ARDS异质性和通气策略

作者：王湘芸

单位：上海长征医院呼吸与危重症医学科

01

ARDS相关概念

急性呼吸窘迫综合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS）是在严重感染、休克、创伤及烧伤等非心源性疾病过程中，肺毛细血管内皮细胞和肺泡上皮细胞损伤造成弥漫性肺间质及肺泡水肿，导致的急性低氧性呼吸功能不全或衰竭。

2012年ARDS柏林诊断标准为：①1周以内起病、或新发、或恶化的呼吸系统症状；②双肺浸润影，不能完全由渗出、肺塌陷或结节来解释；③不能完全由心衰或容量过负荷解释的呼吸衰竭，没有发现危险因素时可行心超等检查排除血流源性肺水肿；④氧合指数（PaO2/FiO2）≤300 mmHg：轻度（PaO2/FiO2 200～300 mmHg，PEEP或CPAP≥5 cmH2O），中度（PaO2/FiO2 100～200 mmHg，PEEP≥5 cmH2O），重度（PaO2/FiO2≤100 mmHg，PEEP≥5 cmH2O）。

02

ARDS的异质性

近些年，人们对ARDS的研究不断深入，尤其是2014年有关ARDS炎症表型的发现，使我们对其病理生理特征有了进一步的认识。ARDS有不同危险因素导致的发病机制，因此其病理生理特征具有差异性。而且，在ARDS不同时期，其病理生理表现也各有不同。研究ARDS的异质性，有助于我们更好地进行预测和评估，指导个体化临床治疗，以及判断预后。

1. 根据疾病严重程度分型

按照疾病严重程度，可将ARDS分为轻度、中度及重度。随着严重程度的升高，病死率上升。也有研究提出，以PaO2/FiO2为150 mmHg将ARDS患者分为轻-中度和中-重度，可能会更好地指导治疗方案的选择。

2. 根据病理学分型

多种诱因导致ARDS出现病理生理学改变，如出现弥漫性肺泡损伤（DAD），表现为水肿、透明膜形成、炎细胞浸润、间质纤维化、Ⅱ型肺泡上皮细胞增生。此外，还有其他病理学改变，如肺炎、肺出血、肺水肿、肺栓塞、肺纤维化及机化性肺炎等。伴发DAD的ARDS患者病死率更高，氧合指数和肺顺应性更差，SOFA评分和INR更高。由于病理学多为回顾性分析，其临床适用性欠佳。

3. 根据病因学分型

1988年国外学者根据ARDS病因不同将其分为两大类——肺内源性和肺外源性，它们具有不同的呼吸力学改变。肺内源性ARDS的肺部弹性阻力显著高于肺外源性ARDS，但肺外源性ARDS的胸壁弹性阻力显著高于肺内源性ARDS。

ARDS的病因包括直接肺损伤因素和间接肺损伤因素。直接肺损伤因素有严重肺部感染、胃内容物吸入、肺挫伤、吸入有毒气体、机械通气、氧中毒等，直接肺损伤因素导致的ARDS为肺内源性ARDS。间接肺损伤因素有脓毒症、严重非胸部创伤、急性重症胰腺炎、大量输血、体外循环、弥漫性血管内凝血等，间接肺损伤因素导致的ARDS即为肺外源性ARDS。不同病因导致的ARDS结果也不尽相同。

一些公认的ARDS病因

直接肺损伤与间接肺损伤对患者的病理、影像、呼吸力学、治疗反应及生物学存在一定的区别（如下表所示）。根据ARDS病因进行的分型有助于指导临床治疗。

4. 根据生物学特征分型

近年来的大样本研究显示ARDS的病死率仍然维持在20%～30%。有学者对ARDS的分型进行了潜在分类分析（LCA），将ARDS分为高炎性亚型和低炎性亚型。高炎性亚型特点为：血清炎症因子（包括IL-8、IL-6、TNFr1等）水平明显升高，炎症增强，易合并休克和代酸，机械通气时间长，死亡率高，高PEEP病死率低。低炎性亚型特点为：炎症减弱，机械通气时间短，死亡率低，低PEEP病死率低。根据分级聚类还可分为反应性亚型和无炎性亚型。反应性亚型患者的炎症加重，死亡率增加；而无炎性亚型患者的预后较好，死亡率低。

此外，外周血白细胞基因表达的差异已被用来鉴定ARDS亚表型。对外周血单核细胞（PBMs）和肺泡巨噬细胞（AMs）的直接比较也显示了深刻的基因表达差异。临床中也有相关研究进一步探讨，是否根据不同细胞的生物学特征进行分型。因为AMs和PBMs之间的表达模式高度不同，在AMs中，免疫缺陷基因集的富集与更好的临床结果相关，但在PBMs中与较差的临床结果相关。这些仅为前期的探索，未来需要更多研究进行深入分析。

5. 根据形态学分型

基于CT形态学特征分为非局灶性和局灶性两种，非局灶性病死率更高，肺顺应性更差，更常见于间接性肺损伤，P-V曲线拐点更低，肺复张效果更好，血浆晚期糖基化终末产物受体（RAGE）浓度更高。

