成人型呼吸窘迫综合征

急性呼吸系统疾病

急性呼吸窘迫综合征(acute respiratory distress 综合征 ,ARDS)是指由各种肺内和肺外致病因素所导致的急性弥漫性肺损伤和进而发展的 急性呼吸衰竭 。1994年的美欧ARDS共识会议(AECC)同时提出了急性肺损伤(acute lung injury,ALI)/ARDS的概念。2012年发表的ARDS 柏林 定义取消了ALI命名,将该病统一称为ARDS。

引起ARDS的原因或危险因素很多,肺部感染、肺部损伤等很多不同的疾病均可诱发。该病在临床上主要表现为呼吸增快、进行性加重的 呼吸困难 和发 等。ARDS依据其典型的临床表现结合X线胸片、心脏超声等可作出诊断。该病在治疗上,主要是积极治疗原发病,通过氧疗、机械通气以及调节液体平衡等方法来改善呼吸功能,纠正低氧血症。

ARDS是一种危及生命的疾病。一旦发生ARDS,患者通常会出现不同程度的肺动脉血管收缩,并可能发展为 动脉性肺动脉高压 。ARDS的死亡率很高,其病死率为26%~44%。该病的预后与原发病和疾病的严重程度明显相关。老年病人(年龄超过60岁)预后不佳。 在预防上,及时对ARDS高危患者采用肺保护性机械通气策略有助于预防这种疾病的发生 。

命名

1967年,Ashbaugh等发表了一篇具有里程碑意义的文章,描述了不同病因的重症患者出现呼吸窘迫、 低氧血症 以及肺顺应性减低,并通过尸检证实存在弥漫性 肺泡 浸润,这被认为是认识ARDS的开端。在过去的五十余年里,随着人们对ARDS病理生理认识的不断加深,ARDS的定义、诊断标准、治疗理念不断地发展与演进。 1994年的美欧ARDS共识会议(AECC)同时提出了急性肺损伤(acute lung injury,ALI)/ARDS的概念。ALI和ARDS为同一疾病过程的两个阶段,ALI代表早期和病情相对较轻的阶段,而ARDS代表后期病情较严重的阶段,55%的ALI会在3天内进展为ARDS。鉴于用不同名称区分严重程度可能给临床和研究带来困惑,2012年发表的ARDS 柏林 定义取消了ALI命名,将该病统一称为ARDS,原ALI相当于现在的轻症ARDS。

病因

危险因素

引起ARDS的原因或危险因素很多,可以分为肺内因素(直接因素)和肺外因素(间接因素),但是这些直接和间接因素及其所引起的炎症反应、影像改变及病理生理反应常常相互重叠。

ARDS的常见危险因素:

发病机制

ARDS的发病机制尚未完全阐明。尽管有些致病因素可以对肺泡膜造成直接损伤,但是ARDS的本质是多种炎症细胞( 巨噬细胞 、中性粒细胞、血管内皮细胞、 血小板 )及其释放的炎症介质和 细胞因子 间接介导的肺脏炎症反应。ARDS是 全身炎症反应综合征 (systemic inflammatory responsesyndrome,SIRS)的肺部表现。SIRS即指机体失控的自我持续放大和自我破坏的炎症瀑布反应;机体与SIRS同时启动的一系列内源性 抗炎药 介质和抗炎性内分泌激素引起的抗炎反应称为代偿性抗炎症反应综合征(compensatory anti-inflammatory responsesyndrome,CARS)。如果SIRS和CARS在疾病发展过程中出现平衡失调,则会导致 多器官功能障碍综合征 (multiple organ dysfunction 综合征 ,MODS)。ARDS是MODS发生时最早受累或最常出现的脏器功能障碍表现,是肺组织对多种急性且严重的肺内和肺外源性损伤作出的损伤应答反应模式。炎症 细胞 和炎症介质是启动早期炎症反应与维持炎症反应的两个主要因素,在ARDS的发生发展中起关键作用。炎症细胞产生多种炎症介质和 细胞因子 ,最重要的是 肿瘤坏死因子 α(TNF-α)和白细胞介素-1(interleukin-I,L-1),导致大量中性粒细胞在肺内聚集、激活,并通过“呼吸暴发”释放氧自由基、 蛋白酶 和炎症介质,引起靶细胞损害,表现为肺毛细血管内皮细胞和 肺泡 上皮细胞损伤,肺微血管通透性增高和微血栓形成,大量富含 蛋白质 和纤维蛋白的液体渗出至肺间质和肺泡,形成非心源性 肺水肿 及透明膜。如果损伤修复过程正常有序发生,则可完成肺再上皮化和结构功能恢复;如果损伤修复过程异常无序,则向异常重塑和ARDS后肺 纤维化 (post-ARDS pulmonary fibrosis)演化,最终形成不可逆转的纤维化病灶。

