摘要
肺泡上皮細胞在呼吸器引發之肺損傷所扮演的角色
劉永揚
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近年來肺泡上皮屏障在急性肺損傷的病理機轉和修復過程中所扮演的角色愈來愈受到重視。其實早在25年前,病理學家即記載在臨床上有急性肺損傷的病患,其肺臟病理標本發現有肺泡上皮損壞的證據。接下來,更多的研究顯示在急性肺損傷的一個重要臨床特徵即是肺泡上皮損壞。 首先,證據顯示肺泡Ⅱ型上皮細胞(alveolar epithelial type II cells)之損傷,將減少肺泡表面活性物質的製造及周轉,導致肺泡萎縮和塌陷。其次,肺泡上皮移除肺水腫液體的能力會變差,將導致病患的死亡率升高。再者,肺泡上皮屏障的損壞將使得造成肺纖維化的前驅物質更容易在急性肺損傷的早期移位至肺泡內,使得修復的過程朝向肺纖維化,而使預後變得更差。 現在大家都知道,呼吸器引發之肺損傷(ventilator-induced lung injury,簡稱VILI)乃肇因於使用呼吸器時不適當的設定,使得肺泡過度擴張同時合併反覆塌陷及再張開,引致多種的炎性介質大量釋放而產生的嚴重發炎反應。Dr. Tremblay 使用離體(ex vivo)鼠肺來評估不同的呼吸器策略所造成的影響。實驗發現使用傷害性機械通氣設定時,老鼠肺泡上皮細胞將產生大量的細胞激素(TNF-α和IL-6),同時表現於訊息核糖核酸(mRNA)和蛋白質的製造。他們認為傷害性的機械通氣設定將使已損傷的肺部產生更大量破壞性的炎性介質。1而Dr. Slutsky 的實驗室也曾證實肺泡上皮細胞即為製造這些破壞性的炎性介質的來源。2同樣地,Dr. Vlahakis的一個體外(in vitro)研究指出,週期性的機械伸展亦能使培養之肺泡Ⅱ型上皮細胞釋放出大量的IL-8,而IL-8是一重要的嗜中性球驅化因子,吸引嗜中性球侵潤至肺泡進而造成呼吸器引發之肺損傷。3 有趣的是,將肺泡上皮細胞視作為呼吸器引發之肺損傷重要介質的觀點,在最近Dr. Frank 的酸引發肺損傷老鼠模式中,使用肺保護性機械通氣策略的實驗結果得到驗證。在這個實驗中,使用低潮氣容積的肺保護性機械通氣策略(3和6毫升╱公斤),明顯地在生化標記和功能上減低肺泡上皮的損傷,同時亦保存了肺泡上皮細胞清除肺水腫積液的能力。4 另一方面,其它實驗佐證使用不適當的機械通氣策略,確實會抑制肺泡上皮細胞所擁有的主動離子搬運(如ENaC和Na+-K+-ATPase等)的能力,因而使得肺水腫的吸收變差。目前的研究成果讓我們更瞭解呼吸器引發之肺損傷將活化肺泡上皮細胞釋放出準發炎細胞介質,而擴大肺損傷的程度,同時更可能使這些炎性物質再回作用於肺泡上皮細胞產生自身細胞的凋零或壞死。 因此我們已從臨床上得知一個寶貴的經驗,那就是肺保護性機械通氣策略能明顯降低急性肺損傷病患的死亡率。所以更能藉此來明瞭呼吸器引發之肺損傷的基礎機轉,如肺泡上皮質膜在面臨機械性應力的保護機制和不幸損傷後引發之連鎖發炎反應。另外,將來在治療方面的新發展,除了預防肺損傷的發生外,亦朝向如何遏止連鎖發炎反應、加強肺泡上皮的修復和加速肺水腫的吸收。 (臨床醫學 2004; 53: 93-4)

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