脓毒症患者左心室功能特征及临床意义

天津医科大学总医院急诊医疗中心柴艳芬 1 脓毒症的全球患病率约为3 1000人 全球总例数约1800万人 年 美国脓毒症患病人数为75万 年 欧洲为13 5万 年 全球因脓毒症死亡1 4万 天 美国20万 年 与死于心肌梗死人数相等 我国尚缺乏详细的临床流行病学资料 近十年来统计显示 脓毒症发病率以每年1 5 9 0 速度增长 ICU中发病率在10 40 严重脓毒症病死率高达30 50 成为非心脏疾病死亡的主要原因 2 严重脓毒症和脓毒性休克 3 4 5 1948年 Moon在10例严重感染致死的患者尸检中发现心肌的退行性改变 1988年 FernandesJunior等人在10例脓毒性休克致死的患者尸检中发现了心肌间质的炎症 坏死性血管炎 心肌脓肿 证实心肌受到了内毒素和炎症介质的攻击 或是细菌的直接损伤 而在这10例患者中 只有2例表现出了临床症状 说明病理改变和临床表现之间并没有良好的相关性 脓毒性休克的患者出现心脏受累的比率远比想象的高 1994年 FernandesJunior等人在对71例脓毒症患者的心肌的组织病理检查中发现27 的患者出现心肌间质的炎症 11 的患者出现细菌定植 7 的患者出现心肌纤维的坏死 28 出现间质水肿 病理改变 6 1980s年 Parrillo等用核素显影技术测量ICU中脓毒性休克患者的心脏容积和功能 发现左心室扩张和左心室收缩功能减低 并将这种改变称为脓毒性心肌抑制 1984年 Parker等还发现存活的脓毒性休克患者多表现为左心室射血分数 LVEF 减低和左心室舒张末容量指数 LVEDVI 升高 而死亡者LVEDVI保持不变 LVEF仅轻度减低 以上改变具有可逆性 存活者于7 10天内恢复正常 1985年 Ellrodt等研究发现在35例脓毒性休克的患者中 22例表现为节段性室壁运动障碍 4例表现为弥漫性室壁运动障碍 心功能 1980s 1990年 Parker等发现脓毒性休克患者可出现右心室收缩功能减低和右心室扩张 7 1990s 2008年 VieillardBaron等对脓毒性休克患者经TEE动态检查 发现60 的患者出现广泛左心室低动力型改变 绝大多数入院时即出现上述改变 而少数患者在经过初始去甲肾上腺素治疗后 这种改变并不明显 2008年 Bouhemad等研究证实脓毒性休克伴cTnI升高的患者中 50 存在可逆性的左心室舒张功能减低 2009年 Bouhemad等的另一项研究证实脓毒症导致的左心室收缩功能受损的患者多伴有急性可逆性左室扩张 而在脓毒症导致的仅有左心室舒张功能减低的患者中 并不出现左心室扩张 8 心功能 2000s 9 M W MerxandC Weber Sepsisandtheheart Circulation2007 116 793 802 发病机制 10 1987年 Parker等研究证实入院时心率低于106次 分的患者预后较好 与良好预后相关的因素有 24小时内 心率低于95次 分 外周血管阻力指数高于1529 心率减低大于18次 分 心指数的减低多于0 5l min m2 动物实验和人体试验也证实左室扩张与良好预后相关 1999年 Rhodes等发现对多巴酚丁胺反应良好者 预后较好 1999 2000年 Fernandes Mehta等多项研究证实cTnT和cTnI升高与左室收缩功能减低相关 且肌钙蛋白升高程度与脓毒性休克患者低血压耐受程度和血管收缩剂支持的强度有关 2007 2008年 Rivers Kandil等研究发现BNP升高程度与心功能不全程度和病死率相关 预后 11 脓毒症患者左心室功能改变特点 为什么会有不同表现 左心室功能改变与预后有何关系 本研究目的 病例组 脓毒症患者 对照组 健康查体者 例数 n 8420性别 M F 36 488 12年龄 岁 57 86 19 8855 60 21 39 12 脓毒症患者出现持续的低血压 1h 补充足够的液体和使用血管活性药物后 MODS 脓毒症患者出现两个或以上器官功能障碍 13 脓毒症 脓毒性休克 多器官功能不全 2001年12月美国危重病学会 欧洲危重病学会 美国胸科医师学院 美国胸科学会 外科感染学会讨论会定义标准 各种心肌 心脏瓣膜病和心律失常患者 14 左心室功能测定方法 行经胸超声心动图检查仪器 德国西门子ACUSONsequoia512彩色多普勒超声仪时间 入院后第1 2 3 7 10天记录指标 LVEDD 左室舒张末内径 LVEF 左室射血分数 E A 舒张期二尖瓣口最大流速 收缩早期二尖瓣口最大流速 