 流行病学

据估计, 美国 ARDS的发病率在64.2至78.9例/10万人年之间。25%的ARDS病例最初被归类为轻度,75%被归类为中度或重度。然而,三分之一的轻度病例发展为中度或重度疾病。大约10%至15%的重症监护室患者和高达23%的机械通气患者符合ARDS标准。 文献综述 显示,从1994年到2006年,死亡率每年下降1.1%。然而,所有评估研究的总体合并死亡率为43%。ARDS的死亡率与疾病的严重程度相当:轻度、中度和重度分别为27%、32%和45%。

病理生理学

病理过程可分为三个阶段:渗出期、增生期和纤维化期,三个阶段常重叠存在。

渗出期: 在渗出期,ARDS的病理改变为弥漫性 肺泡 损伤,主要表现为肺毛细血管内皮细胞和肺泡上皮细胞损伤,Ⅰ型肺泡上皮细胞受损坏死,肺间质和肺泡腔内有富含 蛋白质 的水肿液及炎症细胞浸润,肺微血管充血、出血、微血栓形成。经过约72小时后,由 凝结 的血浆蛋白、 细胞 碎片、 纤维素 及残余的 肺表面活性物质 混合形成透明膜,伴灶性或大面积肺泡萎陷。ARDS肺脏大体表现为 栗色 或暗紫红色的肝样变,重量明显增加,可见水肿、出血,切面有液体渗出,故有“湿肺”之称。

增生期: 这个阶段通常为ARDS发病后2~3周。在增殖期,部分病人肺损伤进一步发展,出现早期 纤维化 ,典型的 组织学 改变是炎性渗出液和肺透明膜吸收消散而修复,亦可见 肺泡 渗出并机化形成,其中 淋巴细胞 增多取代中性粒细胞。此外,作为修复过程的一部分,Ⅱ型肺泡上皮 细胞 沿肺泡基底膜增殖,合成分泌新的 肺表面活性物质 ,并可分化为Ⅰ型肺泡上皮细胞。

纤维化期: 尽管多数ARDS病人发病3~4周后,肺功能得以恢复,仍有部分病人将进人纤维化期,可能需要长期机械通气和(或)氧疗。组织学上,早期的肺泡炎性渗出水肿转化为肺间质纤维化。腺泡结构的显著破坏导致肺组织呈 肺气肿 样改变和肺大疱形成。肺微血管内膜的 纤维化 导致进行性肺血管闭塞和 动脉性肺动脉高压 。上述病理改变导致病人肺顺应性降低和无效腔增加,并易发生 气胸 。

临床表现

呼吸增快: ARDS大多数于原发病起病后72小时内发生,几乎不超过7天。除原发病的相应症状和体征外,最早出现的症状是呼吸增快。并呈进行性加重的 呼吸困难 、发绀,常伴有烦躁、焦虑、出汗等。

呼吸困难: 其特点是呼吸深快、费力,病人常感到 胸廓 紧束、严重憋气,即呼吸窘迫,不能用通常的吸氧疗法改善,亦不能用其他原发心肺疾病(如气胸、 肺气肿 、 肺不张 、 肺炎 、 心力衰竭 )解释。早期体征可无异常,或仅在双肺闻及少量细 湿啰音 ;后期多可闻及水泡音,可有管状呼吸音。

检查诊断

检查

X线胸片: 早期可无异常,或呈轻度间质改变,表现为边缘模 的肺纹理增多,继之出现斑片状以至融合成大片状的磨 玻璃 或实变浸润影。其演变过程符合 肺水肿 的特点,快速多变;后期可出现肺间质纤维化的改变。

