Value of pulmonary artery compliance in acute respiratory distress syndrome
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摘要:目的 检测急性呼吸窘迫综合征(ARDS)患者肺动脉顺应性及右心功能，探讨肺动脉顺应性与右心功能及ARDS短期预后的关系。方法 选取同期135例ARDS患者(观察组)及46例健康体检者(对照组)为研究对象，根据30 d预后情况分为死亡组89例、生存组46例。检测受试者肺动脉收缩压(PASP)，计算房间隔缺损面积指数(ASD-AI)、肺动脉顺应性指数(PACI)，并以PACI作为评价肺动脉顺应性的指标；检测受试者每搏输出量(RVSV)等右心功能指标；分析PACI与右心功能的相关性；比较不同预后情况患者的PASP、ASD-AI、PACI水平；分析PACI对ARDS患者近期预后的预测价值。结果 观察组患者PASP、ASD-AI、心室舒张末期容积(RVEDV)、动脉血二氧化碳分压[pa(CO2)]水平均高于对照组，PACI、右心室射血分数(RVEF)、心室收缩末期容积(RVESV)、平均动脉压(MAP)、动脉血氧分压[pa(O2)]、氧合指数[pa(O2)/FiO2]水平均低于对照组，差异有统计学意义(P < 0.05)。ARDS患者PACI与RVEF、RVESV及pa(O2)/FiO2呈正相关(P < 0.05)，与RVEDV呈负相关(P < 0.05)。死亡组患者PASP、ASD-AI水平高于生存组，PACI、pa(O2)/FiO2水平低于生存组，差异有统计学意义(P < 0.05)。受试者工作特征(ROC)曲线显示，PACI对ARDS短期预后诊断的曲线下面积(AUC)为0.844，敏感性为70.8%，特异性为80.4%。结论 ARDS患者肺动脉顺应性和右心功能下降，PACI与右心功能存在一定相关性，PACI在ARDS患者近期预后中能够起到较好的预测作用。Abstract:Objective To detect pulmonary artery compliance and right heart function in patients with acute respiratory distress syndrome (ARDS), and to explore the relationships between pulmonary artery compliance and right heart function as well as short-term prognosis of ARDS.Methods A total of 135 ARDS patients (observation group) and 46 healthy subjects (control group) were selected as subjects. According to the prognosis of 30 days, they were divided into death group (n=89) and survival group (n=46). Pulmonary artery systolic pressure (PASP) was measured, atrial septal defect area index (ASD-AI) and pulmonary arterial compliance index (PACI) were calculated, and PACI was used as indicators to evaluate the compliance of pulmonary artery; stroke volume (RVSV) and other indicators of right heart function were measured; the correlation between PACI and right heart function was analyzed; the levels of PASP, ASD-AI and PACI in patients with different prognosis were compared; the value of PACI in predicting short-term prognosis ARDS of patients was analyzed.Results PASP, ASD-AI, right ventricular end-diastolic volume (RVEDV) and arterial partial pressure of carbon dioxide[pa(CO2)] in the observation group were significantly higher, and PACI, right ventricular ejection fraction (RVEF), right ventricular end-systolic volume (RVESV), mean arterial pressure (MAP), arterial partial pressure of oxygen[pa(O2)] and oxygenation index[pa(O2) to FiO2] were significantly lower than those in the control group (P < 0.05). In ARDS patients, PACI was positively correlated with RVEF, RVESV and pa(O2)/FiO2 (P < 0.05), and negatively correlated with RVEDV (P < 0.05). PASP and ASD-AI levels in the death group were significantly higher, PACI and pa(O2)/FiO2 levels were significantly lower than those in the survival group (P < 0.05). Receiver operating characteristic (ROC) curve showed that the area under the curve (AUC) of PACI for the short-term prognosis of ARDS was 0.844, the sensitivity was 70.8%, and the specificity was 80.4%.Conclusion In ARDS patients, pulmonary artery compliance and right heart function both decrease. PACI has a certain correlation with right heart function, and PACI can play a role in predicting the short-term prognosis of ARDS patients.