HR 心率 15 左心室收缩功能用LVEF 2D simpson法 判断LVEF51mm 女 LVEDD 55mm 男 心率增快 HR 90bpm心率减慢 HR 60bpm 一般临床资料 性别 年龄 基础疾病 感染部位 病原体血清学 入院24h内检测血清IL 6 IL 10 cTnT 患者入院24h内未使用糖皮质激素 预后 休克和MODS发生率 病死率 17 18 结果 型 心室径正常 心率增快 舒张功能减低 型 心室扩大 心率减慢 舒张功能减低 7 10天内恢复正常 型 心室扩大 心率增快 左室收缩功能减低 舒张功能减低 脓毒性心肌抑制 包括弥漫性室壁运动障碍型和节段性室壁运动障碍型 存活者7 10天内恢复正常 20 性别年龄基础疾病感染部位病原体类别IL 6IL 10cTnT 21 病因分析 三型脓毒症患者性别与年龄比较type type type 2 Fpn511815性别 M F 21 308 107 80 1160 920年龄 y 60 31 18 7654 89 24 0752 93 18 331 0450 356 22 无统计学差异 三型脓毒症患者基础疾病比较n type type type F 2pn511815体健17 33 33 9 50 00 4 26 67 2 2610 323糖尿病13 25 49 3 16 67 7 46 67 3 9370 140慢性器官功能不全25 49 02 7 38 89 7 46 67 0 5490 760 23 无统计学差异 三型脓毒症患者感染部位比较n type type type F 2pn511815A35 68 63 14 77 77 10 66 67 0 5630 755B6 11 76 1 5 56 3 20 00 1 6300 443C10 19 61 6 3 33 1 6 67 3 6360 162D4 7 84 0 0 00 1 6 67 1 4790 477A 下呼吸道感染B 消化道感染C 泌尿生殖道感染D 颅内感染 24 无统计学差异 三型脓毒症患者病原体类别比较n type type type F 2pn511815G bacteria27 52 94 13 72 22 8 53 33 2 1280 345G bacteria4 7 84 3 16 67 1 6 67 1 3750 503fungi3 5 88 1 5 56 2 13 33 1 0570 589viral3 5 88 0 0 00 0 0 00 2 0130 365Mixedinfection5 9 80 1 5 56 0 0 00 1 7670 413Culture 9 17 65 0 0 00 4 26 67 4 9250 085 25 无统计学差异 26 三型脓毒症患者及对照组之间IL 10比较 media min max nIL 10 pg ml Type 5178 64 27 10 489 76Type 1858 08 45 86 250 00Type 15107 14 41 20 522 86对照组2058 59 27 14 86 54 H11 405p0 01P 0 05 p 0 01 三型脓毒症患者之间无统计学差异 三型脓毒症患者及对照组之间IL 6比较 media min max nIL 6 pg ml Type 5114 88 5 90 168 10 Type 1810 08 5 60 54 80Type 1522 60 7 70 75 5 对照组207 23 3 70 12 10 H28 105p0 000P 0 05 p 0 01 27 有统计学差异 28 三型脓毒症患者及对照组之间cTnT比较 media min max ncTnT ng ml Type 510 03 0 02 0 25Type 180 03 0 02 0 47Type 150 05 0 03 0 40 对照组200 03 0 02 0 04H12 935p0 005P 0 05 p 0 01 有统计学差异 29 IL 6与LVEF及HR的相关性分析 r 0 572 p 0 000 r 0 012 p 0 914 30 r 0 247 p 0 013 cTnT与LVEF的相关性分析 31 预后 32 脓毒症患者预后危险因素的多因素Logistic回归分析结果 HR增快和LVEF减低为预后的独立危险因素 三型患者性别 年龄 基础疾病 感染部位及病原体类别 血清IL 10之间无统计学差异 型患者血清IL 6升高 型患者血清IL 6和cTnT升高 提示IL 