动脉血气分析: 典型的改变为PaO 2 降低,PaCO 2 降低,pH升高。根据动脉血气分析和吸入氧浓度可计算肺氧合功能指标,如氧合指数(PaO 2 /FiO 2 )、 肺泡 动脉氧分压差(P (A-a) O 2 )、肺内分流(Q s /Q T )等指标,对建立诊断、严重性分级和疗效评价等均有重要意义。

床旁呼吸功能监测: ARDS时血管外,肺水增加、肺顺应性降低、出现明显的肺内右向左分流,但无呼吸 气流 受限。上述改变对ARDS疾病严重性评价和疗效判断有一定的意义。

心脏超声和Swan-Ganz导管检查: 有助于明确心脏情况和指导治疗。若有条件在诊断ARDS时应常规进行心脏超声检查。通过置入Swan-Ganz导管可测定肺动脉楔压(PAWP),这是反映 左心房 压较为可靠的指标。PAWP一般<12mmHg,若>18mmHg则支持 左心衰竭 的诊断。考虑到心源性 肺水肿 和ARDS有合并存在的可能性,PAWP>18mmHg并非ARDS的排除标准,如果呼吸衰竭的临床表现不能完全用左心衰竭解释时,应考虑ARDS诊断。

诊断

根据ARDS 柏林 定义,满足如下4项条件方可诊断ARDS。

⒈明确诱因下1周内出现的急性或进展性 呼吸困难 。

⒉胸部X线平片/胸部CT显示双肺浸润影,不能完全用 胸腔积液 、肺叶/全 肺不张 和结节影解释。

⒊呼吸衰竭不能完全用 心力衰竭 和液体负荷过重解释。如果临床没有危险因素,需要用客观检查(如超声心动图)来评价心源性 肺水肿 。

⒋ 低氧血症 根据PaO 2 /FiO 2 确立ARDS诊断,并将其按严重程度分为轻度、中度和重度3种(见下表 )。需要注意的是上述氧合指数中PaO 2 的监测都是在机械通气参数PEEP/CPAP不低于5cmH 2 O的条件下测得;所在地海拔超过1000m时,需对PaO 2 /FiO 2 进行校正,校正后的PaO 2 /FiO 2 =(PaO 2 /FiO 2 )×(所在地 大气压 值/760)。

注:CPAP:持续性 呼吸道 正压 ;FiO 2 :吸入氧浓度;PaO 2 :动脉氧分压;PEEP:呼气末正压。

鉴别诊断

心源性肺水肿

心源性肺水肿见于 冠状动脉粥样硬化性心脏病 、 高血压性心脏病 、风湿性心脏病和 尿毒症 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 毛细血管 静水压升高,液体从肺毛细血管漏出,致肺水肿和肺弥散功能障碍,水肿液中蛋白浓度不高。而ARDS的肺部改变主要是由于肺泡-毛细血管膜损伤,致通透性增高引起的肺间质和肺泡性水肿,水肿液中蛋白浓度增高。根据病史、病理基础和临床表现,结合X线胸片和血气分析等,可进行鉴别诊断。

其他非心源性肺水肿

ARDS属于非心源性肺水肿的一种,但其他多种疾病也可导致非心源性肺水肿,如 肝硬化 和 肾病综合征 等。另外,还可见于 胸腔 抽液、抽气过多、过快,或抽吸 负压 过大,使胸膜腔负压骤然升高形成的肺 复张性肺水肿 。其他少见的情况有 纵隔肿瘤 、肺静脉 纤维化 等引起的肺静脉受压或闭塞,致肺循环压力升高所致的压力性肺水肿。此类患者的共同特点为有明确的病史,肺水肿的症状、体征及X线征象出现较快,治疗后消失也快。 低氧血症 一般不重,通过吸氧易于纠正。

