肌肉组织特异性miRNA与机械通气患者膈肌功能及撤机结局的关系

doi:10.3877/cma.j.issn.2096-1537.2023.01.009

目的

探讨血浆中肌肉组织特异性miRNA-1、miRNA-206与机械通气患者膈肌功能的相关性及对患者撤机结局的预测价值。

方法

纳入2018年5月至2019年2月在东南大学附属中大医院重症医学科接受有创机械通气治疗＞12 h的患者57例。留置膈肌电极导管监测膈肌电活动（EAdi），在持续气道正压通气（CPAP）模式下根据膈肌电信号测量患者神经通气效能（NVE）及神经机械效能（NME），超声测量患者膈肌活动度（EXdi）及膈肌厚度变异率（TFdi）。每日8∶00筛查患者是否符合撤机前条件，符合条件的患者进行30 min的低水平CPAP的自主呼吸试验（SBT），通过后予以撤机拔管并随访撤机结局。在机械通气第1天留取患者外周血标本并保存，采用实时荧光反转录-聚合酶链反应（qRT-PCR）检测血浆miRNA-1及miRNA-206表达水平。根据撤机结果将患者撤机结局分为简单撤机（20例）和非简单撤机（37例，其中困难撤机20例，延迟撤机17例），比较2组患者膈肌功能及血浆miRNA-1、miRNA-206，探讨对撤机结局有显著影响的因素并做预测价值比较。变量相关性采用Pearson相关分析。

结果

57例机械通气患者，膈肌功能障碍（DD）的发生率为64.91%（37/57）。非简单撤机组患者机械通气第1天NVE、NME及血浆miRNA-1及miRNA-206水平均显著低于简单撤机组，差异均有统计学意义（P＜0.05）。血浆miRNA-1水平与NVE、NME及EXdi、TFdi无相关性（r=0.169，P=0.210；r=0.138，P=0.306；r=-0.056，P=0.255；r=0.127，P=0.345）；血浆miRNA-206水平与NVE及NME呈正相关（r=0.316，P=0.020；r=0.378，P=0.005），与EXdi、TFdi无相关性（r=-0.029，P=0.838；r=-0.059，P=0.672）。NVE、NME及血浆miRNA-1及miRNA-206水平对非简单撤机阳性预测的ROC的AUC在0.8以上，其中血浆miRNA-206水平ROC的AUC最大，为0.8608（95% CI：0.7574~0.9642），其cut-off值为42.5，敏感度为81.2%，特异度为85.0%。

结论

机械通气患者第1天血浆肌肉组织特异性miRNA-1、miRNA-206与膈肌功能相关，可能对撤机结局具有良好的预测价值。

关键词: 机械通气, 撤机结局, 血浆肌肉组织特异性, miRNA, 膈肌功能

Objective

To investigate the correlation and predictive value of diaphragm function, plasma miRNA-1 and miRNA-206 with weaning prognosis in mechanically ventilated patients.

Methods

Patients who received invasive mechanical ventilation for more than 12 hours in the Department of Critical Care Medicine, Zhong da Hospital Affiliated to Southeast University from May 2018 to February 2019 and met the inclusion and exclusion criteria were included. EAdi catheter was indwelled after enrollment. NVE, NME, EXdi and TFdi were measured under CPAP. Patients were screened daily at 8:00 am, to see whether they met the conditions for weaning, and those who satisfied the conditions underwent a 30-minute CPAP (5 cmH₂O) spontaneous breathing test. After passing the test, the process started and weaning outcomes were then followed up. Peripheral blood samples were collected and stored on the first day of mechanical ventilation. The expression levels of miRNA-1 and miRNA-206 in plasma were detected by RT-PCR. According to the withdrawal result, the weaning outcomes of patients were divided into simple weaning and non-simple weaning groups. Finally, the predictive value of the factors significantly associated with weaning outcomes was compared.

