摘要
动物模型表明,减少一氧化氮(NO)合酶活性导致那些即将发展为慢性婴儿肺疾病(CLDI)的个体出生时呼出的NO (eNO)值较低。
39例未服用镇静剂的CLDI早产儿(平均妊娠年龄(GA) 27.3周)的在线潮汐eNO测量值与23例健康早产儿(31.6周)和127例足月婴儿(39.9周)在受孕后44周(即主要炎症反应后)的在线潮汐eNO测量值相比较。无输出(无输出(V '不) = eNO×flow),以解释与潮汐流有关的变化。性别、母亲的特应性疾病和环境因素(吸烟、咖啡因)被控制。
平均eNO没有差异(所有组均为14.9 ppb),但V '不CLDI与健康术语婴儿相比较低(0.52与0.63问·年代-1).健康预期婴儿的价值在这两组之间(0.58 nl·s之间-1).在所有早产儿(n = 62)中,V '不低GA、婴儿临床风险指数评分高和氧疗持续时间较长的婴儿的死亡率降低,但与产后因素(如通气或皮质类固醇治疗)无关。
在考虑血流因素后,患有婴儿期慢性肺病的早产儿一氧化氮输出较低,这与一氧化氮代谢参与婴儿期慢性肺病的假设是一致的。
最近的证据支持这一假说,即婴儿慢性肺病(CLDI)是肺泡和血管发育受阻或紊乱的结果1.导致这种肺发育紊乱的损伤可能是由于子宫内和产后感染、表面活性物质缺乏的早产或由于通气、高氧(氧化应激)或其他因素造成的。炎症反应在~ 10天达到高峰,随后逐渐下降2在这种情况下已经观察到;但是,对于这些机制在生命第一个月的急性期后的持续影响知之甚少。
CLDI的发病机制涉及多种炎症过程,其中以中性粒细胞炎症和氧化应激为主。早产儿对氧化应激反应不成熟3.,未成熟的白细胞介素-10介导的炎症反应4,5,中性炎症的持续性和α的不平衡1蛋白酶抑制剂的活动6.一氧化氮(NO)代谢在许多炎症过程中起着至关重要的作用。在两种氧化应激中,呼出NO (eNO)均发生改变7和中性炎症8.还有越来越多的证据表明没有参与肺部发育和生长以及血管生成9,10..最近,已经证明,CLDI随后发育的早产儿狒狒在出生时就已经显示出NO代谢的改变11..与未发育CLDI的早产儿相比,这些动物NO合酶(内皮型一氧化氮合酶(NOS)和神经元型一氧化氮合酶)的组成型水平降低,而诱导型酶(iNOS)水平较高。然而,出生时iNOS的相对贡献是如此之小,以至于整体eNO低于正常动物。这些数据提示NO代谢可能在CLDI的病理生理过程中起重要作用。
根据这些动物数据,对CLDI幸存者的随访研究显示,与同龄健康儿童相比,学龄时eNO较低12..相比之下,在一小群患有CLDI的人类婴儿中,在孕后36周(PCA)时发现eNO升高13..然而,该分析没有对有和没有CLDI的婴儿的不同呼吸模式进行调整。目前的作者最近表明,婴儿的eNO强烈依赖于呼气流量和呼吸模式14.,15..因此,在比较CLDI婴儿和健康对照组时,应考虑这些因素。
基于阿夫沙尔提出的假设等.11.,目前观察性研究的目的是确定eno是否在患有CLDI的早产儿中减少。因此,在44周PCA的主要炎症反应分辨出急性期后,在急性期的大量早期婴儿中测量eno,在急性期内没有CLDI2.然后将这些数据与年龄匹配的健康足月婴儿的测量数据进行比较,同时考虑潜在的混杂因素15.此外,本研究作者还调查了已知的CLDI临床风险因素是否与这些婴儿的eNO水平相关。
方法
研究设计和主题
在一项不匹配的病例对照研究中,39例CLDI早产儿、23例健康早产儿和127例健康的未选择足月婴儿在PCA ~ 44周时测定了eNO(表1)⇓).1999年1月至2004年12月期间,从大学妇产医院(瑞士伯尔尼)新生儿科招募了以前的早产婴儿。62和早产婴儿的父母,其中23例分为健康、12为轻度和27个中度CLDI的定义根据国家儿童健康和人类发展研究所/国家心脏,肺和血液研究所/罕见病办公室车间16.,同意参与。所有早产儿的临床特征均从患者病历中获得。健康的足月婴儿是从伯尔尼地区的两家妇产医院招募的,作为1999-2004年期间预期出生队列研究的一部分14.,15..