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胃癌的发病率在恶性肿瘤中居第4位，病死率居第2位，全球每年约有99万例新发病例，约73万例患者死亡[1]。中国2015年新发胃癌病例40.3万例，发病率为29.31/100 000[2], 多数患者就诊时已处于进展期，5年生存率低。化疗是胃癌的主要治疗手段之一，其中铂类药物是基线用药，常与其他化疗药物组成多种有效化疗方案，但是随着疗程进展，肿瘤细胞可出现耐药而导致化疗失败[3]。近年来，相关研究[4-5]发现多种耐药基因参与铂类药物化疗耐药过程。程序性死亡受体1(PD-1)是适应性和先天免疫应答的抑制剂，可抵抗肿瘤T细胞免疫，导致肿瘤免疫逃避[6]。PD-1异常表达与胃癌预后不良有关[7]。PD-1单核苷酸多态性(SNP)可引起PD-1基因异常表达和结构与功能异常，导致疾病的发生，相关报道[8]显示PD-1基因rs2227982、rs36084323、rs7421861多态性与食管胃交界处腺癌发病风险显著相关。但PD-1基因多态性与胃癌铂类药物化疗的药物反应是否存在关联尚不清楚，本研究检测了103例胃癌患者PD-1基因rs36084323、rs2227982、rs7421861位点多态性，并分析其与铂类药物化疗敏感性的关系，现报告如下。
1. 资料与方法
1.1 一般资料
本研究获得苏州科技城医院伦理委员会审核批准，选取2016年5月—2020年12月于本院住院治疗的胃癌患者作为研究对象。纳入标准: ①经组织病理学证实胃癌者; ②汉族患者; ③美国东部肿瘤协作组(ECOG)体力状况评分≤2分者; ④接受化疗，且化疗前血常规、肝肾功能正常者。排除标准: ①合并其他部位恶性肿瘤，严重心、肝、肾功能障碍者; ②有铂类化疗药物禁忌证者; ③既往接受手术、放化疗治疗者或采用非化疗方法治疗者; ④发生广泛远处转移或腹腔种植性转移，预计存活期不足5个月，恶病质、病情危重者; ⑤有认知功能障碍而无法沟通者; ⑥拒绝参与研究者。最终共纳入103例胃癌患者，男55例，女48例; 年龄52~73岁，平均(62.35±5.12)岁; 肿瘤直径2~5 cm, 平均(3.65±0.62)cm; 肿瘤部位为胃上部29例、胃中部42例、胃下部32例; 病理类型为腺癌62例，印戒细胞癌39例，其他2例; 分化程度为低度分化57例、高中度分化46例; TNM分期为ⅢA~ⅢB期51例、ⅢC~Ⅳ期52例。所有患者及其家属均对研究知情同意。
1.2 化疗方法及化疗反应评估
所有患者接受奥沙利铂联合替吉奥(SOX)方案或者紫杉醇脂质体联合顺铂、5-氟尿嘧啶(PCF)方案化疗。① SOX方案: 替吉奥胶囊(山东新时代药业有限公司，批号170913)口服，早晚各1次，剂量80 mg/m2(第1~14天)，注射用奥沙利铂(江苏恒瑞医药有限公司，批号170811)130 mg/m2静脉滴注(第1天)。1个化疗周期为21 d, 连续化疗2个周期。② PCF方案: 注射用顺铂(齐鲁制药有限公司，批号170113) 20 mg/m2避光静脉滴注, 1次/d(第1~5天)，注射用紫杉醇脂质体(南京绿叶制药有限公司，批号181205) 135 mg/m2静脉滴注(第1天)，氟尿嘧啶注射液(天津金耀药业有限公司，批号170112)750 mg/m2静脉滴注(第1~5天)。1个化疗周期为21 d, 化疗2个周期。
治疗结束后，根据实体肿瘤疗效评价标准(RECIST)1.1版[9]进行影像学检查和疗效评价，疗效分为完全缓解(病灶完全消失)、部分缓解(病灶直径之和减少>30%)、稳定(病灶直径之和减少≤30%或增大 < 20%)、进展(病灶直径之和增大≥20%或出现新发病灶)。将完全缓解、部分缓解定义为化疗敏感(将此类患者纳入敏感组，共45例)，稳定、进展定义为化疗抗拒(将此类患者纳入抗拒组，共58例)。
1.3 PD-1基因多态性检测