Results

The overall incidence of diaphragm dysfunction (DD) was 64.91% in 57 patients with mechanical ventilation (37/57). NVE, NME and plasma miRNA-1 and miRNA-206 levels were significantly lower than those of the simple (P＜0.05). There was no correlation between plasma miRNA-1 levels and EXdi, TFdi, NVE and NME (r=0.169, P=0.210; r=0.138, P=0.306; r=-0.056, P=0.255; r=0.127, P=0.345); the level of plasma miRNA-206 was positively correlated with the level of neural ventilation efficacy , and the level of neuromechanical efficacy (r=0.316, P=0.020; r=0.378, P=0.005), but negatively with EXdi and TFdi (r=-0.029, P=0.838; r=-0.059, P=0.672). The AUC of NVE, NME and plasma miRNA-1 and miRNA-206 were above 0.8, and the ROC of plasma miRNA-206 had the largest AUC of 0.8608 (95%CI: 0.7574-0.9642), with a cut-off value of 42.5, a sensitivity of 81.2%, and a specificity of 85.0%.

Conclusion

On the first day of mechanical ventilation, neuromechanical efficacy and plasma miRNA-1 and miRNA-206, which reflect diaphragm function, have predictive value for weaning outcome of mechanical ventilation patients.

Key words: Mechanical ventilation, Withdrawal outcome, Plasma muscle tissue specificity, miRNA, Diaphragm function

图1 患者入组流程图

表1 2组机械通气患者一般情况比较

一般情况	总体（57例）	简单撤机（20例）	非简单撤机（37例）	统计值	P值
年龄（岁， $x ¯$ ±s）	60.16±16.49	59.65±13.14	60.43±18.21	t=0.169	0.866
体质量指数（kg/m²， $x ¯$ ±s）	24.26±4.01	24.38±2.93	24.2±4.52	t=0.158	0.875
男性［例（%）］	48（84.21）	19（95.00）	29（78.38）	χ²=2.698	0.101
患者来源［例（%）］
急诊	19（33.33）	0	19（51.35）	χ²=17.973	0.000
内科	14（24.56）	7（35.00）	7（18.92）	χ²=0.905	0.000
外科	24（42.11）	13（65.00）	11（29.73）	χ²=11.253	0.000
APACHEⅡ评分（分， $x ¯$ ±s）	17.32±6.01	14.30±5.15	18.95±5.86	t=2.976	0.004
基础合并症［例（%）］
高血压	24（42.11）	10（50.00）	14（37.84）	χ²=0.788	0.375
糖尿病	8（14.04）	2（10.00）	6（16.22）	χ²=0.416	0.519
冠心病	15（26.32）	11（55.00）	4（10.81）	χ²=13.074	0.000
COPD	2（3.51）	1（5.00）	1（2.70）	-	0.653
脑血管疾病	7（12.28）	0	7（18.92）	χ²=4.314	0.038
肾脏疾病	2（3.51）	0	2（5.41）	-	0.290

表1 2组机械通气患者一般情况比较

一般情况	总体（57例）	简单撤机（20例）	非简单撤机（37例）	统计值	P值
年龄（岁， $x ¯$ ±s）	60.16±16.49	59.65±13.14	60.43±18.21	t=0.169	0.866
体质量指数（kg/m²， $x ¯$ ±s）	24.26±4.01	24.38±2.93	24.2±4.52	t=0.158	0.875
男性［例（%）］	48（84.21）	19（95.00）	29（78.38）	χ²=2.698	0.101
患者来源［例（%）］
急诊	19（33.33）	0	19（51.35）	χ²=17.973	0.000
内科	14（24.56）	7（35.00）	7（18.92）	χ²=0.905	0.000
外科	24（42.11）	13（65.00）	11（29.73）	χ²=11.253	0.000
APACHEⅡ评分（分， $x ¯$ ±s）	17.32±6.01	14.30±5.15	18.95±5.86	t=2.976	0.004
基础合并症［例（%）］
高血压	24（42.11）	10（50.00）	14（37.84）	χ²=0.788	0.375
糖尿病	8（14.04）	2（10.00）	6（16.22）	χ²=0.416	0.519
冠心病	15（26.32）	11（55.00）	4（10.81）	χ²=13.074	0.000
COPD	2（3.51）	1（5.00）	1（2.70）	-	0.653
脑血管疾病	7（12.28）	0	7（18.92）	χ²=4.314	0.038
肾脏疾病	2（3.51）	0	2（5.41）	-	0.290