环境和母亲暴露在三组之间没有显著差异,除了母亲在怀孕期间吸烟。这在CLDI组中比健康足月组更常见,而在健康早产组中则没有。与健康足月婴儿和CLDI婴儿相比,健康早产婴儿的母亲更常喝咖啡。与健康的早产儿相比,CLDI婴儿有更多的心脏畸形(持久性动脉导管(PDA)和心房或心室间隔缺损),更有可能有绒毛膜羊膜炎病史,并接受更多的产后糖皮质激素治疗。
有关人口统计学,特应疾病的家族史,临床症状和环境风险因素的资料,包括在母亲采访中从母亲获得母亲预防和产妇咖啡因摄入量和母亲咖啡因摄入量。基于胎盘组织学确定幼苗炎的存在。
排除标准如下:除了白色,主要出生缺陷,咖啡因和抗炎治疗或前3周内呼吸道感染的种族。健康对照的额外排除标准是:预期递送(<38周),呼吸窘迫需要在出生或其他显着的围产期疾病后> 30分钟的氧气。
大学医院伦理委员会和伯尔尼州批准了这项研究。在研究开始前获得家长的书面知情同意。在测量过程中,父母一般都在场。
在线eNO的测量
所有的婴儿都是在未服用镇静剂的安静睡眠中,仰卧位,头部位于中线。心率和动脉血氧饱和度(Biox 3700;Datex-Ohmeda,赫尔辛基,芬兰)在整个研究中进行了监测。一种顺应性硅口罩(婴儿口罩,尺寸1;Homedica, Cham, Switzerland)放置在鼻部和口部,并在开始测量前检查流量-容积回路是否泄漏。NO过滤器确保所有婴儿吸入无NO空气。潮汐气体流量(V ')、体积(V),eno和co2使用市售的原型婴儿肺功能设备(Expralyser; Ecomedics,Duernten,瑞士)测量水平,如前所述和在其他地方详细描述14..简而言之,就是网上的一个典型例子V ', eNO和NO输出(V '不)在到期开始时eno的陡峭增加,这在该阶段结束时实现了平台(图1B⇓).在吸气过程中,eNO迅速回到零,表明从设备死区可以忽略NO的再呼吸。V '不是通过乘V 'eNO (V '不 = eNO×V ';图1 c⇓).流(图1⇓)在到期时迅速接近于零。这些快速的流动变化导致了变化V '不在呼吸持续时间的第四四分位数期间。eno和V '不因此,是否在呼气的第三个四分之一进行了测量,因为这显示了最低的呼吸对呼吸的变异性14.并且大致对应于阶段III斜率17.- - - - - -20..为了确保婴儿之间分析的一致性,仅对潮汐呼吸数据中的前100次呼吸进行了分析。由于eNO具有很强的流量依赖性,CLDI组和健康组在呼气流量方面存在显著差异(表2)⇓),不仅必须计算eNO,而且必须计算V '不14..
