肺不张损伤（Atelectrauma）的机制与临床防治策略——从基础到床边的VILI（呼吸机所致肺损伤）新视角

《Intensive Care Medicine》：Atelectrauma: promotion and prevention

本刊特邀编辑推荐：为解决机械通气过程中肺泡不稳定导致的肺不张损伤（Atelectrauma）这一VILI（呼吸机所致肺损伤）核心难题，Marini与Slutsky团队系统阐述了其力学机制与防治策略。研究指出，通过控制驱动压（Driving Pressure）、个体化PEEP（呼气末正压）、俯卧位通气及降低呼吸频率等多维度干预，可有效减轻肺泡周期性塌陷与复张产生的高剪切力，从而降低ARDS（急性呼吸窘迫综合征）患者病死风险。该成果为重症呼吸支持提供了关键理论依据。

　　

在重症监护病房中，呼吸机是挽救急性呼吸窘迫综合征（ARDS）患者生命的重要工具，但机械通气本身也可能对肺部造成二次损伤，这种由呼吸机引发的肺损伤被统称为VILI（Ventilator-Induced Lung Injury）。其中，肺泡因过度膨胀导致的容积伤（Volutrauma）和气压伤（Barotrauma）早已被临床重视，而另一种隐匿却可能更具破坏性的损伤机制——肺不张损伤（Atelectrauma），其重要性正日益凸显。所谓肺不张损伤，是指不稳定的肺泡在每一次呼吸周期中经历强制性的塌陷和重新开放，在这个过程中，肺泡壁交界处会产生巨大的剪切力，如同反复撕扯脆弱的组织，最终导致上皮细胞损伤、炎症介质释放，甚至引发全身性的生物伤（Biotrauma）。尤其是在肺部病变不均匀的ARDS患者中，这种损伤更为突出。因此，深入理解肺不张损伤的促进因素与预防策略，对于优化ARDS的呼吸支持方案至关重要。

在此背景下，发表于重症医学顶级期刊《Intensive Care Medicine》的这篇编辑部文章，由呼吸力学研究领域的权威专家John J. Marini和Arthur S. Slutsky共同执笔，旨在为临床医生提供一份关于肺不张损伤的简明、前沿的总结。文章从基础机制入手，结合实验与临床证据，最终落脚于临床实践中的具体防治策略，为VILI的防治提供了新的思路。

研究者主要通过对现有大量实验研究和临床循证医学证据进行系统性梳理与整合分析来完成本论述。关键技术方法包括：1）基于大型动物实验模型（如油酸致伤ARDS模型）的病理生理机制探索；2）对多项重要临床随机对照试验（如PROSEVA研究）结果的荟萃分析；3）通过呼吸力学监测（如驱动压、平台压）和氧合指标（如P/F ratio）对患者肺可复张性（Recruitability）进行床旁评估。

基本机制

肺不张损伤的根本原因在于终末肺单位的闭合倾向。在急性肺损伤时，炎症性水肿增加了组织重量，同时Ⅱ型肺泡上皮细胞功能受损以及炎症蛋白使表面活性物质失活，共同促进了肺泡的不稳定性。在重力依赖区（仰卧位时位于背侧），由于胸膜腔压力最高，肺单位更易受压塌陷。当潮气通气时，气道压力在已张开和塌陷的肺泡交界处产生高度集中的剪切应力，这种应力会扭曲上皮和内皮表面，破坏间质基质。驱动压（ΔP）的大小、组织扩张的速率以及呼吸频率共同决定了这种交界处所受的力。虽然提高呼气末正压（PEEP）可以减少潮气性复张的肺泡数量，但它也同时增加了在张开与持续闭合单位边界上的张力。

俯卧位通过使通气和跨肺压力的分布更均一，有助于维持仰卧位时最易塌陷的背侧区域肺泡的开放，同时促进组织水肿和气道分泌物的引流，从而减少肺不张损伤的风险。

实验与临床证据

在健康和大规模预损伤的动物模型中，已清晰观察到在高膨胀压力下进行潮气通气 reopening 肺单位具有损伤潜力。VILI的迹象首先出现在重力依赖区，该区域压迫力、血流量和水肿最为严重，这表明在仰卧位时，肺不张损伤相对于过度扩张（主要发生在非依赖区）具有相对首要性。而俯卧位能显著减轻这两个区域的损伤。来自ARDS临床试验的有力数据强有力地支持了俯卧位可降低最严重患者死亡风险的观点，其益处很可能部分归因于肺不张损伤及随之而来的生物伤的减少。然而，尽管实验证据令人信服，但尚缺乏直接证据证明肺不张损伤在临床VILI中的重要性，因为它无法在临床环境中被直接观察或监测。

关于高PEEP临床试验的混合结果引起了对肺不张损伤临床重要性的质疑。关键在于ARDS患者的肺可复张性存在异质性：有些肺有很多易在呼气末塌陷的单位，可能从较高PEEP中获益；而另一些肺的大部分单位已经张开或无法复张，提高PEEP只会导致过度扩张。值得注意的是，所有主要试验都强制设定了至少5 cmH₂O的PEEP，这足以保持许多肺单位开放。因此，这些研究并未真正测试肺不张损伤的重要性，因为即使在“低PEEP”组中，广泛的潮气性复张可能已被预防。

临床意义

基于基础研究的启示，临床实践的优先事项是稳定脆弱的肺组织和减少潮气牵张力。基石策略是使用小潮气量以限制过度扩张和高应力的潮气性复张，同时结合足够的PEEP以避免广泛的呼气末肺泡塌陷。

最佳PEEP因人而异。在严重ARDS（例如，低P/F比值）中，通常使用较高的PEEP（常在10-15 cmH₂O），这与具有更多可复张肺的患者往往受益的证据一致。在轻度ARDS中，较低的PEEP（5-8 cmH₂O）通常足够；在此类病例中强行让肺“完全开放”可能只会导致不必要的过度膨胀。临床医生应根据氧合、肺力学和平台压来滴定PEEP。如果提高PEEP能改善氧合并降低驱动压，则提示肺不张减少；如果仅提高平台压而氧合改善微乎其微，则很可能是过度扩张。

增加通气均质性的措施可能有用。实验研究表明，复张手法可能有助于增加均质性，但临床数据不鼓励其常规使用。间歇性叹息在使用低潮气量通气时可能有益，但同样缺乏令人信服的临床验证。俯卧位可改善预后，尤其是在疾病更严重、肺泡不稳定性占主导的损伤最早阶段。通过减少代谢原因（如躁动、酸中毒）所致的通气需求，或接受更高的PaCO₂设定值（“允许性高碳酸血症”），可以减少呼吸周期数。体外膜肺氧合（ECMO）则为实施此类控制提供了机会。

总结

当前保护受损肺的策略——最小化驱动压、应用必要的PEEP、采用俯卧位以及降低呼吸频率——共同构成了一套连贯的方法来减轻严重ARDS中的肺不张损伤。随着这些措施被广泛认可，一个合理的疑问是：在当代临床实践中，肺不张损伤对肺损伤的贡献究竟还有多大？本文系统性地阐释了肺不张损伤从机制到防治的完整链条，强调了个体化通气策略的核心地位。它不仅巩固了现有重症呼吸支持的理论基础，更指明了未来研究需直面临床验证不足的挑战，对于推动ARDS的精准治疗具有重要的指导意义。