翻译：*盼盼校对：刁孟元
关键点
一项精准的用于肺保护的治疗方法需要权衡针对每个病人权衡四个方面关键因素:
1.对生物物理肺损伤的易感性。
2.是否存在肺内空间机械异质性及其严重程度。
3.提高肺保护措施的预期效益。
4.协同干预造成的潜在非预期的副作用，例如，镇静过深，肺保护策略升级。
综述目的
大多数肺保护通气的临床试验都采用一刀切的策略，但结果却不尽相同。目前尚缺乏有关如何根据患者特定的肺损伤风险调整最佳机械通气的数据。
近期发现
机械通气引起的肺损伤是由生物物理肺损伤的易感性和物理机械干扰所决定，这些干扰集中在肺内的应力和应变。最近的研究已经确定了被归类为高炎症性和低症炎性急性呼吸窘迫综合征（ARDS）的分子亚表型，这两种亚型可能对通气引起的肺损伤有不同的风险因素。在机械上，重力依赖性肺不张长期以来一直被认为将减少用于通气的总肺体积，这一概念被称为“婴儿肺”。最近的研究表明，复张婴儿肺也有不均匀的应力/应变分布，潜在的伤害集中在肺不均一区域，充气肺泡与充血肺泡或不通气肺泡相邻的地方。大量的证据也表明，现行的潮气量管理标准对ARDS没有保护作用。在考虑肺保护性干预措施的升级时，应把干预措施的潜在益处与所需伴随的联合干预措施相权衡，例如程度更深的镇静或使用神经肌肉阻滞。一项精准的用于肺保护的治疗方法是难题。
总结
精准的肺保护通气医学方法需要权衡每位患者的四个关键因素：对生物物理性肺损伤的易感性、对生物物理性肺损伤的机械易感性（考虑到肺内空间机械异质性）、不断升级的肺保护性干预的预期收益，以及强制性共同干预的潜在意外不利影响。
前言
呼吸机相关性肺损伤（VILI）的重要性是显而易见的。迄今为止，在多中心试验中发现：改善急性呼吸窘迫综合征（ARDS）患者生存率的所有干预措施都被认为是通过预防VILI而发挥作用的：降低潮气量，俯卧位，以及最具争议的神经肌肉阻滞。
同样引人注目的是，小规模的证据指导了针对患者特定VILI风险的个性化通气支持。以往的研究主要集中在肺力学方面，为调整支持以降低肺内全部以及局部机械应力提供了宝贵的见解。尽管床旁检查仍然是一个挑战，生物异质性也日益被认为是评估VILI风险的临床重要因素。综合考虑VILI的生物和机械倾向，权衡肺保护治疗和强制性联合干预的风险，对于滴定通气支持以优化治疗效果至关重要。
生物异质性和通气性肺损伤风险
生物异质性一直被认为是ARDS的一个重要特征。ARDS患者的转归无疑部分取决于ARDS风险因素。ARDS的亚型通常分为“直接”或“间接”肺损伤。随后的研究确定了直接和间接ARDS的分子生物学差异和不同的遗传倾向相关，但该分类方案未能解释风险暴露的严重程度或持续时间，从而在类内异质性上留下了空白。
最近，新的建模方法发现了两种不同的分子亚型，即高炎症性和低炎症性ARDS。对多个临床试验分析表明，以这种方式分类的亚表型可能对治疗表现出不同的反应，从而增加了它们对VILI有不同倾向的可能性。
最近在这本杂志上发表了一篇关于ARDS亚表型的详细综述。
通气性肺损伤的机械性决定因素
VILI的机械决定因素最好从应力和应变的角度来理解。机械应力是指物体内每单位面积因外力作用而产生的力；应变是衡量变形的指标，即相对于静止状态的形状变化。所有目前描述的引起VILI的机械现象都可以用这些术语来描述。
由于肺通气是从气管导管的单气道开口进气实现的，机械通气的目标历来强调整体力学，分别使用全肺压力和容积变化作为应力和应变的代表。现在，大量的基础和文献支持区域性机械干扰在VILI发病机制中也起着核心作用。事实上，许多先前被理解为作用于整个肺的应力/应变，包括高潮气量引起的过度膨胀，只有通过考虑区域力学才能正确地描述出来。
急性呼吸窘迫综合征肺通气量减少
在ARDS患者中，整体力学严重异常：尽管潮气量不大，较高的气道压力经常发生。这种较低的呼吸系统顺应性通常被解释为僵硬，但实际上功能性容积丧失似乎是主要的驱动因素。肺水肿液的细胞明显增加，加上炎症相关表面活性剂的失活，导致重力依赖性肺不张，这是许多ARDS患者的典型CT表现。因此，ARDS肺功能通气量比正常人小，这一现象常被称为“婴儿肺”。
