摘要
急性呼吸窘迫综合征患者肺泡巨噬细胞渗出减少,这与肺泡炎症增加有关,并可能导致更糟的临床结果,包括死亡率。上调白热细胞增多症可能提供一种治疗策略。https://bit.ly/2Q7REdM
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急性呼吸窘迫综合征(ARDS)是一种肺部炎症性疾病,以败血症为主要病因。尽管通气策略取得了进展,但中度至重度ARDS的死亡率仍保持在40-46% [1.].急性呼吸窘迫综合征伴有中性粒细胞流入肺泡。支气管肺泡灌洗液中持续高的中性粒细胞和低的肺泡巨噬细胞(AM)数量与更高的死亡率相关[2.].早期急性呼吸窘迫综合征的炎性肺泡环境最初延迟细胞凋亡,但这些中性粒细胞最终在肺泡内发生细胞凋亡[3.].AMs对凋亡中性粒细胞的有效泡状细胞作用对炎症的解决至关重要[3.].凋亡的中性粒细胞可能因AM胞吐功能缺陷和/或胞吐功能过度而积聚在ARDS中,然后发生继发性坏死,向肺泡腔释放炎症介质[4.].这可能与ARDS中观察到的炎症延长有关。此前没有研究评估急性呼吸窘迫综合征(ARDS)中AM的泡沫化;然而,急性呼吸窘迫综合征患者的单核细胞源性巨噬细胞(MDMs)确实有受损的efferocytosis [5.].我们研究了ARDS患者是否有AM泡状细胞增多和肺泡中性粒细胞凋亡增加。
招募有或没有ARDS的通气败血症患者获得了伦理批准(REC 16/WA/0169)。对于无行为能力的患者,需要从法定代表人处获得登记许可。有创通气脓毒症成人患者于2016-2019年从英国伯明翰伊丽莎白女王医院重症监护病房(ICU)招募。脓毒症根据脓毒症-3标准定义[6.].符合柏林标准的病人[7.]则为急性呼吸窘迫综合征,而无急性呼吸窘迫综合征(双侧无浸润)者为对照。排除标准包括立即停止治疗,入院前类固醇治疗,异常凝血排除支气管镜检查,和临床相关的免疫抑制。患者在有创通气开始后48小时内接受支气管镜和BAL检查。
使用StemCell™密度梯度离心和塑料粘附从患者BAL中分离AMs [8.].24小时后,用CellTracker™深红色(ThermoFisher)标记的异源中性粒细胞[9].通过流式细胞仪Annexin V凋亡检测试剂盒(BioLegend)和cytospin形态学评估BAL中性粒细胞凋亡和坏死。通过Luminex分析(研发系统)对BAL细胞因子进行定量。
在招募的38例通气败血症患者中,21例有ARDS,其余为对照组。在对照组患者中,有4人在入院后患上ARDS。年龄差异无统计学意义(平均值±)sd59.2±13.9对55.1±16.3年;p = 0.42),性(71%对男性65%;p=0.73),或有无ARDS的脓毒症患者之间的吸烟情况。两组患者入ICU时动脉血氧分压与吸入性氧分压比值(P/F比值)也无显著差异(21.8±4.9)对24.1±6.8;p = 0.27)。在ICU入院时,按柏林标准,1例轻度ARDS患者(4.8%),18例中度ARDS患者(85.7%),2例重度ARDS患者(9.5%)[7.].肺炎是两组败血症的主要来源(90%)对71%;p = 0.21)。呼吸机设置包括呼气末正压、驱动压、平台压和潮气量在患者组之间没有显著差异。顺序器官衰竭评估(SOFA);12.5±3.8对10.3±2.7;p=0.053)和急性生理学和慢性健康评估-2 (APACHE II: 18.6±5.5)对15.2±5.8;P =0.091)组间严重程度评分差异无统计学意义。而脓毒症合并ARDS患者Murray肺损伤评分较高(2.57±0.5)分对2.13±0.46;p = 0.009)。进一步的生理参数在我们的相关预印本中有报道[10].在预后方面,脓毒症合并ARDS患者的住院死亡率为7(33.3%),无ARDS患者的住院死亡率为3(17.6%)。ARDS患者无呼吸机天数至第28天较低(6.9±9.2)对15.9±8.3 天;p=0.004),ICU住院时间更长(中位数(四分位间距)23.0(12.8–33.8)对12.0(7.5–19.0)天;p=0.004)。
收集31例急性呼吸窘迫综合征患者(ARDS 17例,对照组14例)的BAL。两组间BAL总白细胞计数差异无统计学意义(中位数15.8 (7.4-31.3)×106.对6.4 (3.8–27.0) ×106.然而,ARDS患者的BAL中性粒细胞计数较高(中位数14.8(5.4–27.8)×10)6.对3.2(1.0 - -8.7)×106.;p = 0.023)。两组间BAL培养阳性患者的微生物学分析比例无显著差异(76.5%)对78.6%;p > 0.99)。21例急性呼吸窘迫综合征患者(ARDS 12例,对照组9例)进行BAL中性粒细胞凋亡检测。中性粒细胞凋亡和坏死最初未被评估,招募开始后加入到研究方案中。在22例患者(11例ARDS, 11例对照组)中,BAL AM的产量(平均120万)足以执行白热细胞增多。
