氦氧混合氣吸入聯(lián)合經(jīng)鼻間歇正壓通氣治療新生兒呼吸窘迫綜合征的隨機對照研究

李 雪 沈 潔 趙錦林 唐仕芳 胡章雪 史 源

早產(chǎn)兒因肺泡表面活性物質(zhì)缺乏易患新生兒呼吸窘迫綜合征( NRDS) ，呼吸機輔助通氣在NRDS 的治療中占據(jù)著十分重要的地位［1］。經(jīng)鼻間歇正壓通氣( NIPPV) 可降低早產(chǎn)兒拔管后再插管比率，有助于治療早產(chǎn)兒呼吸暫停，可作為其呼吸支持的初始模式［2，3］。氦氧混合氣( helium-oxygen mixture，heliox) 具有降低氣道阻力、減輕呼吸肌疲勞和促進(jìn)氧合等優(yōu)點［4，5］，目前已被引入新生兒［6］及嬰幼兒［7］呼吸系統(tǒng)疾病的治療，展現(xiàn)了顯著療效。除此之外，氦氣還被發(fā)現(xiàn)可對心臟、肺臟、大腦和免疫系統(tǒng)等發(fā)揮細(xì)胞保護(hù)作用［8］。目前國內(nèi)外尚無heliox 吸入聯(lián)合NIPPV 應(yīng)用于新生兒的報道，本研究旨在評價NIPPV 聯(lián)合應(yīng)用heliox 對NRDS 的療效及其對炎癥因子和心肌損傷標(biāo)志物的影響。

1 方法

1.1 注冊 本研究在美國國立衛(wèi)生研究院網(wǎng)站( www.clinicaltrials.gov) 注冊( ID：NCT01759316) 。

1.2 倫理和知情同意 本研究經(jīng)第三軍醫(yī)大學(xué)大坪醫(yī)院( 我院) 倫理委員會批準(zhǔn)，所有受試早產(chǎn)兒的監(jiān)護(hù)人均在試驗前簽署書面知情同意書。

1.3 診斷標(biāo)準(zhǔn) NRDS 的診斷標(biāo)準(zhǔn)參考《實用新生兒學(xué)》第4 版：①病史： 生后6 ～12 h 內(nèi)出現(xiàn)進(jìn)行性呼吸困難； ②臨床表現(xiàn)：生后不久出現(xiàn)呼吸急促，呼吸頻率＞60·min-1，呼氣性呻吟，吸氣時三凹征，繼而出現(xiàn)呼吸不規(guī)則、呼吸暫停、青紫和呼吸衰竭；③體征：雙肺呼吸音減低；④X 線胸片提示有毛玻璃樣改變及支氣管充氣征。

1.4 納入標(biāo)準(zhǔn) 同時滿足以下條件者：①我院NICU 收治的胎齡＜37 周，出生體重＞1 000 g 的早產(chǎn)兒； ②符合NRDS 的診斷；③患兒生后1 h 內(nèi)需吸氧( 濃度≥30%) 以維持PaO2＞50 mmHg 及經(jīng)皮氧飽和度≥88%( 亦即我院新生兒科NIPPV 上機常規(guī)要求) 。

1.5 排除標(biāo)準(zhǔn) 具備以下任一項者：①合并肺炎、新生兒濕肺和胎糞吸入綜合征者；②確診為先天性疾病或遺傳性疾??；③嚴(yán)重呼吸衰竭或呼吸暫停需氣管插管；④拒絕參與臨床試驗者。

1.6 分組方法 符合入組條件的早產(chǎn)兒在取得書面知情同意書后，按隨機數(shù)字表法分為試驗組和對照組，分組序列號裝入密閉信封，在試驗前由不產(chǎn)生隨機序列的試驗人員抽取確定分組。

1.7 干預(yù)和上撤機標(biāo)準(zhǔn)

1.7.1 干預(yù) 使用瑞士菲萍新生兒呼吸機進(jìn)行呼吸支持。試驗組吸入儲存在40 L 氣瓶中的heliox( 氦∶氧為70∶30) ，氣瓶通過改裝后的設(shè)備與呼吸機連接進(jìn)行供氧，3 h 后更換氣源為醫(yī)院中心設(shè)備提供的30%空氧混合氣( air-oxygen mixture，airox) 直至患兒撤除NIPPV。對照組同樣使用airox 直至撤除NIPPV。兩組氣體吸入前均由呼吸機配套設(shè)備加溫加濕。吸氣峰壓初始設(shè)置均為20 ～25 cmH2O，呼氣末正壓5 cmH2O，吸氣時間0.4 ～0.5 s，呼吸次數(shù)20 ～30·min-1，研究過程中各參數(shù)恒定不變。