化疗结束后采集患者外周静脉血3 mL置于2%EDTA抗凝试管中，取100 μL血标本加入红细胞裂解液混匀，冰浴，离心(4 ℃，2 000转/min，离心半径10 cm，时间3 min)弃上清，加入5% Chelez 100 μL混匀, 56 ℃孵育20 min, 震荡10 s, 离心(4 ℃, 2 000转/min, 离心半径10 cm, 时间2 min), 应用核酸提取仪(美国贝克曼库尔特公司)及配套试剂提取DNA，选择波长260 nm和280 nm处的吸光度(A)比值(A260/280)在1.6~ 1.8, 浓度>50 ng/μL的DNA样品待检。GenBank数据库查找PD-1基因，采用Premier 5.0软件设计引物，引物序列由北京蓝博斯特生物技术有限公司设计。rs36084323: 上游引物5′-GCCATCCACAAGGTGGAAGCT-3′, 下游引物5′-CTCAACCCCACTCCCATTCTG-3′; rs2227982: 上游引物5′-GGACAGCTCAGGGTAAGCAG-3′, 下游引物5′-GCATACTCCGTCTGCTCAGG-3′; rs7421861: 上游引物5′-AAGGGGGTGAAGGCTCTTAG-3′, 下游引物5′-CTGGGGAGTCTGAGAGATGG-3′。
以提取DNA为模板进行聚合酶链反应(PCR)扩增反应，反应体系为25 μL，含有60 ng DNA，2.5 μL dNTPs(2 mmol/L), 反应条件为94 ℃预变性5 min, 94 ℃变性30 s, 55 ℃退火30 s, 72 ℃延伸30 s, 35个循环, 72 ℃延伸5 min。取PCR扩增产物10 μL进行碱性磷酸酶处理后进行PCR反应, 37 ℃ 20 min, 85 ℃ 5 min, 4 ℃延伸。加入单碱基延伸反应液(包括HPLC用水0.6 μL, iPLEX Buffer Plus 0.2 μL, iPLEX Termination min 0.2 μL, Primer Mix 0.9 μL, iPLEX Enzyme 0.04 μL)进行PCR反应, 37 ℃ 20 min, 85 ℃ 5 min, 4 ℃延伸。树脂纯化10 min, 采用MassARRAY核酸质谱分析系统(美国Sequenom公司)对PD-1基因rs36084323、rs2227982、rs7421861位点多态性进行质谱检测。
1.4 统计学分析
采用SHEsis软件进行Hardy-Weinberg平衡检验, P>0.05为符合遗传平衡吻合度。采用SPSS 25.0统计学软件进行数据分析，基因型以[n(%)]表示，比较采用χ2检验，以比值比(OR)及95%置信区间(CI)描述风险度。采用Kolmogorov-Smirnov法检验计量资料拟合优度，符合正态分布以(x±s)表示，采用Student-t检验。采用Logistic回归分析探讨胃癌患者铂类药物化疗敏感性的影响因素。检验水准α=0.05, P < 0.05为差异有统计学意义。
2. 结果
2.1 基线资料
敏感组高中度分化者占比、ⅢA~ⅢB期者占比高于抗拒组，差异有统计学意义(P < 0.05); 2组其他基线资料(年龄、性别、肿瘤直径、病理类型、肿瘤部位、化疗方案)比较，差异无统计学意义(P>0.05)。见表 1。
表 1 2组患者基线资料比较(x±s)[n(%)]指标 敏感组(n=45) 抗拒组(n=58) χ2/t P 年龄/岁 62.27±5.15 62.41±5.03 0.139 0.890 性别 男 26(57.78) 29(50.00) 0.616 0.433 女 19(42.22) 29(50.00) 肿瘤直径/cm 3.51±0.63 3.76±0.71 1.861 0.066 病理类型 腺癌 29(64.44) 33(56.90) 0.705 0.703 印戒细胞癌 15(33.33) 24(41.38) 其他 1(2.23) 1(1.72) 肿瘤部位 胃癌合并淋巴结转移 14(31.11) 