与无ARDS的脓毒症患者相比,急性呼吸窘迫综合征(图1a;7.6%对脓毒症合并ARDS患者的肺泡中性粒细胞凋亡(BAL后立即评估)高于无ARDS患者(图1b;41.3%对14.1%;p=0.0001)。在所有脓毒症患者(合并和不合并ARDS)中,观察到AM效应细胞增多症与BAL中性粒细胞凋亡呈负相关趋势,但未达到统计学意义(图1c;r =−0.525,p = 0.057)。与无ARDS的脓毒症患者相比,ARDS患者肺泡中性粒细胞坏死增加,但无统计学意义(图1d;中位数4.5%对1.1%;p = 0.162)。在所有脓毒症患者(伴和不伴ARDS)中,AM渗出细胞增多与BAL中IL-8浓度呈负相关(图1e;r=−0.707,p=0.0003), IL-1ra (图1f;r=−0.601,p=0.004)。对于所有脓毒症患者(合并和不合并ARDS),低AM效应细胞增生指数与机械通气自由度降低相关(图1g;P =0.015)和入组后30天死亡率增加(图1h;p = 0.013)。
先前的研究[5.]显示急性呼吸窘迫综合征(ARDS)患者的MDMs存在泡沫化损害。我们的研究确定了AM泡沫细胞增多症的损害,这支持了这些发现,并且与ARDS发病机制更相关,因为疾病过程起源于肺泡。我们的对照组由通气脓毒症患者组成,而之前的研究包括门诊支气管镜患者作为对照组[5.]因此,我们的研究确定,与脓毒症相关的ARDS发生相关的AM细胞减少与脓毒症、ICU入院和有创通气无关。
我们推测,急性呼吸窘迫综合征中AM的蒸发细胞减少可能是由于AMs极化为促炎表型,这与蒸发细胞减少有关[11].需要进一步的研究来调查这种潜在的联系。AM渗出细胞增多与BAL细胞因子IL-8、IL-1ra呈负相关。IL-8诱导巨噬细胞的经典活化,这与减少热液细胞增多有关。阻断IL-8可能是一种上调白热细胞增多、减轻炎症和减少机械通气持续时间的潜在策略。已知可增强白热细胞增多症的药物(如。糖皮质激素)可用于ARDS模型试验[12].
在ARDS患者中观察到凋亡的肺泡中性粒细胞的聚集可能是由于细胞凋亡增加和/或清除减少。既往研究表明,ARDS患者肺泡和循环中性粒细胞出现延迟凋亡体外20年文化 h[13].然而,这些结果不能直接与我们的研究进行比较,我们的研究在BAL后立即评估肺泡中性粒细胞凋亡(没有体外文化)。此前只有两项研究对早期急性呼吸窘迫综合征(ARDS) bal术后即刻的肺泡中性粒细胞凋亡进行了研究[14,15].两项研究均未显示ARDS患者与对照组之间肺泡中性粒细胞凋亡的差异;此外,观察到的趋势是矛盾的。因此,只能与我们的研究进行有限的比较。我们的数据表明,由于ARDS BAL的促炎成分,肺泡中性粒细胞凋亡最初延迟,但一旦发生凋亡,中性粒细胞持续存在,因为AM efferocytosis受损。
我们的研究有局限性;由于既往类固醇治疗和免疫抑制是排除因素,ARDS患者招募受到限制。部分患者因通气状况不佳不能安全接受支气管镜检查;没有严重急性呼吸窘迫综合征患者因此接受支气管镜检查。ARDS患者的BAL呈高中性粒细胞性,AM分离困难。平均BAL AM产量为120万,这意味着通常每个患者只能进行一次功能检测;优先考虑热细胞增多症。用异源(非自体)中性粒细胞进行泡嗜细胞增多试验体外.
综上所述,我们的研究结果表明,脓毒症相关的急性呼吸窘迫综合征(ARDS)患者AM泡状细胞增多症(efferocytosis)受损,这可能导致ARDS发病,并对临床结果(包括死亡率)产生负面影响。上调AM渗出细胞增多对减轻ARDS的炎症反应可能有价值。
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脚注
数据可用性声明:匿名数据可根据通信作者的合理要求获得。
作者贡献者:R.Y. Mahida, A. Scott, G.G. Lavery, M.A. Matthay, G.D. Perkins和D.R. Thickett对概念和设计研究做出了贡献。R.Y. Mahida, A. Scott, D. Parekh, S.T. Lugg和R.S. Hardy对数据采集做出了贡献。所有作者都对数据分析和解释做出了贡献。R.Y. Mahida、A. Scott、G.D. Perkins和D.R. Thickett起草了手稿。所有作者都严格地修改了手稿的知识内容,并在提交前批准了最终版本。R.Y. Mahida和a.s cott共同拥有第一作者。帕金斯博士和蒂克特博士是共同的高级作者。
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利益冲突:G.G.Lavery无需披露任何信息。
利益冲突:M.A. Matthay没什么可透露的。
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利益冲突:D.R.Thickett没有什么要披露的。
支持声明:这项工作由医学研究理事会的MR/N021185/1 (R.Y. Mahida)和MR/L002736/1 (A. Scott)资助。本文的资金信息已存入Crossref资助者注册表.
- 收到了2021年2月12日。
- 认可的2021年5月6日。
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