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背景
急性呼吸窘迫综合征(Acute respiratory distress syndrome，ARDS)是以急性发生的呼吸窘迫和顽固性低氧血症，病理上表现为弥漫性肺上皮损伤、通透性增加、肺泡透明膜形成为特征的临床综合征。目前中重度ARDS患者的病死率仍然高达40%，且存活者的远期生活质量仍不理想。如何促进损伤肺组织的修复和再生，是亟待我们解决的重要科学问题。Ⅱ型肺泡上皮细胞(AlveolarEpithelialTypeⅡcell,AECⅡ)被认为是肺内源性的干细胞，具有增生分化的功能，可以自身增殖并分化为I型肺泡上皮细胞(Alveolar Epithelial Type I cell, AECI)，从而参与肺的再生和修复，但具体机制目前仍未清楚。研究显示，肺叶切除术后自主呼吸潮气量的增加可以刺激剩余正常肺组织AECⅡ的增生和肺泡数量的增加，但增加自主呼吸潮气量的方法能否刺激损伤肺组织AECⅡ的增生尚未明确。本研究假设，优化二氧化碳(Carbon Dioxide, CO2)重复呼吸(增加呼吸死腔)，可造成自主呼吸潮气量增加，从而刺激损伤后肺组织AECⅡ的增生及肺修复。
目的
本研究拟通过盐酸诱导的兔肺损伤模型，探讨使用优化CO2重复呼吸法(增加呼吸死腔)，引起自主呼吸潮气量增加，能否刺激AECⅡ的增生及促进肺的修复。
方法
1.兔子肺损伤模型的建立：新西兰兔在麻醉下行气管切开置管后，经气道内灌注盐酸(Hydrochloric Acid, HCl)(pH 1.1，1.5mL/kg)，随后机械通气30分钟辅助HCl分布。灌酸24小时后，以动脉血气分析氧分压/吸氧浓度(the ratio of partial pressure of oxygen to fractional inspired oxygen, P/F)≤300mmHg，确定肺损伤。灌酸48小时后采集动脉血气分析、肺泡灌洗液、肺组织。通过组织学检查肺损伤和纤维化程度，用免疫荧光染色观察AECⅡ的增生情况。
2.CO2重复呼吸法增加自主呼吸潮气量：采用自行设计的管道增加呼吸死腔(Volume of Dead space, VD)以达到CO2重复呼吸。新西兰兔随机分为以下五组：假手术组，盐水对照组，HCl对照组，HCl联合10mL死腔CO2重复呼吸组(10mLVD组)，HCl联合20mL死腔CO2重复呼吸组(20mLVD组)。在灌酸48小时后对肺损伤兔子使用CO2重复呼吸干预，每天6小时，连续4天。在每天开始CO2重复呼吸前，以及结束6小时CO2重复呼吸前进行自主呼吸潮气量和呼吸频率的测定。在第1天的CO2重复呼吸前以及结束6小时CO2重复呼吸前进行动脉血气分析测定，评估CO2重复呼吸对动脉血氧分压和二氧化碳分压(PaCO2)的影响。
3.自主呼吸潮气量增加对肺修复和再生的影响：在结束CO2重复呼吸干预的72小时后，采集动脉血气分析、肺泡灌洗液、肺组织。通过组织学检查肺损伤和纤维化程度，用免疫荧光染色观察AECⅡ的增生情况。
结果
1.HCl灌注24小时后，兔子的P/F为247.4±17.1mmHg，较生理盐水组424.1±4.3mmHg显著降低(P＜0.05)。灌酸48小时后取左肺组织H&E染色，可见明显肺水肿及炎症细胞浸润，肺损伤评分显著高于生理盐水组(7.2±0.7vs1.4±0.2，P＜0.05)。处于增殖状态的AECⅡ比例较生理盐水组显著下降(23.6±5.0%vs77.8±11.1%，P＜0.05)。
2.进行CO2重复呼吸过程中，10mLVD组潮气量较基线水平增加约50%(P＜0.05)，20mLVD组较基线增加约100%(P＜0.05)。HCl对照组、10mLVD组和20mLVD组在CO2重复呼吸干预前和接受6小时CO2重复呼吸后的P/F没有差异(P＞0.05)。20mLVD组在结束6小时CO2重复呼吸干预时，PaCO2较HCl对照组和10mLVD组升高(P＜0.05)，pH值有下降趋势，但没有组间差异(P＞0.05)。
3.在结束连续4天CO2重复呼吸72小时后(研究第8天)，各组之间的P/F无差异，肺泡灌洗液的白蛋白水平无差异(P＞0.05)。20mLVD组的肺损伤评分、纤维化评分(Ashcroft Score)较HCl对照组和10mLVD组显著降低(P＜0.05)，处于增殖状态的AECⅡ比例较HCl对照组和10mLVD组显著升高(P＜0.05)。
结论
在HCl诱导的兔肺损伤模型中，使用CO2重复呼吸可增加自主呼吸潮气量，并刺激AECⅡ增生，从而促进肺损伤后的修复和减轻肺纤维化程度。
