机械通气是一项挽救生命的重要干预措施,但长期机械通气也可能导致通气相关性肺损伤(VILI)。研究表明,VILI的发生率在24%至42%之间[1,2]。VILI可导致急性呼吸窘迫综合征、肺炎和多器官功能衰竭等并发症,延长ICU住院时间,增加死亡风险和医疗成本[3,4]。因此,急需开发VILI的早期诊断和干预方法,以减轻其对患者预后的不利影响。
来自圣希澳医学中心的Ya Wen(Dr.)和Xiang Zhang(Dr.)带领的研究团队在最新一期《美国呼吸细胞与分子生物学杂志》(American Journal of Respiratory Cell and Molecular Biology)上发表研究,首次揭示了一个重要发现:长期机械通气导致的肺损伤会伴随着支气管肺泡灌洗(BALF)蛋白组学改变(PMID: 38949323)。该研究表明这些蛋白组改变可以与肺损伤程度成一定关联,有望作为VILI的早期诊断标志物应用于临床,为VILI的早期诊断和干预提供了新的思路和方向。
浙江圣希澳医学科技有限公司研究团队通过实验ICU大鼠模拟了长期机械通气的ICU环境。研究发现,从机械通气第5天到第8天,BALF蛋白质组学发生显著变化,与肺部组织病理学变化同步。
蛋白组分析发现一组差异表达蛋白表达趋势与肺部病理变化一致。研究进一步分析了这组相互关联的蛋白质,发现与炎症反应和免疫细胞活动相关的蛋白质在机械通气的第5天至第8天表达量剧增。这些蛋白质主要来源于支气管呼吸上皮细胞、肺泡细胞和肺巨噬细胞,反映了肺部组织在长期机械通气下的严重应激反应。与蛋白表达变化相呼应,病理学结果显示,机械通气5天后肺部出现轻度水肿、肺泡出血和轻度病变,而到第8天时病变进一步恶化,出现了大面积的肺不张、肺泡过度扩张以及严重的肺泡隔断裂。这表明第5天至第8天是VILI快速进展的关键时期,肺部组织在此期间遭受了严重损伤。
研究还鉴定了几个在VILI进展中起关键作用的重要蛋白。其中,基质金属蛋白酶9(MMP9)和Annexin A1(Anxa1)参与炎症反应和细胞凋亡等重要生物过程。另外,Anxa1、Anxa2、Hspa5、Myh9、Pigr、Psap和Ubb等蛋白在肺和支气管细胞中大量存在,在肺部组织对机械通气的应激反应中发挥重要作用。
文雅博士总结道:”这项研究首次揭示了长期机械通气引起的支气管肺泡灌洗液(BALF)蛋白质组学变化与VILI进展之间的关系。我们发现的一组相互关联的蛋白质可能作为VILI进展的指标,为未来的临床研究奠定基础。这些蛋白质的变化模式反映了肺部组织在长期机械通气下的应激状态,可能有助于早期识别和预防VILI。”
张翔博士强调医务工作者应警惕长期机械通气本身可能带来的不良影响。他建议:”VILI的早期生物标志物将有助于及时干预,可能减轻肺损伤,降低并发症风险和改善肺功能,从而促进患者康复。”
目前,临床上缺乏便捷有效的VILI早期诊断方法,这项研究为建立VILI早期诊断的液体活检试剂盒提供了重要线索。未来有望通过检测BALF中特定蛋白质谱的变化,在VILI发生早期即进行诊断和干预,及时调整通气策略,最大限度减轻机械通气的负面影响,改善ICU患者的预后。这项研究不仅有助于理解VILI的发病机制,更为临床诊疗决策提供新思路,将造福众多危重症患者。未来,浙江圣希澳医学科技有限公司研究团队计划进一步探索这些蛋白质标志物在临床应用中的价值,经过必要的临床验证后,有望研发出便捷实用的VILI早期诊断试剂盒。正如文雅博士所说:”尽管这项研究还存在一些局限性,但为理解VILI的发病机制提供了新的视角,有望为开发早期诊断和干预策略奠定基础。”这项发表在权威学术期刊上的研究无疑将推动重症医学和呼吸医学领域的进一步发展础。
撰稿人:应雨诺
References:
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