急性肺栓塞

各种原因导致的急性肺栓塞,患者突然起病,表现为剧烈 胸痛 、呼吸急促、 呼吸困难 、烦躁不安、咯血、发绀和休克等症状。动脉 血氧 分压(PaO 2 )和动脉血 二氧化碳 分压(PaCO 2 )同时下降,与ARDS颇为相似。但急性肺栓塞多有长期卧床、 深静脉血栓形成 、手术、肿瘤或 羊水栓塞 等病史,查体可发现气急、心动过速、肺部湿啰音、胸膜摩擦音或 胸腔积液 、肺动脉第二心音亢进伴分裂、 右心衰竭 和肢体肿胀、疼痛、皮肤色素沉着等深静脉血栓体征。X线胸片检查有时可见典型的三角形或圆形阴影,还可见肺动脉段突出。典型的 心电图 可见Ⅰ导联S波加深、导联Q波变深和 t波 倒置(即SⅠ、QⅢ、TⅢ改变)、肺性P波、电轴右偏、一过性不完全或 完全性右束支传导阻滞 。D-二聚体大于500μg/L 。选择性肺动脉造影和X线胸片结合放射性 核素 扫描可确诊该病。

特发性肺间质纤维化

该病病因不明,临床表现为刺激性 干咳 、进行性 呼吸困难 、发绀和持续性 低氧血症 ,逐渐出现 急性呼吸衰竭 ,可与ARDS相混淆。但该病起病隐袭,多属慢性经过,少数呈亚急性;肺部 听诊 可闻及高调的、爆裂性 湿啰音 ,声音似乎非常表浅,如同在耳边发生一样,称为Velcro啰音,具有特征性;血气分析呈Ⅰ型呼吸衰竭(PaO 2 降低,PaCO 2 降低或不变);X线胸片可见网状结节影,有时呈蜂窝样改变; 血清 免疫学检查示IgG和IgM常有异常;病理上以广泛 间质性肺炎 和肺间质纤维化为特点; 肺功能检查 可见限制性通气功能障碍和弥散功能降低。

慢性阻塞性肺疾病并发呼吸衰竭

该类患者既往有慢性胸、肺疾病,常于感染后发病;临床表现为发热、咳嗽、气促、 呼吸困难 和发绀;血气分析显示PaO 2 降低,多合并有PaCO 2 升高。而ARDS患者既往心肺功能正常,血气分析早期以动脉 低氧血症 为主,PaCO 2 正常或降低;常规氧疗不能改善低氧血症。可见,根据病史、体征、X线胸片、肺功能和血气分析等检查不难与ARDS鉴别。

治疗

治疗原则

积极治疗原发病、氧疗、机械通气以及调节液体平衡等。

原发病的治疗

原发病的治疗是治疗ARDS的首要原则和基础,应积极寻找原发病并予以彻底治疗。感染是ARDS的常见原因,也是ARDS的首位高危因素,而ARDS又易并发感染,所以对所有病人都应怀疑感染的可能,除非有明确的其他导致ARDS的原因存在。治疗上宜选择广谱抗生素。

纠正缺氧

采取有效措施尽快提高PaO 2 。一般需高浓度给氧,使PaO 2 ≥60mmHg或SaO 2 ≥90% 。轻症者可使用面罩给氧,但多数病人需使用机械通气。

机械通气

尽管ARDS机械通气的指征尚无统一标准,多数学者认为一旦诊断为ARDS,应尽早进行机械通气。轻度ARDS病人可试用无创 正压 通气(NIPPY),无效或病情加重时尽快 气管 插管 行有创机械通气。机械通气的目的是维持充分的通气和氧合,以支持脏器功能。由于ARDS肺病变具有“不均一性”和“小肺”的特点,当采用较大 潮气量 通气时,气体容易进入顺应性较好、位于非重力依赖区的 肺泡 ,使这些肺泡过度扩张,造成肺泡上皮和血管内皮损伤,加重肺损伤;而萎陷的肺泡在通气过程中仍处于萎陷状态,在局部扩张肺泡和萎陷肺泡之间产生剪切力,也可引起严重肺损伤。因此ARDS机械通气的关键在于:复张萎陷的肺泡并使其维持开放状态,以增加肺容积和改善氧合,同时避免肺泡过度扩张和反复开闭所造成的损伤。ARDS的机械通气推荐采用肺保护性通气策略,主要措施包括合适水平的PEEP和小 潮气量 。

液体管理

为减轻 肺水肿 ,应合理限制液体入量,以可允许的较低循环容量来维持有效循环,保持肺脏处于相对“干”的状态。在血压稳定和保证脏器组织灌注前提下,液体出入量宜轻度负平衡,可使用利尿药促进水肿的消退。关于补液性质尚存在争议,由于 毛细血管 通透性增加, 胶体 物质可渗透至肺间质,所以在ARDS早期,除非有低蛋白血症,不宜输注过多胶 体液 。有 低血压 和重要脏器(如肾脏)低灌注的病人应首先保证充足的血容量。