表2 2组患者机械通气第1天呼吸情况比较

指标	总体（57例）	简单撤机（20例）	非简单撤机（37例）	统计值	P值
呼吸机模式设置［例（%）］
SIMV+PS	30（52.63）	1（5.00）	29（78.38）	χ²=28.039	0.000
PSV	27（47.37）	19（95.00）	8（21.62）	χ²=28.039	0.000
呼吸形式
RR（/min， $x ¯$ ±s）	21.30±6.28	18.20±3.98	22.79±6.69	t=2.976	0.013
Vt（ml）	419.00（360.00，476.00）	423.00（415.00，454.00）	410.00（317.00，480.00）	Z=1.685	0.352
RSBI［M（Q₂₅，Q₇₅）］	44.72（35.63，66.01）	41.45（34.23，51.93）	56.78（37.41，80.54）	Z=1.670	0.065
呼吸力学
气道阻力［cmH₂O/（L•min），M（Q₂₅，Q₇₅）］	10.00（8.00，14.00）	10.50（9.50，14.00）	10.00（8.00，14.00）	Z=1.115	0.684
Crs［L/cmH₂O，M（Q₂₅，Q₇₅）］	44.44（35.00，55.00）	46.00（41.40，54.75）	40.00（33.33，55.00）	Z=1.144	0.568
血气指标
pH（ $x ¯$ ±s）	7.40±0.05	7.41±0.03	7.40±0.05	t=0.262	0.111
P_aCO₂［mmHg，M（Q₂₅，Q₇₅）］	38.70（35.50，42.10）	37.40（37.10，40.70）	40.00（33.80，42.30）	Z=1.061	0.065
P_aO₂［mmHg，M（Q₂₅，Q₇₅）］	116.20（96.50，140.70）	130.90（112.40，145.05）	108.80（90.50，137.00）	Z=1.475	0.041
氧合指数［mmHg，M（Q₂₅，Q₇₅）］	281.10（216.10，351.70）	327.15（281.25，362.65）	244.80（207.20，339.00）	Z=1.617	0.011
Lac［mmol/L，M（Q₂₅，Q₇₅）］	1.50（1.10，1.90）	1.50（1.10，2.35）	1.40（1.10，1.90）	Z=0.594	0.879
HCO₃^-（mmol/L， $x ¯$ ±s）	24.60±3.85	24.62±2.82	24.59±4.34	t=0.021	0.007
K⁺（mmol/L， $x ¯$ ±s）	3.91±0.57	4.15±0.37	3.78±0.62	t=2.481	0.173
Hb（g/L， $x ¯$ ±s）	103.68±18.64	110.00±14.60	100.27±19.84	t=1.926	0.040

表2 2组患者机械通气第1天呼吸情况比较

指标	总体（57例）	简单撤机（20例）	非简单撤机（37例）	统计值	P值
呼吸机模式设置［例（%）］
SIMV+PS	30（52.63）	1（5.00）	29（78.38）	χ²=28.039	0.000
PSV	27（47.37）	19（95.00）	8（21.62）	χ²=28.039	0.000
呼吸形式
RR（/min， $x ¯$ ±s）	21.30±6.28	18.20±3.98	22.79±6.69	t=2.976	0.013
Vt（ml）	419.00（360.00，476.00）	423.00（415.00，454.00）	410.00（317.00，480.00）	Z=1.685	0.352
RSBI［M（Q₂₅，Q₇₅）］	44.72（35.63，66.01）	41.45（34.23，51.93）	56.78（37.41，80.54）	Z=1.670	0.065
呼吸力学
气道阻力［cmH₂O/（L•min），M（Q₂₅，Q₇₅）］	10.00（8.00，14.00）	10.50（9.50，14.00）	10.00（8.00，14.00）	Z=1.115	0.684
Crs［L/cmH₂O，M（Q₂₅，Q₇₅）］	44.44（35.00，55.00）	46.00（41.40，54.75）	40.00（33.33，55.00）	Z=1.144	0.568
血气指标
pH（ $x ¯$ ±s）	7.40±0.05	7.41±0.03	7.40±0.05	t=0.262	0.111
P_aCO₂［mmHg，M（Q₂₅，Q₇₅）］	38.70（35.50，42.10）	37.40（37.10，40.70）	40.00（33.80，42.30）	Z=1.061	0.065
P_aO₂［mmHg，M（Q₂₅，Q₇₅）］	116.20（96.50，140.70）	130.90（112.40，145.05）	108.80（90.50，137.00）	Z=1.475	0.041
氧合指数［mmHg，M（Q₂₅，Q₇₅）］	281.10（216.10，351.70）	327.15（281.25，362.65）	244.80（207.20，339.00）	Z=1.617	0.011
Lac［mmol/L，M（Q₂₅，Q₇₅）］	1.50（1.10，1.90）	1.50（1.10，2.35）	1.40（1.10，1.90）	Z=0.594	0.879
HCO₃^-（mmol/L， $x ¯$ ±s）	24.60±3.85	24.62±2.82	24.59±4.34	t=0.021	0.007
K⁺（mmol/L， $x ¯$ ±s）	3.91±0.57	4.15±0.37	3.78±0.62	t=2.481	0.173
Hb（g/L， $x ¯$ ±s）	103.68±18.64	110.00±14.60	100.27±19.84	t=1.926	0.040