1.7.2 上機和撤機標(biāo)準(zhǔn) 同一名主管醫(yī)師根據(jù)新生兒情況決定上機或撤機。NIPPV 上機標(biāo)準(zhǔn)：同本文納入標(biāo)準(zhǔn)③；撤機標(biāo)準(zhǔn)：患兒吸入室內(nèi)空氣氧可使氧飽和度維持在88%以上，無呻吟、發(fā)紺、呼吸困難及三凹征( 亦即我院新生兒科撤機常規(guī)要求) 。

1.7.3 氣管插管指征 pH ＜7.2，吸氧濃度＞50%時PaO2＜50 mmHg，PaCO2＞60 mmHg 或呼吸暫停頻繁，每h 4 次或每次＞20 s( 亦即我院新生兒科氣管插管常規(guī)要求) 。

1.8 退出標(biāo)準(zhǔn) ①研究過程中( 未成功撤除NIPPV 前) 因呼吸衰竭需行氣管插管；②因社會經(jīng)濟因素主動退出研究；③研究過程中( 3 h 內(nèi)) 吸入30%濃度氧經(jīng)皮氧飽和度＜85%。

1.9 觀察指標(biāo)

1.9.1 基線資料 患兒胎齡、孕次、產(chǎn)次、生產(chǎn)方式、出生體重、Apgar 評分、產(chǎn)前激素使用情況和母妊娠期合并癥。

1.9.2 主要觀察指標(biāo) 以患兒使用NIPPV 時間和成功撤除NIPPV 再次氣管插管率為主要結(jié)局指標(biāo)。

1.9.3 次要觀察指標(biāo) ①研究開始前(0 h) 和開始后1、2和3 h 測定患兒的經(jīng)皮氧分壓( TcPO2) 和二氧化碳分壓( TcPCO2) ( 丹麥雷度TCM 經(jīng)皮血氧監(jiān)護(hù)儀) ；②研究開始前(0 h) 和開始后3 h 留取血標(biāo)本由醫(yī)院檢驗科測定IL-6、肌酸激酶( CK) 和肌酸激酶同工酶-MB( CK-MB) 水平，研究開始后3 h 時點留取血標(biāo)本由武漢康圣達(dá)醫(yī)學(xué)檢驗所使用ELISA 試劑盒測定肺炎癥因子，包括丙二醛( MDA) ，髓過氧化物酶( MPO) ，TNF-α 和誘導(dǎo)型一氧化氮合酶( iNOS) 水平。

1.9.4 并發(fā)癥 新生兒入組至出院期間出現(xiàn)的早產(chǎn)兒視網(wǎng)膜病，新生兒壞死性小腸結(jié)腸炎，支氣管肺發(fā)育不良，心室內(nèi)出血，腦白質(zhì)軟化癥。

1.9.5 安全性指標(biāo) 氦氣具有良好的生物安全性，目前僅有報道［9］可引起低體溫癥( 體溫降至35℃以下) ，故研究期間密切監(jiān)測患兒體溫。

1.10 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 17.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。由不參與試驗設(shè)計和實施的人員進(jìn)行數(shù)據(jù)的統(tǒng)計分析。正態(tài)分布的計量資料用x±s表示。兩樣本均數(shù)比較采用t 檢驗，計數(shù)資料采用χ2檢驗，重復(fù)測量數(shù)據(jù)采用單因素方差分析進(jìn)行統(tǒng)計。統(tǒng)計分析遵循意向性治療( ITT) 分析原則。P ＜0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 一般情況 2012 年12 月至2013 年5 月NICU 共收治303 例早產(chǎn)兒，64 例被診斷為NRDS，其中36 例( 試驗組19 例，對照組17 例) 符合納入標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)入研究，均完成研究，無退出病例( 圖1) 。

36 例患兒中4 例為極低出生體重早產(chǎn)兒( 對照組和試驗組各2 例) ，無超低出生體重早產(chǎn)兒。表1 顯示，試驗組和對照組在胎齡、性別、孕次、產(chǎn)次、出生體重、出生方式、產(chǎn)前激素使用狀況、Apgar 評分、母妊娠期合并癥等基線資料方面差異均無統(tǒng)計學(xué)意義( P ＞0.05) 。

圖1 研究對象納入和排除流程圖Fig 1 Flow chart of including and excluding procedure for the premature infants with respiratory distress syndrome

表1 兩組患兒的基線資料［x±s，n( %) ］Tab 1 Baseline characteristics of infants in two groups［x±s，n( %) ］