营养支持与监护

ARDS时机体处于高代谢状态,应补充足够的营养。静脉营养可引起感染和血栓形成等并发症,应提倡全胃肠营养,不仅可避免静脉营养的不足,而且能够保护胃肠黏膜,防止 肠道菌群 移位。ARDS病人应人住ICU,动态监测呼吸、循环、水电解质、酸碱平衡及其他重要脏器的功能,以便及时调整治疗方案。

其他治疗

重症ARDS病人采用肺保护性机械通气时,单纯使用镇静剂不足以保证人机同步。48小时内早期使用神经肌肉阻滞剂(顺阿曲库 )可提高病人生存率,减少 呼吸机 使用天数,且不会增加ICU获得性肌肉麻痹风险,但在其广泛应用于临床之前还需更多研究加以验证。在ARDS早期和晚期,均有许多研究试图用 糖皮质激素 减轻肺内 肺炎 反应,但很少能证明糖皮质激素的益处。 肺表面活性物质 替代医疗 治疗ARDS等 临床试验 结果都令人失望。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,也不能缩短机械通气时间。

防治并发症

⒈预防呼吸机相关肺炎: 应尽可能采用无创通气、缩短有创机械通气时间,同时加强营养支持。物理治疗包括体位、翻身、拍背、主动或被动性咳嗽、排痰和 呼吸道 湿化,也有利于充分发挥呼吸道非特异性防御功能的作用。

⒉防治气压伤: 气压伤可出现在修复期,尤其是使用较大剂量激素的患者。患者人机对抗,呼吸道峰压过高是导致气压伤的危险因素。预防包括积极治疗基础病、调整 呼吸机 参数,尽量减少呼吸道压力。 气胸 是气压伤中常见形式,一旦发现,应立即切开 插管 闭式引流。肺复张不满意时,可用-20~-10cmH 2 O 负压 吸引。连续吸引24小时后还有大量气泡逸出,常提示存在 支气管胸膜瘘 。常规方法治疗无效时,需请外科医师处理。有条件者可考虑分侧通气,但技术复杂,护理困难。其他气压伤为纵隔和皮下气肿,可行皮下气肿引流。

⒊ 防治 应激性溃疡 : 应针对病因,积极纠正低氧、CO 2 留和 低血压 ,改善 微循环 和纠正酸中毒。应用抗酸药物或减少 胃酸 分泌药物。

⒋ 防治 多器官功能障碍综合征 / 多器官功能衰竭 (MODS/MOF): 能引起MODS/MOF的病因很多,但缺氧和休克导致的组织器官灌注不良和感染是主要原因。需特别注意,缺氧、休克和感染治疗有一定预防价值。

⒌防治 深静脉 及肺动脉血栓形成: ARDS为深静脉血栓及 肺栓塞 的高危患者。也有人提 ,防治新型冠状病毒 肺炎 时,即使对于无出血高危因素的患者,也可考虑给予预防性抗凝治疗;此外,对于高危患者可予下肢加压绷带。

⒍ 防治误吸: 床头抬高至45 ° 能够显著减少误吸发生率。此外,需定期改变患者体位。该项措施能够促进 呼吸道 分泌物排出,保持骨骼肌功能,降低 深静脉血栓形成 ,改善生活质量。

预防

尽管ARDS的许多危险因素是已知的,但没有办法主动预防ARDS。然而,对高危患者的液体进行仔细管理是有帮助的。喂食前应采取措施,保持床头抬高,避免误吸。对ARDS高危患者采用肺保护性机械通气策略有助于预防这种情况的发生。

预后

ARDS的病死率为26%~44%。ARDS的预后与原发病和疾病严重程度明显相关。继发于感染中毒症或免疫功能低下病人并发条件致病菌引起的 肺炎 病人预后极差。ARDS单纯死于 急性呼吸衰竭 者仅占16%,49%的病人死于MODS。另外,老年病人(年龄超过60岁)预后不佳。有效的治疗策略和措施是降低病死率、改善预后的关键因素。在1997年至2009年期间开展的 临床试验 显示,ARDS的病死率呈现明显的下降,这可能与采取的允许性 高碳酸血症 和保护性肺通气策略、早期应用抗生素、预防 溃疡 和血栓形成、良好的液体管理、营养支持和其他脏器支持等措施有关。

