重症医学科患者病死率、致残率较高。为改善临床治疗效果,降低患者病死率、致残率,研究者对临床工作中遇到的问题展开大规模的实验研究。这种"床边-实验室-床边"模式被称为转化医学。这种医学转化研究在"患者-研究动物-患者"方法中让我们对许多疾病更加深入了解,包括呼吸机相关损伤、脓毒血症发病机制及治疗、全身性感染相关免疫功能的改变。一些医学转化研究的结果能够满足重症医学的临床需要,但在应用于临床的过程中也遇到许多困难。鉴于临床状况的复杂性是临床及临床前期研究的内在缺陷,所以在将实验研究结果应用临床时需要考虑到这一点。虽然从实验室到临床的转化是一个漫长的过程,但这是重症医学发展的方向,这一策略能够优化医疗支出并且改进临床的治疗效果。
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过去的20年间,重症医学作为一门新兴学科取得了长足的进展。实验研究是重症医学探讨疾病发病机制及治疗方法的基础。在转化医学中,临床观察与基础研究相辅相成。
早在270多年前,Fothergill[1]首次描述了呼吸机相关肺损伤(ventilator-induced lung injury,VILI),在1744年煤矿爆炸导致吸入性肺损伤患者中,Fothergill发现复苏时进行口对口人工呼吸的治疗效果优于风箱式呼吸机治疗。然而,在经过近两百年探索之后才逐渐认识到这种现象的原因——呼吸机相关肺损伤。
在一个经典实验中,Webb和Tierney[2]给予小鼠进行高气道峰压通气后,发现实验小鼠发生了肺水肿,但在给予相同气道峰压同时联合10 cmH2O呼气末正压的小鼠中却未见肺水肿的发生,这个现象提示,肺过度膨胀及低呼气末正压的交互作用是导致肺水肿的原因,随后的研究证实通气量而非气道压是导致肺损伤的关键因素[3],机械通气时产生的作用力对包括肺上皮、内皮、免疫细胞等肺组织细胞产生物理刺激,进而释放大量炎症介质,导致肺内皮通透性改变[4]。肺损伤的动物实验证实,这些炎症介质可由肺泡到达组织循环,导致多器官功能衰竭,这一病理过程即为生物伤[5]。
随着动物实验阐明呼吸机相关肺损伤的发生机制,临床研究也随之展开[6,7]。其中具有里程碑意义的ARDSnet研究证实,在成年ARDS患者中,小潮气量通气联合呼吸末正压通气策略可有效降低病死率[8]。目前,ARDSnet治疗策略已广泛应用于有创机械通气的ARDS患者。
呼吸机相关肺损伤机制的发现及保护性肺通气治疗策略的提出是"临床-实验室-临床"这一转化研究模式在重症医学中的一次成功实践。目前,在ARDS治疗中,转化医学已进入新的领域——保护性肺通气策略基础上联合药物治疗,致力于探索ARDS相关肺损伤修复及重建的机制及治疗[9,10]。
脓毒血症导致ICU患者死亡的主要原因,根据其严重程度不同,病死率高达30%~50%[11]。在脓毒血症患者中,宿主反应和器官功能的变化存在紧密的交互作用。例如,革兰阴性菌的主要致病原为细胞外膜成分脂多糖(lipopolysaccharides,LPS)或内毒素,相比于细菌直接损伤作用,内毒素释放后导致的炎症反应损伤作用往往更强[12,13,14]。
动物实验发现,阻断内毒素结合抗体可有效降低体内炎症反应,降低动物的病死率[15,16]。动物实验中的治疗成功给脓毒血症的临床治疗带来希望,而在临床试验中给予脓毒血症患者内毒素抗体中和LPS的研究却以失败告终[17]。在内毒素受体TLR4发现之后,研究人员又将目光聚焦于寻找TLR4的抗体及拮抗剂作为治疗脓毒血症的又一靶点,然而这一方法却难以达到研究的主要目的,不能降低脓毒血症患者的病死率[18,19,20]。
阴性脓毒血症临床研究结果提示动物模型并不能完全模拟临床疾病的发生发展,但从这些阴性结果中,我们深入了解了脓毒血症的病理生理过程,验证早期应用抗生素及积极液体复苏的重要性,并将这些治疗措施广泛应用于临床脓毒血症的治疗。
临床研究的失败除了上述原因外,还可能与临床研究设计本身的目标设置错误有关。我们清楚地认识到患者在ICU住院过程中,与入院时生物指标的异常程度相比,免疫功能在病程中的变化可能更有助于临床预后的判断。大量以单一治疗目的进行免疫干预临床研究的失败经验,使我们认识到疾病中免疫应答的复杂性。越来越多的研究使我们逐渐认识到,LPS识别的替代机制和细胞内信号转导途径可能是脓毒血症治疗的新靶点,对于机制认识的变化可能为治疗开辟新的治疗方法[21,22,23,24],我们逐渐意识到,从交叉学科的研究领域中寻找最佳结果。
2015年是中国重症医学具有里程碑意义的节点,这一年有3个值得纪念的事件:第一,《中华重症医学电子杂志》创刊;第二,中华医学会重症医学分会成立十周年;第三,中华医学会成立百年。我非常荣幸地参加了此次庆祝活动,并与中国重症医学的同仁共同见证这一历史时刻。
中华医学会重症医学分会是一个积极向上的团体,拥有思维开阔的领导团体、经验丰富和充满活力的临床医师、教师和学生,正是在他们的不断努力下,中国重症医学能够不断进步并取得巨大成功。随着中国经济的发展,国家对重症医学的大力支持也在不断改善学科的科研环境和教学水平,这也是推动中国重症医学发展的外部动力。
虽然从实验室到临床的转化是一个漫长的过程,但这是重症医学发展的方向,这一策略能够优化医疗支出并改进临床治疗效果。我非常荣幸能够与中国重症医学同仁在转化医学的某些领域进行合作,包括称为"小鼠阿凡达"的个体化小鼠重症疾病模型和相应的临床研究,重症感染新机制和一些联合治疗措施的研究,ARDS新型机械通气和药物治疗的研究,重症疾病的细胞治疗,通过蛋白组学印记法早期鉴别重症患者以达到精准治疗目的。
《中华重症医学电子杂志》能够让读者在第一时间得到重症医学的最新研究成果,同时欢迎大家把一些想法、文章和建议反馈给我们,我们的目标之一是为年轻医师提供成为临床科学家的平台。让我们同舟共济,努力为提高中国重症医学在世界舞台的竞争力而奋斗。