2002年国家科技进步二等奖
主要完成人:陈德昌,刘大为,马遂,杜斌等
主要完成单位:中国医学科学院北京协和医院
立项研究背景:近20年来,严重感染发病率明显增高。细菌及其产物可造成全身炎症反应(SIRS)与代偿性抗炎症反应(CARS)失衡,导致广泛组织破坏,引起多器官功能障碍综合征(MODS)。90年代以来,采用抗炎症介质治疗的多中心临床试验相继失败。四个器官序贯性发生功能衰竭者死亡率100%,需要基础与临床医学更深层次合作,以提高治疗水平,改善预后。
项目研究的主要科学技术内容及所取得的成果:
一. 基础医学研究
1987年回顾分析150例感染诱发的MOF,其中15例经手术探查或尸检均找不到感染灶,且全部死亡。Bone提出,SIRS与CARS是MODS的根本原因。在上述理论影响下,1992年立题:“细胞因子在感染及器官损伤中的作用及治疗探讨”,发现雷公藤、地塞米松能有效抑制內毒素诱导的TNF与IL-1释放,对內毒素介导的急性肺损伤(ALI)实验动物有保护作用。
1995年立题:“ARDS基础与临床研究”,证明内源抗炎症与促炎症介质均参与肺泡吞噬细胞的炎症反应。雷公藤、地塞米松同时抑制促炎症介质和抗炎症介质表达。
单纯应用外源性物质阻断全身炎症反应显然难以奏效。从分子水平调节转录因子可能影响炎症介质基因表达。1997年立题:“肝脏枯否细胞在感染诱发多器官损伤中的作用”,结果显示,地塞米松或热休克能明显增加IB mRNA的表达,抑制IB降解及NFB活性,降低实验动物病死率。
全身感染严重程度相似的患者,只有一部分发生MOF。受Stuber关于TNF基因多态性研究的启发,1998年立题:“细胞因子IL-1家族基因多态性与全身感染”。选择全身感染患者及健康志愿者各60例。结果发现,等位基因IL-1RN2在全身感染组发生频率明显增高。IL-1家族细胞因子基因多态性中,等位基因2/2基因型对全身感染严重程度及预后有明显影响。基因IL-1A或IL-1B等位基因2与IL-1RN等位基因2同时出现时,病死率极高(80%)。等位基因1/1基因型纯合子有保护作用(病死率0%)。上述研究提示,某些等位基因可能是MODS高危基因标志,将有助于筛选高危患者,以进行相应的预防。国际上尚无相关文献报道。此项研究结果已发表在美国Critical Care Medicine杂志,权威学者Joseph E Parrillo为此发表专题述评。
二. 临床研究部分
北京协和医院ICU1982 – 1999年期间共收治危重病患者3760名,其中MODS 800余名,由严重感染诱发者占57%。为国内最大宗病例。
1) 确立加强医疗的指导思想和目标
强调早期诊断和早期积极的复苏治疗。加强医疗的目标在于支持重要器官功能,以赢得时间,为病因治疗创造条件,防止发生MOF。
2) 监测技术与诊断方法的改进
血流动力学监测:
1982年起应用肺动脉漂浮导管进行床边血流动力学动态监测,提高了临床判断能力,有利于即时观测治疗效应,调整治疗方案。推动了各种类型休克,特别是感染性休克输液复苏的进展。
全身氧输送与内脏组织氧合状态(pHi)的监测:
持久性氧债是MOF的重要原因。1987年把氧输送(DO2)与氧耗(VO2)等参数列入血流动力学监测项目。全身氧输送改善,内脏仍可能缺血。1988年应用胃张力计监测胃粘膜pH (pHi),反映组织氧合状态。于是形成了一整套在血流动力学、氧输送、pHi等参数指导下的输液复苏方案,明显提高了治疗水平。
ICU获得性细菌感染可能致病菌的流行病学监测与分析:
1989-1999年对ICU获得性细菌感染进行系统性流行病学监测与分析。结果发现革兰阳性球菌已经从16%增至40%左右。绿脓杆菌、耐甲氧西林金黄色葡萄球菌、不动杆菌、肠球菌、肠杆菌等成为最常见的致病菌(约占所有致病菌的70%)。认识了新时期医院获得性感染的特点和严重性,对于合理选用抗生素,改进经验性抗生素治疗策略有重要指导作用。
3)加强医疗的研究与改进
感染性休克的输液复苏与心血管功能支持性治疗:
1982年起,在血流动力学参数指引下进行积极的大量输液,及时纠正早期低血容量。在全国率先研究多巴胺和多巴酚丁胺的血流动力学效应,取得良好效果。感染性休克对左、右心室的心肌功能具有抑制作用。我们采用经食道超声心动检查和右室射血分数测定发现,感染性休克后期右室明显扩大,压迫室间隔左移,提示需应用药物提高冠状动脉灌注压并设法缓解肺动脉高压。对于在感染性休克后期的输液治疗和正性肌力药物应用具有指导意义。
对40例感染性休克进行血流动力学观察,结果显示持续性高动力状态预示高病死率。我们的经验提示,感染性休克治疗的成败,关键在早期纠正低血容量,提高DO2,避免持久性氧债,并有效控制或清除感染灶。感染性休克病死率从66%下降至44%,达到国际先进水平。
ARDS/ALI与机械通气:
呼气末正压(PEEP)的应用是机械通气发展的里程碑。我们在内毒素诱发ARDS/ALI 的动物模型中,观察了肺机械力学改变。实验结果发现PEEP设置在曲折点压力以上,可以维持多数肺泡处于充张状态,减少对血流动力学干扰,减轻呼吸机相关性肺损伤。为探索保护性肺通气策略(protective ventilation strategy)提供了依据。根据我院ICU 1991 – 1996年216例ARDS分析,结果显示直接死于顽固性低氧血症者仅占12.7%,而多数死于感染性休克或其他肺外脏器功能衰竭。经综合治疗,ARDS病死率已从最初的55 – 60%下降至40%左右,与国际先进水平近似。
急性肾功能衰竭与持续性肾替代治疗(CRRT):
持续性血液过滤术能有效清除代谢废物,纠正水电紊乱,对血流动力学干扰较少,同时可以有效地保证营养支持与输液复苏治疗,避免失衡综合征。我院ICU于1984年率先对MODS伴有急性肾功能衰竭患者使用CRRT,挽救了一部分患者生命。
研究成果推广应用情况
我院ICU是全国第一家参照国际组建模式成立的规范化的加强医疗单位。向全国兄弟单位推广ICU组建经验,形成了在全国范围内ICU网络,取得了明显的社会效益。培养硕士研究生5名,博士研究生6名,博士后1名,进修医生120余名,主办全国性学术会议8次,国家级培训班4次。发表论文78篇,主编及参与著作8部。创建了全国危重病医学会(陈德昌为主任委员),参加了西太平洋危重病医学联合会(WPASCCM)及世界危重病医学联(WFSCCM)。