此外,尚有部分存活患者遗留各种问题:(1)气促:大部分患者经治疗,肺功能可在3个月内改善,6个月内恢复正常,但少数患者遗留肺纤维化,气促持续终身;(2)乏力和肌肉无力:住院期间长期机械通气能够导致肌肉失用性萎缩,造成呼吸无力,可早期予患者进行肺康复训练;(3)抑郁;(4)智力:如记忆力及思考能力下降,可能与某些药物或低氧有关。

历史

1967年,Ashbaugh等发表了一篇具有里程碑意义的文章,描述了不同病因的重症患者出现呼吸窘迫、 低氧血症 以及肺顺应性减低,并通过尸检证实存在弥漫性 肺泡 浸润,这被认为是认识ARDS的开端。在过去的五十余年里,随着人们对ARDS病理生理认识的不断加深,ARDS的定义、诊断标准、治疗理念不断地发展与演进。1988年Murray等通过肺损伤评分对ARDS进行诊断,该评分包括四部分:X线胸片表现,低氧血症评分(氧合指数),呼气末 正压 (positive end-expiratory 压强 ,PEEP), 呼吸系统 顺应性。该标准具有一定的局限性,如未排除心源性 肺水肿 导致的低氧,未涉及发病危险因素,以及判断预后能力差等。尽管如此, 安迪·穆雷 肺损伤评分标准使人们对ARDS的认识进一步提高。1994年欧美共识会议(American European Consensus Conference,AECC)通过了AECC标准,得到了广泛认同。然而,随着对ARDS认识的不断进步,AECC的标准暴露出ARDS诊断标准的重要缺陷,如诊断缺乏对急性起病时间的界定,没有考虑PEEP对氧合的影响等。经过十八年的临床实践,欧洲危重病医学会(European Society of Intensive Care Medicine,ESICM)、美国胸科学会(American Thoracic Society,ATS)、美国重症医学会(Society of Critical Care Medicine,SCCM)于2012年对AECC的标准进行了修订,提出ARDS的柏林标准,通过氧合指数对ARDS的严重程度进行了分级,并不再使用急性肺损伤(acute lung injury,ALI)的概念。

研究进展

间充质干细胞定向分化的调控机制在急性呼吸窘迫综合征治疗中的研究进展

急性呼吸窘迫综合征是临床常见危重症,是引起重症患者 急性呼吸衰竭 的主要原因。ARDS的主要病理特为弥漫性 肺泡 上皮细胞和毛细血管内皮 细胞 受损、通透性增加所导致的肺间质水肿。因此促进肺泡上皮细胞的有效修复是ARDS治疗的关键靶点之一。目前ARDS临床治疗仍以保护性肺通气、限制性液体管理等支持性治疗手段为主,缺乏特效药物治疗。 间充质干细胞 (mesenchymal stemcell,MSC)具有多向分化潜能,在移行至肺损伤部位后能分化为肺泡上皮细胞从而修复损伤肺组织结构,保护肺功能。然而,外源性植入MSC时,MSC分化效率低下,严重限制了其临床应用,成为MSC治疗ARDS的重要瓶颈之一。因此,ARDS时MSC定向分化肺毛细血管内皮细胞和肺上皮 细胞 的调控机制以及影响因素成为目前研究的重点。

MSC定向分化是修复ARDS损伤肺组织的重要手段: 外源性植入的MSC在肺内分化为有功能的 肺泡 上皮及肺血管内皮细胞,为ARDS的修复提供了有利的组织细胞基础。ARDS的基本病理生理改变是肺毛细血管内皮细胞和肺泡上皮细胞损伤造成的弥漫性肺间质及肺泡水肿。外源性植入MSC可减轻肺毛细血管内皮细胞及肺泡上皮细胞损伤,改善肺功能。Walter等研究发现,移植入体内的外源性MSC可以在肺损伤部位分化成肺泡上皮细胞等肺关键功能细胞,并起到相应的效用来使受损组织逐渐恢复到正常状态。Rojas等发现MSC能够保护由 博来霉素 所引起的急性肺损伤,归巢的MSC分化成肺上皮细胞和肺血管内皮细胞,从而使受到损伤的肺组织得到保护。