表3 2组机械通气第1天患者膈肌功能比较

指标	总体（57例）	简单撤机（20例）	非简单撤机（37例）	统计值	P值
DD［例（%）］	37（64.91）	13（65.00）	24（64.86）	χ²=2.602	0.110
NME［cmH₂O/μV，M（Q₂₅，Q₇₅）］	1.44（1.01，2.13）	1.91（1.50，2.79）	1.09（0.71，1.59）	Z=1.962	0.001
NVE＜24.98 ml/μV［例（%）］	6（10.53）	0	6（16.22）	χ²=3.625	0.059
NME＜1.15 cmH₂O/μV［例（%）］	21（36.84）	1（5.00）	20（54.05）	χ²=13.426	0.000
EAdi［μV，M（Q₂₅，Q₇₅）］	10.00（6.00，19.50）	5.37（4.64，7.61）	18.00（10.50，22.00）	Z=2.778	0.000

表3 2组机械通气第1天患者膈肌功能比较

指标	总体（57例）	简单撤机（20例）	非简单撤机（37例）	统计值	P值
DD［例（%）］	37（64.91）	13（65.00）	24（64.86）	χ²=2.602	0.110
NME［cmH₂O/μV，M（Q₂₅，Q₇₅）］	1.44（1.01，2.13）	1.91（1.50，2.79）	1.09（0.71，1.59）	Z=1.962	0.001
NVE＜24.98 ml/μV［例（%）］	6（10.53）	0	6（16.22）	χ²=3.625	0.059
NME＜1.15 cmH₂O/μV［例（%）］	21（36.84）	1（5.00）	20（54.05）	χ²=13.426	0.000
EAdi［μV，M（Q₂₅，Q₇₅）］	10.00（6.00，19.50）	5.37（4.64，7.61）	18.00（10.50，22.00）	Z=2.778	0.000

图2 2组患者血浆miRNA水平比较。图a为miRNA-1水平；图b为miRNA-206水平

表4 患者血浆miRNA水平与膈肌功能的相关性

膈肌功能指标	miRNA-1		miRNA-206
膈肌功能指标	r值	P值	r值	P值
NVE	0.169	0.210	0.316	0.020
NME	0.138	0.306	0.378	0.005
EXdi	-0.056	0.255	-0.029	0.838
TFdi	0.127	0.345	-0.059	0.672

表4 患者血浆miRNA水平与膈肌功能的相关性

膈肌功能指标	miRNA-1		miRNA-206
膈肌功能指标	r值	P值	r值	P值
NVE	0.169	0.210	0.316	0.020
NME	0.138	0.306	0.378	0.005
EXdi	-0.056	0.255	-0.029	0.838
TFdi	0.127	0.345	-0.059	0.672

图3 血浆miRNA水平与膈肌功能对非简单撤机预测的ROC曲线注：ROC为受试者工作特征曲线；NVE为神经通气效能；RSBI为浅快呼吸指数；EXdi为膈肌活动度；Crs为呼吸系统顺应性

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Correlation between diaphragm function and weaning prognosis of mechanically ventilated patients

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