2.2 兩組NIPPV 使用時間和再次氣管插管率 試驗組NIPPV 使用時間顯著低于對照組，( 39.3 ± 15.1) h vs(57.8 ±25.0) h，P=0.02。對照組有3 例(17.7%) 成功撤除NIPPV 后24 h 內(nèi)因呼吸衰竭再行氣管插管，試驗組患兒全部成功撤除NIPPV，均未再行氣管插管，兩組差異無統(tǒng)計學(xué)意義( P=0.10) 。

2.3 兩組血氣指標(biāo)比較 圖2 顯示，研究開始后3 h 時點，兩組TcPO2和TcPCO2較吸入前均明顯改善( P ＜0.001) 。試驗組TcPO2高于對照組，但不同時間點兩組差異均無統(tǒng)計學(xué)意義( P ＞0.05) 。吸入heliox 后TcPCO2均值從42.83 mmHg 降至32.44 mmHg，而對照組TcPCO2從45.12 mmHg 降至39.12mmHg。試驗組CO2清除率優(yōu)于對照組(10.39 mmHg vs 6.0mmHg) ，差異有統(tǒng)計學(xué)意義( P =0.03) 。

圖2 研究開始后3 h 內(nèi)TcPO2及TcPCO2的變化Fig 2 Changes of TcPO2 and TcPCO2 during the first 3 hours after administration

2.4 兩組炎癥因子及心肌損傷標(biāo)志物比較 表2 顯示，研究開始后3 h 時點，試驗組IL-6 水平略低于對照組，兩組差異無統(tǒng)計學(xué)意義( P ＞0.05) 。兩組MDA、MPO、TNF-α 及iNOS 水平差異均無統(tǒng)計學(xué)意義( P ＞0.05) 。對照組CK、CK-MB 水平略高于試驗組，但差異無統(tǒng)計學(xué)意義( P ＞0.05) 。

表2 兩組炎癥因子和心肌損傷標(biāo)志物水平比較( x±s)Tab 2 Comparison of inflammation cytokines and myocar-dial injury markers between two groups( x±s)

2.5 NIPPV 使用時間和IL-6 水平相關(guān)性 試驗組和對照組NIPPV 使用時間和基線IL-6 水平均無顯著相關(guān)性( r =0.362，P=0.128； r =0.452，P =0.069) ，兩組合并顯示NIPPV 使用時間與基線IL-6 水平呈正相關(guān)( r=0.474，P=0.006) 。

2.6 并發(fā)癥發(fā)生情況 研究期間試驗組動脈導(dǎo)管未閉9例(36.8%) ，對照組5 例( 29.4%) ； 新生兒壞死性小腸結(jié)腸炎試驗組3 例(15.8%) ，對照組1 例(5.9%) ，差異均無統(tǒng)計學(xué)意義( P 均＞0.05) 。兩組均未觀察到早產(chǎn)兒視網(wǎng)膜病、支氣管肺發(fā)育不良、心室內(nèi)出血和腦室周白質(zhì)軟化的發(fā)生。

2.7 安全性指標(biāo) 試驗組在研究期間未觀察到低體溫事件。

3 討論

新生兒特別是早產(chǎn)兒因肺泡表面活性物質(zhì)缺乏易患NRDS，以頑固性低氧血癥、呼吸窘迫、肺順應(yīng)性下降和彌散性滲出為主要特征。NRDS 是新生兒病房的常見急危重癥，病死率高，其救治仍是醫(yī)生關(guān)注的熱點問題。Heliox 具有改善肺通氣及肺換氣的作用，其在NICU［10，11］和PICU［12］的應(yīng)用越來越受到關(guān)注。呼吸機輔助通氣聯(lián)合應(yīng)用heliox在嬰幼兒喉炎、哮喘、毛細(xì)支氣管炎和NRDS 等疾病中均取得了良好療效［4，13，14］。Heliox 聯(lián)合應(yīng)用持續(xù)正壓通氣( CPAP) 可縮短毛細(xì)支氣管炎患兒的吸氧時間［15］，Elleau等［16］發(fā)現(xiàn)heliox 可縮短NRDS 患兒氣管插管的時間。然而，目前國內(nèi)外尚未見heliox 聯(lián)合應(yīng)用無創(chuàng)輔助通氣縮短新生兒上機時間的報道。與CPAP 相比較，NIPPV 可降低早產(chǎn)兒拔管后再插管的風(fēng)險，對早產(chǎn)兒呼吸暫停更為有效［2，3］。