15(25.86) 1.640 0.440 胃癌合并腹腔转移 20(44.44) 22(37.93) 胃癌合并肝、肺等其他脏器转移 11(24.44) 21(36.21) TNM分期 ⅢA~ⅢB期 24(53.33) 17(29.31) 6.103 0.013 ⅢC~Ⅳ期 21(46.67) 41(70.69) 分化程度 低度分化 15(33.33) 42(72.41) 15.659 < 0.001 高中度分化 30(66.67) 16(27.59) 化疗方案 SOX方案 27(60.00) 30(51.72) 0.702 0.402 PCF方案 18(40.00) 28(48.28) 2.2 敏感组和抗拒组PD-1基因rs36084323、rs2227982、rs7421861位点多态性比较
2组rs36084323、rs2227982、rs7421861位点PD-1基因型频率分布均符合Hardy-Weinberg平衡定律(P=0.241、0.306、0.421), 具有群体代表性，可进行遗传学分析。敏感组与抗拒组rs36084323位点PD-1基因型、等位基因分布情况比较，差异无统计学意义(χ2=0.103、0.114, P=0.950、0.736); 2组rs2227982、rs7421861位点PD-1基因型、等位基因分布情况比较，差异有统计学意义(χ2=33.752、53.973、24.120、50.048, P < 0.001)。rs2227982位点TT基因型(OR=1.739, 95%CI为1.656~1.867)、CT基因型(OR=1.524, 95%CI为1.435~1.663)化疗敏感性较CC基因型提高, T等位基因化疗敏感性较C等位基因提高(OR=1.721, 95%CI为1.603~1.851), 差异有统计学意义(P < 0.05)。rs7421861位点TT基因型(OR=1.605, 95%CI为1.556~1.767)、CT基因型(OR=1.414, 95%CI为1.372~1.525)化疗敏感性较CC基因型降低, T等位基因化疗敏感性较C等位基因降低(OR=1.531, 95%CI为1.423~1.672), 差异有统计学意义(P < 0.05)。见图 1。
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图 1 敏感组和抗拒组rs36084323、rs2227982、rs7421861位点PD-1基因分布A: rs36084323位点PD-1基因分型和等位基因分布; B: rs2227982位点PD-1基因分型和等位基因分布; C: rs7421861位点PD-1基因分型和等位基因分布。2.3 胃癌铂类药物化疗敏感性的影响因素分析
以胃癌患者铂类药物化疗结局为因变量(赋值: 0=抗拒, 1=敏感)，以分化程度(赋值: 0=低度分化, 1=高中度分化)、TNM分期(赋值: 0=ⅢA~ⅢB期, 1=ⅢC~Ⅳ期)、PD-1基因rs2227982位点多态性(赋值: 0=CC基因型, 1= CT+TT)、PD-1基因rs7421861位点多态性(赋值: 0= TT基因型, 1= CT+CC)为自变量，建立Logistic回归模型。Logistic回归分析结果显示，分化程度、PD-1基因rs2227982位点多态性、PD-1基因rs7421861位点多态性与胃癌患者铂类药物化疗敏感性显著相关(P < 0.01), 见表 3。
表 3 影响胃癌铂类药物化疗敏感性的Logistic回归分析结果因素 β SE Waldχ2 OR(95%CI) P TNM分期 0.202 0.172 1.379 1.224(0.920~1.321) 0.623 分化程度 0.503 0.169 8.859 1.654(1.521~1.754) 0.003 PD-1基因rs2227982位点多态性 0.472 0.153 9.517 1.603(1.542~1.762) < 0.001 PD-1基因rs7421861位点多态性 0.436 0.148 8.679 1.547(1.462~1.669) 0.002 3. 讨论
