無效或病情加重時盡快氣管插管行有創機械通氣。機械通氣的目的是維持充分的通氣和氧合,以支持臟器功能。由于ARDS肺病變具有“不均一性”和“小肺”的特點,當采用較大潮氣量通氣時,氣體容易進入順應性較好、位于非重力依賴區的肺泡,使這些肺泡過度擴張,造成肺泡上皮和血管內皮損傷,加重肺損傷;而萎陷的肺泡在通氣過程中仍處于萎陷狀態,在局部擴張肺泡和萎陷肺泡之間產生剪切力,也可引起嚴重肺損傷。因此ARDS機械通氣的關鍵在于:復張萎陷的肺泡并使其維持開放狀態,以增加肺容積和改善氧合,同時避免肺泡過度擴張和反復開閉所造成的損傷。ARDS的機械通氣推薦采用肺保護性通氣策略,主要措施包括合適水平的PEEP和小潮氣量。
液體管理
為減輕肺水腫,應合理限制液體入量,以可允許的較低循環容量來維持有效循環,保持肺臟處于相對“干”的狀態。在血壓穩定和保證臟器組織灌注前提下,液體出入量宜輕度負平衡,可使用利尿藥促進水腫的消退。關于補液性質尚存在爭議,由于毛細血管通透性增加,膠體物質可滲透至肺間質,所以在ARDS早期,除非有低蛋白血癥,不宜輸注過多膠體液。有低血壓和重要臟器(如腎臟)低灌注的病人應首先保證充足的血容量。
營養支持與監護
ARDS時機體處于高代謝狀態,應補充足夠的營養。靜脈營養可引起感染和血栓形成等并發癥,應提倡全胃腸營養,不僅可避免靜脈營養的不足,而且能夠保護胃腸黏膜,防止腸道菌群移位。ARDS病人應人住ICU,動態監測呼吸、循環、水電解質、酸堿平衡及其他重要臟器的功能,以便及時調整治療方案。
其他治療
重癥ARDS病人采用肺保護性機械通氣時,單純使用鎮靜劑不足以保證人機同步。48小時內早期使用神經肌肉阻滯劑(順阿曲庫)可提高病人生存率,減少呼吸機使用天數,且不會增加ICU獲得性肌肉麻痹風險,但在其廣泛應用于臨床之前還需更多研究加以驗證。在ARDS早期和晚期,均有許多研究試圖用糖皮質激素減輕肺內肺炎反應,但很少能證明糖皮質激素的益處。肺表面活性物質替代醫療治療ARDS等臨床試驗結果都令人失望。吸入一氧化氮和依前列醇,可短期改善氧合,但都不能提高ARDS病人存活率,也不能縮短機械通氣時間。
防治并發癥
⒈預防呼吸機相關肺炎:應盡可能采用無創通氣、縮短有創機械通氣時間,同時加強營養支持。物理治療包括體位、翻身、拍背、主動或被動性咳嗽、排痰和呼吸道濕化,也有利于充分發揮呼吸道非特異性防御功能的作用。
⒉防治氣壓傷:氣壓傷可出現在修復期,尤其是使用較大劑量激素的患者。患者人機對抗,呼吸道峰壓過高是導致氣壓傷的危險因素。預防包括積極治療基礎病、調整呼吸機參數,盡量減少呼吸道壓力。氣胸是氣壓傷中常見形式,一旦發現,應立即切開插管閉式引流。肺復張不滿意時,可用-20~-10cmH2O負壓吸引。連續吸引24小時后還有大量氣泡逸出,常提示存在支氣管胸膜瘺。常規方法治療無效時,需請外科醫師處理。有條件者可考慮分側通氣,但技術復雜,護理困難。其他氣壓傷為縱隔和皮下氣腫,可行皮下氣腫引流。
⒊ 防治應激性潰瘍:應針對病因,積極糾正低氧、CO2留和低血壓,改善微循環和糾正酸中毒。應用抗酸藥物或減少胃酸分泌藥物。
⒋ 防治多器官功能障礙綜合征/多器官功能衰竭(MODS/MOF):能引起MODS/MOF的病因很多,但缺氧和休克導致的組織器官灌注不良和感染是主要原因。需特別注意,缺氧、休克和感染治療有一定預防價值。
⒌防治深靜脈及肺動脈血栓形成:ARDS為深靜脈血栓及肺栓塞的高危患者。也有人提,防治新型冠狀病毒肺炎時,即使對于無出血高危因素的患者,也可考慮給予預防性抗凝治療;此外,對于高危患者可予下肢加壓繃帶。
⒍ 防治誤吸:床頭抬高至45°能夠顯著減少誤吸發生率。此外,需定期改變患者體位。該項措施能夠促進呼吸道分泌物排出,保持骨骼肌功能,降低深靜脈血栓形成,改善生活質量。
預防
盡管ARDS的許多危險因素是已知的,但沒有辦法主動預防ARDS。然而,對高危患者的液體進行仔細管理是有幫助的。喂食前應采取措施,保持床頭抬高,避免誤吸。對ARDS高危患者采用肺保護性機械通氣策略有助于預防這種情況的發生。