重要的是，仍保持充气的肺体积的顺应性，称为特异性顺应性（标准化为功能通气肺的体积））相对得以保留。由于肺不张在充气时往往会塌陷，体积几乎完全分布在充气婴儿肺中（图1）。考虑到其接近正常的特异性顺应性，该充气的婴儿肺可能容易遭受过度扩张。
图1：急性呼吸窘迫综合征患者功能性肺通气量减少。因此可用于气体交换和机械通气的充气肺减少；这个较小的充气区域称为婴儿肺。左：代表性急性呼吸窘迫综合征患者的胸部计算机断层扫描。腹侧区域充满斑片状毛玻璃混浊和肺炎引起的少量局灶性实变。背侧区域表现出致密的重力依赖性肺不张，这是由于重力叠加在水肿性急性呼吸窘迫综合征肺上所致。重力对肺部相关肺不张的影响类似于重力对垂直定向的螺旋弹簧的影响，例如经典儿童玩具Slinky所示。在非依赖区域弹簧圈之间的距离更远，而在重力依赖区域弹簧几乎完全塌陷。右：测量的吸气能力与急性呼吸窘迫综合征患者的预测正常值相比显著降低（平均差，29.5±8.6ml/kg；P0.）。较小的充气肺体积可用于通气，为较低的潮气量提供了令人信服的作用机制。在ARDS潮气量试验中明确指出了这一原理：“由于[ARDS]患者的肺不张和水肿降低了通气肺体积，吸气气道压力通常很高，这表明存在过度膨胀或“拉伸”的肺。
然而，这种机械性的理解也凸显了当前对潮气量的标准测量方法的一个关键缺陷。以6±2ml/kg体重为潮气量目标，预测身高和性别比例，潮气量为假定的健康肺大小，这取决于ARDS肺不张的程度，可导致不同程度的应力和应变。
一种精确的医学方法可以将潮气量换算成功能性肺大小，即婴儿肺体积。
急性呼吸窘迫综合征中应力/应变分布的空间异质性
应力和应变在充气婴儿肺内空间分布不均，相邻的肺泡共有一个肺泡间隔，因而在力学上相互依赖。当一个肺泡变得充满液体或塌陷时，相邻的肺泡也会变形。这种现象已通过共聚焦显微镜实时观察到，其中单个充液肺泡的收缩导致肺泡间隔拉伸和膨胀到充液空间，从而产生相邻充满空气的肺泡变形和局部过度膨胀。在充气过程中，在充满液体的肺泡附近，充满空气的肺泡变形更加明显，可能是由于高剪切应力/应变而发生机械破坏（图2）。通过类似的机制，由于肺泡的机械相互依赖性，区域性肺不张边缘充气肺的剪切应力可能比肺其他部位大几个数量级，这种使低绝对肺容量引起VILI的机制看似矛盾。
图2：空间异质性增加了应力和应变。在离体灌流的大鼠肺中，共聚焦显微镜具有2mm厚的光学切片直接观察肺泡。顶部：相邻的肺泡具有共同的间隔，并且在机械上相互依赖。在正常构型下，在相邻的充满空气的肺泡中的应变最小。底部：在肺水肿的单肺泡模型中，可以观察到非均质实质和充液对局部应变分布的影响。由于弯液面形成的微机械作用，充满液体的肺泡收缩。结果，相邻充满空气的肺泡隆起并过度扩张。这种特殊异质性的肺X线表现可能与CT上弥漫性、斑片状的磨玻璃样混浊有关。在动物和人类体内的研究发现，异质性肺实变与高区域应变的标志物密切相关，这些标记物可导致区域性肺部炎症，并与肺泡上皮损伤的血浆标记物升高相关。
因此，一种精确的医学方法也将力求最大程度地减小应力/应变分布的空间异质性，这正是俯卧位的作用机理。
小气道中的高剪切应力/应变
小气道和肺泡管易受潮气开放和塌陷的影响，可能产生高剪切力。炎症介导的表面活性物质功能障碍和水肿有利于肺低容积时的小气道塌陷，特别是在重力依赖区。在吸气过程中，随着空气团沿气道传播，塌陷但可吸入的肺单位可能会呈现出类似于拉开拉链的构象，从而产生可能有害的局部高剪切力。也有人提出，在气液界面上泡沫微气泡的产生和破裂，可能在上皮表面产生高界面应力，导致肺损伤。无论其确切机制如何，每次吸气-呼气循环反复暴露于局部伤害性力量可导致小气道损伤，常被称为肺不张。
虽然在非零呼气末压时代，肺不张发生的程度和导致临床严重损伤的程度仍有争议，但一种精确的医学策略将通过识别和减轻肺不张来最小化小气道压力/应变。在其他干预措施中，预防肺不张是精确的呼气末正压（PEEP）滴定可带来益处的领域。
未完待续！
浙大杭州市一重症