急性呼吸窘迫综合征(Acute respiratory distress syndrome，ARDS)是以急性发生的呼吸窘迫和顽固性低氧血症，病理上表现为弥漫性肺上皮损伤、通透性增加、肺泡透明膜形成为特征的临床综合征。目前中重度ARDS患者的病死率仍然高达40%，且存活者的远期生活质量仍不理想。如何促进损伤肺组织的修复和再生，是亟待我们解决的重要科学问题。Ⅱ型肺泡上皮细胞(AlveolarEpithelialTypeⅡcell,AECⅡ)被认为是肺内源性的干细胞，具有增生分化的功能，可以自身增殖并分化为I型肺泡上皮细胞(Alveolar Epithelial Type I cell, AECI)，从而参与肺的再生和修复，但具体机制目前仍未清楚。研究显示，肺叶切除术后自主呼吸潮气量的增加可以刺激剩余正常肺组织AECⅡ的增生和肺泡数量的增加，但增加自主呼吸潮气量的方法能否刺激损伤肺组织AECⅡ的增生尚未明确。本研究假设，优化二氧化碳(Carbon Dioxide, CO2)重复呼吸(增加呼吸死腔)，可造成自主呼吸潮气量增加，从而刺激损伤后肺组织AECⅡ的增生及肺修复。
目的
本研究拟通过盐酸诱导的兔肺损伤模型，探讨使用优化CO2重复呼吸法(增加呼吸死腔)，引起自主呼吸潮气量增加，能否刺激AECⅡ的增生及促进肺的修复。
方法
1.兔子肺损伤模型的建立：新西兰兔在麻醉下行气管切开置管后，经气道内灌注盐酸(Hydrochloric Acid, HCl)(pH 1.1，1.5mL/kg)，随后机械通气30分钟辅助HCl分布。灌酸24小时后，以动脉血气分析氧分压/吸氧浓度(the ratio of partial pressure of oxygen to fractional inspired oxygen, P/F)≤300mmHg，确定肺损伤。灌酸48小时后采集动脉血气分析、肺泡灌洗液、肺组织。通过组织学检查肺损伤和纤维化程度，用免疫荧光染色观察AECⅡ的增生情况。
2.CO2重复呼吸法增加自主呼吸潮气量：采用自行设计的管道增加呼吸死腔(Volume of Dead space, VD)以达到CO2重复呼吸。新西兰兔随机分为以下五组：假手术组，盐水对照组，HCl对照组，HCl联合10mL死腔CO2重复呼吸组(10mLVD组)，HCl联合20mL死腔CO2重复呼吸组(20mLVD组)。在灌酸48小时后对肺损伤兔子使用CO2重复呼吸干预，每天6小时，连续4天。在每天开始CO2重复呼吸前，以及结束6小时CO2重复呼吸前进行自主呼吸潮气量和呼吸频率的测定。在第1天的CO2重复呼吸前以及结束6小时CO2重复呼吸前进行动脉血气分析测定，评估CO2重复呼吸对动脉血氧分压和二氧化碳分压(PaCO2)的影响。
3.自主呼吸潮气量增加对肺修复和再生的影响：在结束CO2重复呼吸干预的72小时后，采集动脉血气分析、肺泡灌洗液、肺组织。通过组织学检查肺损伤和纤维化程度，用免疫荧光染色观察AECⅡ的增生情况。
结果
1.HCl灌注24小时后，兔子的P/F为247.4±17.1mmHg，较生理盐水组424.1±4.3mmHg显著降低(P＜0.05)。灌酸48小时后取左肺组织H&E染色，可见明显肺水肿及炎症细胞浸润，肺损伤评分显著高于生理盐水组(7.2±0.7vs1.4±0.2，P＜0.05)。处于增殖状态的AECⅡ比例较生理盐水组显著下降(23.6±5.0%vs77.8±11.1%，P＜0.05)。
2.进行CO2重复呼吸过程中，10mLVD组潮气量较基线水平增加约50%(P＜0.05)，20mLVD组较基线增加约100%(P＜0.05)。HCl对照组、10mLVD组和20mLVD组在CO2重复呼吸干预前和接受6小时CO2重复呼吸后的P/F没有差异(P＞0.05)。20mLVD组在结束6小时CO2重复呼吸干预时，PaCO2较HCl对照组和10mLVD组升高(P＜0.05)，pH值有下降趋势，但没有组间差异(P＞0.05)。
3.在结束连续4天CO2重复呼吸72小时后(研究第8天)，各组之间的P/F无差异，肺泡灌洗液的白蛋白水平无差异(P＞0.05)。20mLVD组的肺损伤评分、纤维化评分(Ashcroft Score)较HCl对照组和10mLVD组显著降低(P＜0.05)，处于增殖状态的AECⅡ比例较HCl对照组和10mLVD组显著升高(P＜0.05)。
结论
在HCl诱导的兔肺损伤模型中，使用CO2重复呼吸可增加自主呼吸潮气量，并刺激AECⅡ增生，从而促进肺损伤后的修复和减轻肺纤维化程度。