預后
ARDS的病死率為26%~44%。ARDS的預后與原發病和疾病嚴重程度明顯相關。繼發于感染中毒癥或免疫功能低下病人并發條件致病菌引起的肺炎病人預后極差。ARDS單純死于急性呼吸衰竭者僅占16%,49%的病人死于MODS。另外,老年病人(年齡超過60歲)預后不佳。有效的治療策略和措施是降低病死率、改善預后的關鍵因素。在1997年至2009年期間開展的臨床試驗顯示,ARDS的病死率呈現明顯的下降,這可能與采取的允許性高碳酸血癥和保護性肺通氣策略、早期應用抗生素、預防潰瘍和血栓形成、良好的液體管理、營養支持和其他臟器支持等措施有關。
此外,尚有部分存活患者遺留各種問題:(1)氣促:大部分患者經治療,肺功能可在3個月內改善,6個月內恢復正常,但少數患者遺留肺纖維化,氣促持續終身;(2)乏力和肌肉無力:住院期間長期機械通氣能夠導致肌肉失用性萎縮,造成呼吸無力,可早期予患者進行肺康復訓練;(3)抑郁;(4)智力:如記憶力及思考能力下降,可能與某些藥物或低氧有關。
歷史
1967年,Ashbaugh等發表了一篇具有里程碑意義的文章,描述了不同病因的重癥患者出現呼吸窘迫、低氧血癥以及肺順應性減低,并通過尸檢證實存在彌漫性肺泡浸潤,這被認為是認識ARDS的開端。在過去的五十余年里,隨著人們對ARDS病理生理認識的不斷加深,ARDS的定義、診斷標準、治療理念不斷地發展與演進。1988年Murray等通過肺損傷評分對ARDS進行診斷,該評分包括四部分:X線胸片表現,低氧血癥評分(氧合指數),呼氣末正壓(positive end-expiratory 壓強,PEEP),呼吸系統順應性。該標準具有一定的局限性,如未排除心源性肺水腫導致的低氧,未涉及發病危險因素,以及判斷預后能力差等。盡管如此,安迪·穆雷肺損傷評分標準使人們對ARDS的認識進一步提高。1994年歐美共識會議(American European Consensus Conference,AECC)通過了AECC標準,得到了廣泛認同。然而,隨著對ARDS認識的不斷進步,AECC的標準暴露出ARDS診斷標準的重要缺陷,如診斷缺乏對急性起病時間的界定,沒有考慮PEEP對氧合的影響等。經過十八年的臨床實踐,歐洲危重病醫學會(European Society of Intensive Care Medicine,ESICM)、美國胸科學會(American Thoracic Society,ATS)、美國重癥醫學會(Society of Critical Care Medicine,SCCM)于2012年對AECC的標準進行了修訂,提出ARDS的柏林標準,通過氧合指數對ARDS的嚴重程度進行了分級,并不再使用急性肺損傷(acute lung injury,ALI)的概念。
研究進展
間充質干細胞定向分化的調控機制在急性呼吸窘迫綜合征治療中的研究進展
急性呼吸窘迫綜合征是臨床常見危重癥,是引起重癥患者急性呼吸衰竭的主要原因。ARDS的主要病理特為彌漫性肺泡上皮細胞和毛細血管內皮細胞受損、通透性增加所導致的肺間質水腫。因此促進肺泡上皮細胞的有效修復是ARDS治療的關鍵靶點之一。目前ARDS臨床治療仍以保護性肺通氣、限制性液體管理等支持性治療手段為主,缺乏特效藥物治療。間充質干細胞(mesenchymal stemcell,MSC)具有多向分化潛能,在移行至肺損傷部位后能分化為肺泡上皮細胞從而修復損傷肺組織結構,保護肺功能。然而,外源性植入MSC時,MSC分化效率低下,嚴重限制了其臨床應用,成為MSC治療ARDS的重要瓶頸之一。因此,ARDS時MSC定向分化肺毛細血管內皮細胞和肺上皮細胞的調控機制以及影響因素成為目前研究的重點。