![图。1-](http://www.qdcxjkg.com/content/erj/29/2/251/F1.medium.gif)
a)在线流的代表例(V '), b)呼出的一氧化氮(eNO)和c) NO输出(V '不)。eNO水平在到期开始时急剧增加,然后在到期结束时接近平稳。乘V '伊诺,V '不可以计算(V '不 = eNO×V ').V '在到期时迅速接近于零。
统计分析
除eNO外,所有连续变量均为正态分布,因此对其进行了转换,以便进一步分析。
由于eNO浓度受生理、母体和环境因素的影响,健康儿童和患病儿童之间的比较比较困难15.(图。 2.⇓),其中一些也与早产和疾病有关。鉴于这些复杂性,本文作者采取了一种务实的方法,采用两种不同的统计模型系统地分析了两种结果:1)采用不配对t检验进行简单的未调整平均数比较;2)多变量回归模型,对影响最大的生理协变量(呼气时间(tE)和分钟通风(V 'E),以及与eNO和相关的其他因子V '不在健康足月婴儿中,包括婴儿的性别,母亲的特应性疾病,产前和产后母亲吸烟和咖啡因暴露15.. 对于回归模型,连续变量(tE,V 'E)以数据为中心,输入分类变量作为指标变量。从这些回归中,报告了参数估计及其95%置信区间(CI)以及假设这些估计等于零的零假设的p值。在早产儿中,胎龄(GA)和CLDI密切相关,因此不可能通过同时纳入多变量模型来分离它们与NO的相关性。因此,阐述了两个系列的模型。首先,根据是否存在CLDI对儿童进行分类(表1) 3.⇓)然后根据他们的GA,24-27周,28-31周,32-35周和≥38周(表4⇓).
![图2-](http://www.qdcxjkg.com/content/erj/29/2/251/F2.medium.gif)
呼出一氧化氮(ENO)伴随因子的因果途径及这些因素之间的相互作用。CLDI:婴儿期慢性肺病#:只有在特应患者的婴儿。
在早产儿中,使用未经调整的模型系统测试NO是否与CLDI的以下临床危险因素相关:GA;婴儿临床危险指数(CRIB)评分;补氧时间;掌上电脑;产前和产后类固醇治疗;表面活性剂的管理;和绒毛膜羊膜炎。然后对这些指标进行了第二次检验,使用了调整为tE和V 'E.
结果
参与婴儿的临床,生理和环境特征
表1总结了婴儿的临床、生理和环境特征⇑和2⇑.三组PCA均相似;然而,在研究日期时,健康足月婴儿的体重和身长最高。在研究时,健康早产儿和CLDI婴儿的这些人体测量指标逐渐变小。潮汐呼吸参数在健康足月婴儿、健康早产儿和患有CLDI的早产儿之间也有相当大的差异,但值得注意的例外是V 'E,其中组均值在所有三组中相似(表2⇑).
有CLDI和没有CLDI的早产儿NO测量:与健康足月婴儿的比较
健康足月婴儿的平均潮汐eNO为15.2 ppb,这一值与健康早产儿或CLDI婴儿在使用任何一种模型检查时获得的值没有差异(表3)⇑).V '不是0.63 nl·s-1为0.58 nL·s-1在CLDI婴儿中。在调整潮汐呼吸参数、性别、母亲和环境因素后,健康足月婴儿与CLDI婴儿之间的差异增加(模型II:足月婴儿0.63 nL·s)-1,CLDI婴儿0.52 nL·s-1,p = 0.024)。健康预期婴儿的价值在另外两组之间(0.58 nl·s之间-1).