铂类药物是抗瘤活性较强的广谱抗肿瘤药物，可通过进入癌细胞与DNA结合形成Pt-DNA, 导致交链和复制障碍，诱导细胞凋亡，发挥抗癌作用，是目前治疗胃癌的基础化疗药物。但由于个体之间存在遗传异质性，即便采用同种化疗方案和同样剂量，个体疗效和毒副作用的差异性也较大[10]。相关研究[11]发现，免疫检查点不仅与肿瘤形成有关，也与化疗个体异质性反应和化疗失败有关。
PD-1属于免疫球蛋白CD28/B7超家族，是一种具有负向免疫调节功能的免疫检查点抑制剂，在T细胞、B细胞、自然杀伤细胞、单核细胞及树突状细胞中广泛表达，在肿瘤特异性T细胞上高表达，通过与程序性死亡受体配体1(PD-L1)结合负性调控T细胞增殖分化，激活抗原特异性T细胞凋亡和抑制调节性T细胞凋亡，在抑制免疫应答和促进自身耐受性方面发挥着重要作用[12-13]。T细胞表面PD-1与PD-L1结合后, PD-1胞内段C端免疫受体酪氨酸转换基序发生磷酸化而被激活，磷酸化的C端免疫受体酪氨酸转换基序募集胞内Src同源区2含域磷酸酶-2(SHP-2)分子, SHP-2可抑制Toll样受体去磷酸化，同时抑制T淋巴细胞增殖分化，损伤T细胞效能，使T淋巴细胞功能“耗竭”，降低对肿瘤杀伤能力[14]。抑制PD-1和PD-L1可增强T细胞应答，介导抗肿瘤活性[15]。临床研究[16]显示, PD-1抑制剂联合化疗可提高复发或转移性鼻咽癌的客观缓解率。PD-1抑制剂联合阿帕替尼治疗晚期胃癌，可减轻阿帕替尼毒的副作用[17]。
PD-1基因位于人类染色体2q37.3, 存在多个突变位点，本研究选取与胃癌相关的常见突变位点s36084323、rs2227982、rs7421861[8]进行多态性分析，结果发现rs2227982、rs7421861位点多态性与胃癌患者铂类药物化疗敏感性有关。rs2227982 C/T多态性位于外显子5, 编码PD-1受体胞内氨基酸，参与信号转导和免疫调节通路。REN H T等[18]发现, rs2227982位点TT基因型、CT基因型相较于CC基因型可降低人表皮生长因子受体-2(Her-2)阳性乳腺癌的患病风险。但相关研究[19]结果显示, rs2227982位点TT基因型或CT基因型相较于CC基因型增加了胃贲门癌的患病风险。本研究发现, rs2227982位点TT基因型、CT基因型较CC基因型化疗敏感性高，提示携带T基因者的化疗反应性更高。分析原因, rs2227982位点C→T突变可使PD-1受体胞外域中的缬氨酸(Val)被丙氨酸(Ala)取代，影响PD-1基因序列、分子结合和功能，进而改变PD-1在免疫调节中的作用[8], 抑制其负向调控免疫反应的作用，导致抗肿瘤活性增强，促使对铂类化疗药物有更好的反应性。rs7421861 C/T多态性位于内含子1, 涉及顺式作用元件和反式作用因子相互作用，在PD-1基因启动、活性增加、基因表达中发挥着重要作用。rs7421861位点多态性与整体癌症风险增加[19], ZANG B等[20]研究显示rs7421861位点TT基因型食管癌患者血清PD-1水平高于TC基因型和CC基因型，生存率低于TC基因型和CC基因型。本研究结果显示, TT基因型、TC基因型较CC基因型患者具有更低的铂类化疗敏感性，说明rs7421861位点C→T变异可提高PD-1活性，进而抑制T细胞应答和抗肿瘤活性，导致化疗抗拒。本研究未发现rs36084323位点多态性与胃癌铂类药物化疗反应性的关系，赵万等[21]也指出rs36084323 A/G多态性与非小细胞肺癌患者铂类药物化疗敏感性无关。
综上所述, PD-1基因rs2227982、rs7421861位点多态性可能与胃癌患者铂类药物化疗敏感性有关, rs2227982位点携带T等位基因者有更高的化疗敏感性，rs7421861位点携带T等位基因者可能有更高的化疗抗拒性。本研究局限之处在于样本量偏少，仅检测了汉族居民的PD-1基因多态性，今后还需扩大样本范围和例数开展更加深入的研究。