MSC定向分化是修復ARDS損傷肺組織的重要手段:外源性植入的MSC在肺內分化為有功能的肺泡上皮及肺血管內皮細胞,為ARDS的修復提供了有利的組織細胞基礎。ARDS的基本病理生理改變是肺毛細血管內皮細胞和肺泡上皮細胞損傷造成的彌漫性肺間質及肺泡水腫。外源性植入MSC可減輕肺毛細血管內皮細胞及肺泡上皮細胞損傷,改善肺功能。Walter等研究發現,移植入體內的外源性MSC可以在肺損傷部位分化成肺泡上皮細胞等肺關鍵功能細胞,并起到相應的效用來使受損組織逐漸恢復到正常狀態。Rojas等發現MSC能夠保護由博來霉素所引起的急性肺損傷,歸巢的MSC分化成肺上皮細胞和肺血管內皮細胞,從而使受到損傷的肺組織得到保護。
MSC定向分化的調控機制及影響因素:(1)MSC分化的主要方式:ARDS時,肺損傷的局部微環境發生改變,產生多種炎癥信號分子,誘導循環中MSC歸巢至損傷肺組織的同時,可通過直接或間接方式轉分化為Ⅰ型肺泡上皮細胞(typeⅠalveolar epithelialcells,AECⅠ)或肺毛細血管內皮細胞,或通過與Ⅱ型肺泡上皮細胞(type Ⅱalveolar epithelialcells,AECⅡ)融合方式轉分化為AECⅠ。MSC分化是由于細胞橫向分化還是細胞融合,這取決于不同的肺損傷模型、不同的實驗研究方法、細胞體液免疫等分析技術。很多研究發現,MSC分化主要發生細胞融合現象。因此,MSC.Software公司的分化方式仍有待進一步研究。(2)MSC定向分化的調控機制:MSC的分化受多種調節因素共同影響。首先,MSC受到其生存微環境中多種調節因子的刺激,激活細胞本身,借助對自身各類信號通路的調整,使得關鍵基因表達得以被開啟并且得以加強,從而促使細胞分化的完成。其本質即為MSC的基因在特定時間段內有特異性表達產生,合成相應的蛋白質,以使細胞的生化、構造、功能等有所變化,細胞表型也因此而呈現出各不相同的狀況。同時,細胞自身的因素也會影響到微環境的作用效果。
MSC定向分化治療ARDS的前景:MSC的定向分化為ARDS的治療開辟了新方向,但利用MSC定向分化治療ARDS也面臨著諸多挑戰。(1)MSC在組織修復治療中表現出極大的局限性局限性就其根本主要是因為其留存于受損組織當中的時間不長,移植入的細胞數目較小等。所以,促使MSC定向分化能夠將相應的種子細胞供應給細胞治療活動。(2)MSC在肺內定向分化的調控仍有很多問題尚待解決。首先,在復雜的人體內環境中,各種影響因素對MSC向肺上皮及肺內皮細胞分化的效用是不是與體外相同需要深度的研究及證明。其次,MSC的分化經過具有較高的繁雜度,不同調節因素在MSC定向分化中起不同的作用,不同條件下各種刺激因素的交互作用決定著MSC分化的方向,因此,多種調節因素之間如何交叉共同調節MSC向肺上皮及肺內皮細胞的分化,不同調控機制在其中又占據著何種地位仍需進一步探討。通過調控這些復雜因素提高MSC的分化效率,從而增加MSC修復肺組織功能的問題亟待解決。(3)干預MSC定向分化的調控機制可能改變MSC的生物學行為。目前,調控MSC的定向分化能力主要通過體內外干預其微環境以及基因轉染技術。這些誘導分化的技術與方法均會從不同程度上影響MSC的多項分化潛能,并且降低其向肺組織的歸巢能力和旁分泌功能。此外,外源性MSC移植易致發熱、寒戰、栓塞等多種并發癥。因此,調控MSC定向分化治療ARDS的安全性需要研究進一步證實。
總之,MSC分化效率低下嚴重限制了其在ARDS治療中的臨床應用,明確MSC在肺內定向分化肺毛細血管內皮細胞和肺泡上皮細胞的調控機制,并促進ARDS時MSC的定向分化具有重要的治療意義。ARDS時MSC的定向分化受到細胞因子、局部微環境、信號轉導通路、轉錄因子、基因等多種外源性、內源性的因素共同影響。通過調控這些復雜因素增加MSC定向分化并提高分化效率,將為未來MSC修復ARDS損傷肺組織提供廣泛的前景。
參考資料 >
急性呼吸窘迫綜合征.默沙東診療手冊.2024-04-07
急性呼吸窘迫綜合征.for Mortality and Morbidity Statistics .2024-04-20
Acute Respiratory Distress Syndrome.National Library of Medicine.2024-04-30