与健康术语婴儿相比,根据GA的前期婴儿没有
根据GA范围而不是肺部疾病对早产儿的分类显示较低V '不GA <28周的婴儿(表4)⇑).使用两种模型确定其他GA组之间的差异。
与早产儿组NO结局参数相关的临床因素
在早产儿组中,eNO和任何潜在的临床混杂因素之间没有关联。调整后为tE和V 'E, 意思V '不所有前期婴儿是0.59 nl·s-1.V '不减少0.02 nl·s-1每周GA降低(p = 0.02)和每步CRIB评分增加(p = 0.02)。增加为期1周的补氧时间,可导致血压下降V '不0.01 nl·s-1(p = 0.06)。用皮质类固醇的产后治疗与减少有关V '不(-0.15问·s-1,p = 0.04)。在CLDI集团内,V '不值为0.03 nL·s-1低于轻度CLDI的婴儿,尽管这一发现没有达到统计学意义(p = 0.34)。
伊诺和V '不独立于通风的持续时间,PDA的存在,预先存在的皮质类固醇治疗和表面活性剂治疗。V '不是0.09 nl·s-1与未患绒毛膜羊膜炎的早产儿相比,患绒毛膜羊膜炎的早产儿比例更低(p = 0.11)。然而,当对GA进行额外的调整时,绒毛膜羊膜炎和所有其他临床危险因素消失了,因为它们都与低GA密切相关。
讨论
早产是导致肺泡,呼吸道和肺动脉发育的逮捕,因此在CLDI的病理生理学中起着关键作用。各种外部和内部因素诱导的炎症过程也可以影响肺部发育并诱导重塑纤维化,从而有助于这种情况的发展。该过程可能具有特定的相关性,因为存在在早产儿的抗炎和抗氧化反应的证据。没有新陈代谢在许多炎症过程中起重要作用。因此,与在44周的PCA的疾病后急性期间的健康术语和预期婴儿的UNEDETED婴儿用CLDI测量eno。调查结果很复杂,必须仔细解释。在未定义的婴儿中,平均eno(组平均值(95%CI))在CLDI中为15.2 ppb(15.1-15.3),在健康期限为15.2 ppb(14.1-16.4),在健康的前期婴儿中为15.2 ppb(15.1-15.4).稀疏数据可与健康儿童的潮恩索值有关。巴拉迪et al。21使用收集水库测量婴儿和幼儿的混合潮益。从该研究的报告的eNO的价值在急性喘息的受试者中为14.1±1.8ppb,并且在健康对照中较低的值5.6±0.5ppb。在本研究中潮汐呼吸期间没有获得的值,以及使用相同方法在以前的研究中观察到的值14.,15.在健康婴儿和儿童中所占比例高于此前的报告。这些差异最有可能是由在年轻婴儿中发现的明显较低的潮汐流量来解释的,这一事实突出了在潮汐eNO测量期间记录和校正流量的重要性。其他几个可能的机制可以解释这些研究结果的差异。鼻粘膜产生的eNO占总eNO的很大比例。仅从鼻子或嘴巴获得的测量值21因此,预计将显示出不同于本研究中使用的口鼻面罩组合装置所获得的NO水平。婴儿群体中鼻呼吸的优势可能会进一步影响这种差异。本研究的目的是量化总体eNO,因此没有尝试分离eNO对这两组中鼻气道和下气道的相对贡献率进行评估。虽然CLDI和健康婴儿可能在产生NO的解剖位置不同,但这不是当前工作的重点。因此,选择了一种简单的技术来获取潮气呼吸数据,该技术可以很好地本研究由作者的肺功能实验室完成。呼吸道感染是eNO水平升高的一个原因。但是,这些儿童被排除在本研究之外。单变量分析显示,健康婴儿和早产儿之间的eNO浓度相似。然而,eNO与血流和潮气高度相关呼吸指数。
虽然这个组的意思是V 'E,个别CLDI患儿在呼吸频率、潮气量tE与健康的足月和早产婴儿相比此外,流依赖V '不与健康婴儿相比,在CLDI中被改变。以前的健康婴儿研究14.,15.建议在统计分析时必须考虑这些协变量。中位数V '不与健康足月儿相比,患有CLDI的婴儿在单变量(模型I)中的平均呼吸次数超过100次,但在包括此类协变量的多变量分析中(模型II)的平均呼吸次数较低因此,第一个结论纯粹是方法论上的。当比较健康受试者和患有肺部疾病的受试者时,单独测量eNO浓度可能是不够的,因为肺部疾病时气道力学的变化会影响eNO的流量依赖性。相反,疾病中肺力学的改变可能会影响eNO的流量依赖性ect无肺清除,因此机械因素可能主导eNO浓度或浓度V '不.