03

ARDS个体化机械通气策略

ARDS患者机械通气策略的基本原则为：减少呼吸做功，提高气血交换，避免血流动力学不稳，避免机械性损伤。

2018年JAMA发表的文章中给出了一种ARDS治疗的简易流程。

ARDS治疗的简易流程

ATS/ESICM/SCCM ARDS成人ARDS患者机械通气临床实践指南建议：①ARDS患者接受限制潮气量（6～8 ml/kg理想体重）和吸气压（平台压＜30 cmH2O）的通气策略（强推荐，疗效评价为中等信度）；②推荐严重ARDS患者接受俯卧位通气应超过12 h/d（强推荐，疗效评价为中-高等信度）；③不推荐HFOV常规用于中重度ARDS患者，尽管可以考虑治疗难治性低氧血症患者(即PaO2/FiO2<64 mmHg)（强推荐，疗效评价为中高等信度）；④推荐中重度ARDS患者接受较高而不是较低水平的PEEP（条件性推荐，疗效评价为中等信度）；⑤推荐存在低血容量或休克的中重度ARDS患者接受肺复张（条件性推荐，疗效评价为中低等信度）；⑥对于重度ARDS患者，目前需要额外证据来推荐或反对使用VV-ECMO给出明确推荐意见。推荐继续进行研究以评估ECMO对重度ARDS患者临床预后的影响。

1. 潮气量（VT）

核心思想：保护性肺通气策略目标潮气量为4～6 ml/kg PBW，平台压＜30 cmH2O。

理想的参照：呼气末肺容积（end-expiratory lung volume，EELV），吸气容积（inspiratory capacity，IC）。

推荐：小VT是标准通气策略，个性化机械通气需要考虑EELV或IC。人工智能可能会提供更好的监测，帮助选择更好的VT。

2. 无创和有创机械通气

无创通气（NIV）在急性低氧性呼吸衰竭中的应用仍存在争议，其纠正低氧效果不佳，非常规首选。预计病情能够短期缓解的早期急性肺损伤（ALI）/ARDS患者可考虑应用NIV；合并免疫功能低下的ALI/ARDS患者早期可首先试用NIV；应用NIV治疗ALI/ARDS应严密监测患者的生命体征及治疗反应，神志不清、休克、气道自洁能力障碍的ALI/ARDS患者不宜应用NIV。ARDS患者NIV的常用模式为BiPAP（S/T）模式和CPAP模式。

ARDS患者应积极进行有创机械通气治疗（首选）。ARDS患者经高浓度吸氧仍不能改善低氧血症时，应气管插管进行有创机械通气。气管插管和有创机械通气能更有效地改善低氧血症，降低呼吸功，缓解呼吸窘迫，并能够更有效地改善全身缺氧，防止肺外器官功能损害。

3. 驱动压和平台压

驱动压（△P）：△P对于呼吸系统顺应性和静态顺应性极为重要，影响患者病死率，计算为VT/Crs。新近研究建议使用△P（Pplat-PEEP）来滴定VT和PEEP。研究显示，中重度ARDS患者，平台压＞29 cmH2O、△P＞19 cmH2O时，病死率增加，而且这种病死率增加与PEEP无关。顺应性降低时，需要降低VT来保证△P处于安全范围（＜13 cmH2O）。

推荐：对于大多数患者而言，△P应＜13 cmH2O。△P能够帮助滴定V_T和PEEP，但无法明确这种方法是否优于其他策略。如果有条件，临床医生应当将平台压限定在27 cmH2O以下。

4. 跨肺压

跨肺压（ranspulmonary pressure，PL）：气道压（Paw）和胸膜压（PPL）之间的差值，受胸壁顺应性、体位、机械通气等影响，以食道压（P_ES）来代替PPL。重力依赖区和非重力依赖区胸膜压不同，压力跨度为10 cmH₂O（重力依赖区PES+5 cmH2O，非重力依赖区PES-5 cmH2O）。肥胖患者或腹内压升高的患者，平台压的目标=平台压+（腹内压-13 cmH2O）/2。

目标压力值：①吸气末PL（非重力依赖区）＜15～20 cmH2O；②△P＜10～15 cmH2O；③呼气末PEEP（重力依赖区）为0～6 cmH2O；④肺复张时PL不要超过25 cmH2O。

推荐：腹内压增加或肥胖患者，可根据PL来设置呼吸机参数；PES可用来替代胸膜压，但其内涵需要合理解读，准确理解。

5. 机械功

机械功（mechanical power）是指单位时间内的能量消耗，其影响因素较多，包括吸气流速、VT、PEEP、肺容积、呼吸频率等。机械功的计算存在争议，可靠度差。