6和cTnT可能与脓毒症患者左心室功能的改变有关 33 内毒素和细胞因子导致外周阻力的降低是脓毒症重要的病理机制 正常心脏在外周阻力降低到正常值的1 3或1 4时 心输出量能代偿性增加3 4倍 以维持组织器官灌注 心输出量的增加通常通过3种方式 增加心率 增强心肌收缩和心室扩大 34 讨论 IL 6在1980s被发现 IL 6是由212个氨基酸组成的多功能糖蛋白 主要由单核 巨噬细胞 淋巴细胞和纤维母细胞合成 IL 6在脓毒症中主要起促炎作用 35 1998年 Oyama等研究显示IL 6可使诱导型一氧化氮合成酶 iNOS 基因表达增加 iNOS合成和NO产生增加 抑制心肌收缩力 1999年 Sugishita等 2 研究证实小剂量IL 6能迅速降低离体豚鼠心肌细胞动作电位时程 使肌浆网释放Ca2 减少 心肌收缩力减低 本研究显示 型患者IL 6浓度增高 但IL 6与LVEF相关性较差 可能与病例数较少有关 2008 2009年 Wojciech Wilfried等研究显示 在左心室收缩功能正常的稳定性心绞痛患者和糖尿病患者中 IL 6与心室舒张功能减低有关 在脓毒症患者中 未见相关报道 本研究中亦未显示相关结论 36 2005年 ChiHsienWang等研究发现在脓毒症死亡患者中 随HR增快 IL 6浓度持续增高 而存活者中 当HR升高至基础值1 25倍时 IL 6浓度不再升高 本研究中 型患者均表现为HR增快 两型患者血清IL 6浓度明显升高 进一步分析得出IL 6与HR正相关 与以往结论一致 37 IL 10在1989年被发现 IL 10是相对分子量为35 40的蛋白质 其活性形式是非共价键连接的寡二聚体 在炎症反应中 IL 10的主要来源是单核巨噬细胞 IL 10在脓毒症中主要起抗炎作用 38 2005年 Anand等研究显示IL 10能减轻脂多糖引起的人炎症反应 而不产生任何心血管反应 2008年 Christian等研究显示IL 10可改善由于心肌梗死导致心衰的大鼠的心功能 2009年 JohnT等在一项长达1年的随访研究中证实IL 10是失代偿慢性心衰患者预后的独立危险因素 2009年 高志芳研究显示 在慢性心衰患者中 IL 10与LVEF呈负相关 本研究中未显示IL 10对脓毒症患者左心室功能改变有影响 39 报道不一 cTnT cardiactroponinT cTnT 是心肌细胞内的一种收缩调节蛋白 绝大多数cTnT以复合物的形式存在于细丝上 而6 8 的cTnT以游离形式存在于心肌细胞胞质中 生理状态时cTnT在血清中浓度极低 当心肌细胞损伤时 cTnT大量释放入血 因此 检测血清中cTnT的浓度可以作为心肌损伤的证据 40 转录因子的激活促进细胞凋亡 41 缺血性损伤 炎性损伤 心肌劳损 凋亡增多 高凝状态导致心肌局部供血障碍和微循环障碍 内毒素 细胞因子和氧自由基均造成心肌细胞膜渗透性增加或心肌细胞坏死 持续的高动力循环状态及儿茶酚胺类正性肌力药物的使用使室壁张力及心室充盈压增高 42 SerumcTn Myocytenecrosis Myocytemembranepremeability Procoagulantfactors cytokine cTnclearance cTnrealease Renalfailure anemia Catecholaminetherapy CNSdisease Microvascularthrombosis Epicardialcoronarythrombosis tachycardia synpathetic MichaMaeder ThomasFehr HansRickliandPeterAmmann Sepsis assciatedmyocardialdysfunction chest2006 129 1349 1366 1999 2004年 Fernandes verElst Ammann Mehta等研究显示 cTnI和cTnT与LVEF呈负相关 1999年 Turner等研究显示 cTnI和cTnT与左心室作功指数 LVSWI 呈负相关 本研究显示 cTnT与LVEF呈负相关 与以往文献一致 目前尚无cTnT对心室舒张功能影响的报道 本研究显示 部分LVEF正常的 型患者 cTnT浓度升高 可能提示cTnT与心室舒张功能有关 尚待后续研究证实 43 病死率比较 型 73 33 型 0 型 21 56 型患者预后差 患者常于发病3 5天内死亡 本研究中4例存活者左心室功能于7 10天恢复正常 与文献报导一致 型患