选择正确的统计模型和参照组
目前的分析表明,在复杂的多因素疾病过程中,如CLDI,定义正确的统计模型和参照组是多么困难。一些生物特征因素,如体重和长度,与疾病密切相关,但与结果测量无关(图2)⇑).对这些因素进行调整可能会掩盖健康婴儿和早产儿之间的差异。肺功能参数,如潮汐呼吸指数和流量,与疾病密切相关,但也显示与eNO水平的关系。出生体重极低的早产儿更有可能患有CLDI,因此健康的早产儿比患有CLDI的早产儿更有可能患有更严重的GA。环境因素,如烟草或咖啡因暴露,和母亲因素,如特应性疾病,显著影响eNO,即使在健康的后代15..所有婴儿在44-45周的相同PCA测量,并对组之间的PCA的任何差异进行年龄调整。然而,Ga与CLDI的存在和严重程度如此强烈相关,即它是不可避免的,即参考组与CLDI婴儿有关此特征的不同。这一事实导致无法统计解除CLDI和早产权对eno的影响V '不.在CLDI婴儿中观察到的具有相同低GA的相同数量的健康预期婴儿的招募可能代表一个极具挑战性的任务,并且在目前研究的背景下是不可行的。
eNO清除率受肺机械功能变化的影响,本研究作者能够使用逐步方法调整机械功能变化的影响。首先,通过计算V '不.此外,对进一步调整进行了进一步调整tE和V 'E在一个更复杂的多元回归模型(模型II)中,已知会影响健康后代体内NO的遗传、母亲和环境因素(性别、母亲特应性疾病、烟草、咖啡因)。所有模型方法都产生了基本相似的结果。这种一致性支持了目前研究结果的稳健性。
CLDI的严重程度和已知危险因素对eNO的影响
风险因素与风险因素之间的关联V '不使用模型II进行研究。根据最近发布的指南对疾病严重程度进行分层16.,逐步减少V '不从没有CLDI的早产儿到轻度和中度CLDI疾病严重程度。V '不在GA低、CRIB评分高、氧疗时间长的婴儿和患有绒毛膜羊膜炎的婴儿中最低,尽管这对后两个因素没有统计学意义。这些因素之间的关系显然不是相互独立的,因为低GA的婴儿通常需要更长时间的氧气治疗,更容易患绒毛膜羊膜炎,有较高的CRIB评分。因此,在一组62名婴儿中分离这些成分的单独作用是不可能的。两者之间没有联系V '不和CLDI危险因素,如通气时间、产后感染或PDA的存在。同样地,产前或产后使用皮质类固醇或表面活性剂治疗也与此无关V '不.
研究结果的解释
调整呼吸模式,流动和已知的母体和环境因素后,V '不与健康足月儿相比,患有CLDI的早产儿的死亡率降低。目前的结果需要仔细解释,因为各种因素之间可能存在相互作用。
目前的数据不支持这些假设增加eno纯粹是CLDI中的气道炎症标记,就像哮喘学中的情况一样。其他基团发现eno浓度在36周的PCA的一小组年轻婴儿中升高,随着皮质类固醇治疗后观察到的减少13.,22.这些研究和目前的发现之间的差异可能反映了方法学或年龄的差异。这可能是由于在这个更为急性的阶段,炎症反应中iNOS的诱导更占优势,可能导致eNO的增加。目前的发现与Baraldi的发现更为一致et al。12.他发现学龄期CLDI幸存者中eNO水平较低。
对狒狒的研究表明,在随后发展为CLDI的早产后代中,NOS的发育可能存在差异。妊娠晚期胎儿狒狒肺部发生的发育变化可能会增加NOS的表达和活性,从而增加NO的产生23.该组的进一步工作表明,NOS表达在CLDI的胎儿狒狒模型中衰减11..本集团推测,由于没有被认为在海底后期的透气道和实质功能中发挥重要作用,CLDI狒狒中看到的NOS表达的改变可能有助于该疾病的发病机制。这些发现得到了eno测量的新生儿前期和术语婴儿,其在预期婴儿中表现出非常低的eno,与前6小时的术语婴儿相比,暗示在低气体中更加困难的围产期适应24.目前在患有CLDI的人类婴儿中的发现与这一假设一致11..