推荐：机械功是综合参数，涉及诸多指标。相关参数不同可以得出相同的机械功，目前其临床应用罕见。

6. 肺复张

肺泡水肿、塌陷，因而肺容积减少（baby lung），可以进行肺复张。高PEEP可以打开塌陷肺并维持肺泡通畅，但也使健康肺过度膨胀，同时增加病死率或导致心律失常。

推荐：对ARDS患者实施肺复张的前提是肺具有可复张性。常规实施肺复张不会改善预后。

7. 俯卧位通气

俯卧位通气降低了呼吸机诱导的肺损伤的风险，肺内的压缩更少；肺内的气体交换更有效；改善心脏功能和氧气输送；更好地引流病变肺部产生的分泌物。

8. 气体交换

标准手法：使用PaO2/FiO2-PEEP表格来设定PEEP。

新概念：“通过允许的肺不张和最小的氧合目标来保持肺休息状态”。

ARDS患者需要维持足够的氧输送（DO2）和足够的心排量（CO），DO2可适当高于正常值。死腔通气在临床上较难监测，通过呼气末CO2和PaCO2的比值（PETCO2/PaCO2）可以反映出来。

推荐：气体交换指标是ARDS机械通气需要考虑的，同时需要考虑死腔情况。监测PCO2 gap、中心静脉氧饱和度（ScvO2）能反映氧的摄取和输送情况。

9. ECMO

体外生命支持（ECLS）是对最大程度传统通气治疗无反应的严重低氧血症/高碳酸血症患者拯救性治疗。启动ECMO的最佳时机目前尚未达成共识：体外生命支持组织（ELSO）建议70%<FiO2<100%及10 cmH2O<PEEP<20 cmH2O，PaO2/FiO2＜150 mmH。相关临床研究（NCT01470703）认为是PaO2/FiO2＜100 mmHg。参照柏林定义，则推荐PaO2/FiO2＜70 mmHg。未来的研究需要特别关注评估ECLS的安全性，包括全身相关并发症（如血栓）和患者相关并发症（如出血）。

10. 影像学

根据患者的影像学能够判断病变是局造性还是非局灶性，并且评估治疗效果及观察预后，常用影像学方法包括CT、超声、电阻抗断层扫描（EIT）。CT较为重要：①小叶病变，肺容积减少较少，压力容积曲线呈曲线变化，PEEP不会导致肺复张；②弥漫性病变或零散状病变，肺容积减少较多，肺重量增加，呼吸系统压力容积曲线呈曲线样改变，增加PEEP可出现肺复张，并较少引起过度膨胀。

推荐：肺部影像学可帮助鉴别ARDS肺形态和对机械通气的反应情况。CT是金标准，能够显示出诸多肺部病变，还可显示出正常通气区域、不通气区域等。超声和EIT可以替代使用，并可于床边操作。

10. 生物分型

ARDS分型诸多，主要有高炎症型和低炎症型，不同分型对PEEP、液体管理、他汀类治疗效果不同。部分基于DNA层面的研究受到关注，其分型更准确；而且分型后能够开展个体化治疗。

推荐：对ARDS进行分型后精确化救治很有前景，但目前尚无法实施。

新疗法——间充质干细胞（MSCs）治疗。MSCs具有潜在的改善氧合作用，没有明显的安全性问题。最近一项针对亚组患者的分析收集了治疗后48 h的肺泡灌洗液，结果显示MSCs治疗降低了肺泡灌洗液中总蛋白和肺损伤介质的浓度，证明骨髓间充质干细胞在降低ARDS的生物学严重性方面具有良好的效果。

11. 短期生理收益的诱导

使用生理数据来指导救治措施，只能监测到短期疗效，无法预测中远期效果。

PEEP 8 cmH2O，FiO2 0.6，PaO2可达到60 mmHg；如增加PEEP达到14 cmH2O，FiO2只需要为0.5就可以使PaO2达到60 mmHg，但增加PEEP可能会导致肾功能、胃肠道功能、脑功能障碍，这种全身性影响因素在未来可能会逐渐体现出来。

推荐：诊治应考虑治疗效果的潜在危害，不能一味追求短期治疗效果。

04

ARDS预防策略

• 一级预防：在急性损伤前或肺损伤症状和体征前进行干预。
• 二级预防：在符合ARDS标准前或早期阶段对第一体征和症状进行干预。
• 三级预防：ARDS诊断后的干预措施，以预防ARDS的死亡和并发症。

参考文献

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作者简介

王湘芸

• 海军军医大学附属长征医院呼吸与危重症医学科
• 副主任医师，副教授
• 中国医师协会呼吸医师分会危重症学组青年委员
• 上海市医师协会呼吸内科医师分会委员
• 上海市医学会呼吸病学专科分会慢阻肺学组成员
• 主要研究方向：肺癌、慢阻肺等疾病
• 主持并参与上海市、军队及医院多项课题
• 荣获医院首届优秀病例大赛一等奖、“十佳带教老师”称号
• PCCM专培考官，上海市内科及全科住培考官

*本文根据“呼吸危重症菁英秀”第二十五期专题视频整理，感谢王湘芸医师予以审核。