無創(chuàng)輔助通氣較機械通氣而言有諸多優(yōu)勢，但可能需要較長的呼吸支持時間或更高的參數(shù)來實現(xiàn)相同程度的氧合。本研究發(fā)現(xiàn)，NIPPV 聯(lián)合應(yīng)用heliox 可明顯縮短患兒的上機時間，提示heliox 吸入可能為此提供新的解決方案。Colnaghi 等［11］使用CPAP 對早產(chǎn)兒進(jìn)行呼吸支持時發(fā)現(xiàn)，heliox 組與對照組的機械通氣時間差異并無統(tǒng)計學(xué)意義。而在一項大樣本多中心隨機雙盲研究中發(fā)現(xiàn)，heliox 的吸入方式對其最終療效十分重要［15］。本研究采用NIPPV 對早產(chǎn)兒進(jìn)行呼吸支持，可能與NIPPV 提高了heliox 吸入治療的效率有關(guān)。本研究發(fā)現(xiàn)，heliox 吸入結(jié)束后，試驗組CO2清除率明顯高于對照組，與Dani 等［17］和Martinon等［10］的研究結(jié)果一致，這可能與CO2在heliox 中擴散速率更快有關(guān)［5，18］。NRDS 患兒呼吸道因炎癥反應(yīng)和水腫變得狹窄［19］，而heliox 特殊的物理特性使其可明顯改善患兒呼吸道梗阻癥狀，為其應(yīng)用于臨床提供了可能。

動物研究顯示氦氣可在缺血再灌注過程中介導(dǎo)心臟保護(hù)作用［20～23］，但目前并無臨床試驗證實此結(jié)論。NRDS 新生兒常合并心肌損傷，實驗室檢查可發(fā)現(xiàn)心肌酶譜數(shù)倍升高。心肌損傷可引起心肌細(xì)胞收縮乏力，增加早產(chǎn)兒心力衰竭的風(fēng)險。本研究試驗組心肌損傷程度指標(biāo)CK 和CKMB 有低于對照組的趨向，但差異有統(tǒng)計學(xué)意義，可能與樣本量較小和heliox 吸入時間較短等因素有關(guān)。

ARDS 的動物實驗發(fā)現(xiàn)，heliox 可明顯減少小鼠肺泡水腫、出血、中性粒細(xì)胞浸潤和肺透明膜形成，顯著降低iNOS活性［24］。Nawab 等［25］在乳豬肺損傷模型中發(fā)現(xiàn)，heliox 可減輕其損傷過程中的肺部炎癥反應(yīng)和結(jié)構(gòu)重構(gòu)。此外，吸入氦氣還被發(fā)現(xiàn)可在人體缺血再灌注過程中發(fā)揮中度抗炎作用［26］。然而本研究發(fā)現(xiàn)，兩組患兒TNF-α，MDA，MPO和iNOS 在治療后并無顯著差異，這可能與樣本量較小和heliox 吸入時間較短有關(guān)。氦氣在控制IL-6 釋放方面有一定作用，但兩組數(shù)據(jù)并未顯示出統(tǒng)計學(xué)差異。高流量和高氧是呼吸機輔助通氣過程中導(dǎo)致肺部炎癥和結(jié)構(gòu)重構(gòu)的主要因素，heliox 可能通過減輕機械和氧氣壓力發(fā)揮抗炎作用，但這仍需大樣本的研究進(jìn)一步證實。

NRDS 患兒因肺泡表面活性物質(zhì)缺乏導(dǎo)致肺泡不易擴張并趨于萎縮，繼而出現(xiàn)中性粒細(xì)胞浸潤和肺透明膜形成等病理改變，加重急性期NRDS 患兒缺氧、高碳酸血癥和代謝性酸中毒。本研究發(fā)現(xiàn)NRDS 新生兒的NIPPV 使用時間與基線IL-6 水平呈正相關(guān)，NRDS 急性期的炎癥反應(yīng)可能對新生兒的NIPPV 使用時間有所影響，這提示應(yīng)早期采取措施控制炎癥反應(yīng)以減輕肺損傷程度。試驗組患兒NIPPV 使用時間明顯縮短，提示在NRDS 急性期吸入heliox可能有助于減輕早產(chǎn)兒肺部炎癥反應(yīng)。

4 結(jié)論

NIPPV 聯(lián)合應(yīng)用heliox 可提高NRDS 患兒CO2清除率，縮短其NIPPV 使用時間。Heliox 對炎癥介質(zhì)和心肌損傷有無保護(hù)作用，仍需進(jìn)一步研究。大樣本的RCT 研究對進(jìn)一步評估Heliox 在臨床的應(yīng)用價值具有重要意義。

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