除了NOS发育差异外,一氧化氮代谢的改变也需要考虑。出生后炎症反应以持续中性粒细胞活性为主25并且存在氧化应激,可能在该过程中发挥重要作用,因为两者都是已知的改变eno7,8.中性粒细胞活性和氧化应激均促进NO氧化为可溶性过氧亚硝酸盐、亚硝酸盐和硝酸盐。支气管肺泡灌洗液中NO的氧化代谢物均增加26和等离子27在生命的前28天。然而,对于44周PCA急性期后晚期氧化应激或中性粒细胞炎症的持久性尚不清楚。BAL样本的数据表明,在生命的第一个月出现炎症反应高峰后,中性粒细胞活性下降25,28.
最后一个可能的解释是V '不对CLDI婴儿的观察也需要考虑。气道上皮重塑可能导致上皮功能障碍,因此改变了流经气道表面的NO通量。
结论
患有轻度至中度CLDI的人类婴儿与健康足月和早产儿相比,在流动和变化时eNO没有差异tE这些组之间的差距没有被考虑在内。
考虑到这些差异,通过计算呼出的NO输出量,显示患有婴儿慢性肺病的婴儿的NO输出量有微小但显著的下降。此外,患有较严重的婴幼儿慢性肺病的较不成熟的婴儿在他们疾病的急性后期有相应的较低的NO输出。这些发现表明,即使在急性炎症过程被认为已经解决的非常晚的阶段,NO代谢也可能参与了婴儿的慢性肺病。NO代谢是否在婴幼儿慢性肺病的病理生理学中起致病作用尚不清楚。NO输出的减少可能是Shaul提出的NOS表达的先天发育差异的结果et al。23或者由于持续的中性炎症,持续的氧化应激或气道上皮功能障碍而没有产生和增加氧气之间的改变平衡的结果。产后干预措施(通风,抗炎药)之间缺乏关联表明,没有省略的产量可能很早(例如产前或产后早期)。目前对人类婴儿的观察性研究不能区分低NO输出是否与这些婴儿的发育差异有关,还是与持续性炎症或氧化应激有关。然而,低胎龄和高疾病严重程度与低NO输出之间的关系支持了NO输出与早产儿早产儿程度相关的证据,早产儿慢性肺病是该病最相关的危险因素。虽然健康的早产儿往往比足月婴儿有更低的NO输出,但事实上,低NO输出主要见于小于28周出生的婴儿。目前的数据表明,出生时开始的纵向支气管肺泡灌洗或活检研究可能提供关于NO代谢在婴儿慢性肺病病理生理学中的作用的重要信息。目前的研究结果还表明,婴儿期慢性肺病的急性后阶段可能比最初预期的更重要,仍然容易出现气道和肺泡肺发育障碍29- - - - - -31.
致谢
作者要感谢:所有参与研究的家长;瑞士伯尔尼大学儿科呼吸科的工作人员,感谢他们帮助获得本研究中提供的数据,特别是H. Straub、C. Becher、M. Graf、G. Wirz、H. Gehr和R. Stampfli;以及p·p·怀德对手稿的技术支持。
- 已收到二零零六年二月二日。
- 接受2006年10月10日。
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