MSC定向分化的调控机制及影响因素: (1)MSC分化的主要方式:ARDS时,肺损伤的局部微环境发生改变,产生多种炎症 信号分子 ,诱导循环中MSC归巢至损伤肺组织的同时,可通过直接或间接方式转分化为Ⅰ型肺泡上皮细胞(typeⅠalveolar epithelialcells,AECⅠ)或肺毛细血管内皮 细胞 ,或通过与Ⅱ型 肺泡 上皮细胞(type Ⅱalveolar epithelialcells,AECⅡ)融合方式转分化为AECⅠ。MSC分化是由于细胞横向分化还是细胞融合,这取决于不同的肺损伤模型、不同的实验研究方法、细胞 体液免疫 等分析技术。很多研究发现,MSC分化主要发生细胞融合现象。因此, MSC.Software公司 的分化方式仍有待进一步研究。(2)MSC定向分化的调控机制:MSC的分化受多种调节因素共同影响。首先,MSC受到其生存微环境中多种调节因子的刺激,激活细胞本身,借助对自身各类信号通路的调整,使得关键基因表达得以被开启并且得以加强,从而促使 细胞分化 的完成。其本质即为MSC的基因在特定时间段内有特异性表达产生,合成相应的 蛋白质 ,以使细胞的生化、构造、功能等有所变化,细胞表型也因此而呈现出各不相同的状况。同时,细胞自身的因素也会影响到微环境的作用效果。

MSC定向分化治疗ARDS的前景: MSC的定向分化为ARDS的治疗开辟了新方向,但利用MSC定向分化治疗ARDS也面临着诸多挑战。(1)MSC在组织修复治疗中表现出极大的局限性局限性就其根本主要是因为其留存于受损组织当中的时间不长,移植入的 细胞 数目较小等。所以,促使MSC定向分化能够将相应的种子细胞供应给细胞治疗活动。(2)MSC在肺 内定向 分化的调控仍有很多问题尚待解决。首先,在复杂的人体内环境中,各种影响因素对MSC向肺上皮及肺内皮 细胞分化 的效用是不是与体外相同需要深度的研究及证明。其次,MSC的分化经过具有较高的繁杂度,不同调节因素在MSC定向分化中起不同的作用,不同条件下各种刺激因素的交互作用决定着MSC分化的方向,因此,多种调节因素之间如何交叉共同调节MSC向肺上皮及肺内皮细胞的分化,不同调控机制在其中又占据着何种地位仍需进一步探讨。通过调控这些复杂因素提高MSC的分化效率,从而增加MSC修复肺组织功能的问题亟待解决。(3)干预MSC定向分化的调控机制可能改变MSC的生物学行为。目前,调控MSC的定向分化能力主要通过体内外干预其微环境以及基因 转染 技术。这些诱导分化的技术与方法均会从不同程度上影响MSC的多项分化潜能,并且降低其向肺组织的归巢能力和 旁分泌 功能。此外,外源性MSC移植易致发热、寒战、栓塞等多种并发症。因此,调控MSC定向分化治疗ARDS的安全性需要研究进一步证实。

总之,MSC分化效率低下严重限制了其在ARDS治疗中的临床应用,明确MSC在肺 内定向 分化肺毛细血管内皮细胞和 肺泡 上皮细胞的调控机制,并促进ARDS时MSC的定向分化具有重要的治疗意义。ARDS时MSC的定向分化受到 细胞因子 、局部微环境、信号 转导 通路、 转录因子 、基因等多种外源性、内源性的因素共同影响。通过调控这些复杂因素增加MSC定向分化并提高分化效率,将为未来MSC修复ARDS损伤肺组织提供广泛的前景。

参考资料

  1. 急性呼吸窘迫综合征 默沙东诊疗手册 2024-04-07
  2. 急性呼吸窘迫综合征 for Mortality and Morbidity Statistics 2024-04-20
  3. Acute Respiratory Distress Syndrome National Library of Medicine 2024-04-30