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表 1 观察组和对照组肺动脉顺应性、右心功能及一般资料比较(x±s)
指标 观察组(n=135) 对照组(n=46) t/χ2 P 年龄/岁 58.31±8.24 56.16±6.87 1.590 0.113 性别 男 76 25 0.053 0.818 女 59 21 PASP/mmHg 86.54±26.81 56.14±23.10 6.868 ＜0.001 ASD-AI/(cm2/m2) 2.69±1.10 1.86±0.62 4.856 ＜0.001 PACI/(mmHg×10-4) 1.29±0.45 2.06±0.91 7.519 ＜0.001 RVEF/% 37.98±10.55 49.06±11.57 6.001 ＜0.001 RVEDV/mL 76.40±20.48 63.59±18.37 3.757 ＜0.001 RVESV/mL 41.64±10.00 52.48±13.51 5.778 ＜0.001 RVSV/mL 35.09±11.73 35.51±10.48 0.215 0.830 pH值 7.32±0.06 7.34±0.07 1.869 0.063 MAP/mmHg 63.72±11.58 79.65±10.58 8.231 ＜0.001 pa(CO2)/mmHg 51.25±5.36 40.52±5.32 11.748 ＜0.001 pa(O2)/mmHg 78.35±10.42 90.35±10.35 6.757 ＜0.001 pa(O2)/FiO2/mmHg 168.61±45.86 452.86±50.47 34.134 ＜0.001 PASP: 肺动脉收缩压; ASD-AI: 房间隔缺损面积指数; PACI: 肺动脉顺应指数; RVEF: 右心室射血分数;
RVEDV: 心室舒张末期容积; RVESV: 心室收缩末期容积; RVSV: 每搏输出量; pH值: 酸碱度; MAP: 平均动脉压;
pa(CO2): 动脉血二氧化碳分压; pa(O2): 动脉血氧分压; pa(O2)/FiO2: 氧合指数。
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表 2 ARDS患者肺动脉顺应性与右心功能
指标 PACI r P RVEF 0.510 0.010 RVEDV -0.547 0.003 RVESV 0.612 ＜0.001 RVSV 0.311 0.106 pa(O2)/FiO2 0.524 0.008 PACI: 肺动脉顺应指数; RVEF: 右心室射血分数;
RVEDV: 心室舒张末期容积; RVESV: 心室收缩末期容积;
RVSV: 每搏输出量; pa(O2)/FiO2: 氧合指数。
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表 3 不同近期预后结果ARDS患者PASP、ASD-AI、PACI水平比较(x±s)
指标 生存组(n=46) 死亡组(n=89) PASP/mmHg 64.86±27.59 97.87±35.64* ASD-AI/(cm2/m2) 1.83±0.55 3.14±1.04* PACI/(mmHg×10-4) 1.65±0.41 1.10±0.35* pa(O2)/FiO2/mmHg 178.75±20.61 134.28±25.43* PASP: 肺动脉收缩压; ASD-AI: 房间隔缺损面积指数;
PACI: 肺动脉顺应指数; pa(O2)/FiO2: 氧合指数。
与生存组比较, * P＜0.05。
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