The Role of Glucocorticoids in the Treatment of ARDS:
A Multicenter Retrospective Study Based on the eICU Collaborative Research Database
Background
Acute respiratory distress syndrome (ARDS, 급성호흡곤란증후군)은 intensive care unit (ICU, 중환자실)에서 환자가 호흡부전에 빠지는 흔한 원인 중 하나입니다. 이에 대한 치료로 이용되고 하는 glucocorticoids (GCs)가 ARDS의 예후에 미치는 영향에 대해서는 아직 논란이 있습니다.
Methods
본 연구에서는 eICU collaborative Research Database (eICU CRD)를 활용해서 총 2,167 명의 ARDS 환자를 후향적으로 분석하였습니다. 이중 254 명의 환자가 glucocorticoid를 투여받았으며, 이 환자들에 대해 propensity maching analysis(PSM)를 진행하였습니다.
Primary outcome은 ICU mortality, secondary outcome은 PaO2/FiO2에 대한 glucocorticoids 투여 효과였습니다. 사망 혹은 ICU 퇴실 전까지의 oxygenation index (PaO2/FiO2)를 확인하였습니다. Glucocorticcoid 치료가 ICU moratlity와 PAO2/FiO2 level, 그리고 PaO2/FiO2가 primary outcome에 미치는 영향을 알아보기 위해 PaO2/FiO2의 trajectory function에 의한 longitudinal submodel (mixed-effect mode)과 time-to-event submodel (Cox regression model)을 혼합한 join model (JM)을 시행하였습니다. Validation을 위해 marginal structural cox model (MSCM)을 전체적인 PaO2/FiO2로 보정하였습니다.
Results
연구 결과 glucocorticoids 치료를 받은 경우 ARDS 환자의 ICU mortality를 유의미하게 감소하였습니다 [HR (95% CI) = 0.642 (0.453, 0.912)]. Longitudinal submodel에서 glucocorticoids 치료는 PaO2/FiO2와 연관성이 없었습니다.
JM으로 보정한 결과 glucocorticoids 치료의 HR은 0.602였지만, PaO2/FiO2 level에는 여전히 유의한 결과를 보이지 않았습니다. 또한 높은 PaO2/FiO2는 ARDS 환자의 mortality에 대해 유의한 protective factor였으며, HR은 0.991이었는데 이는 PaO2/FiO2 level이 한 level 증가할수록 ICU mortality risk가 0.9% 감소하는 것을 보여줍니다.
MSCM 결과 glucocorticoids 치료는 ARDS 중환자의 예후를 호전시키는 것으로 나타났습니다.
Conclusion
Glucocorticoid 치료는 ARDS 중환자의 ICU mortality를 줄일 수 있는 것으로 보입니다. 환자의 생존율을 높이기 위해 glucocorticoid 투여 외에도, 환자의 PaO2/FiO2 level을 호전시키는 데 노력해야 합니다.
2024.02.29 - [의학] - 급성 호흡곤란 증후군 환자의 steroid 치료
Context
APACHE IV score가 기록되지 않았거나, PaO2나 FiO2 기록인 이상한 경우는 연구에서 제외하였습니다.
ARDS 진행 과정에서 inflammatory response 중 중요한 초기 단계는 marcophages의 recruition입니다. 이후 macrophages는 vascular endothelium과 combine 함으로써 vascular wall (pulmonary microvascular endothelial cells)과 tissue를 penetration 하고, 이는 protein-filled edema fluid의 extavascular acculumation의 원인이 됩니다.
Glucocorticoids는 epithelial permeability를 호전시키고, edema를 줄이고, local, systemic inflmmation을 억제하며, apoptosis를 줄임으로써 lung injury에 대응합니다. 그러나 glucocorticoids 투여는 immunosuppresion과 drug resistance를 유발합니다.
현재까지의 연구에 따르면 corticosteroids가 ARDS 환자에 미치는 영향에 대해서는 논란이 있는데, 특히 투여 용량과 투여 기간에서 정해진 바 없습니다. Glugocorticoids 투여가 systemic inflammation을 줄이고 ARDS의 degression을 촉진할 수 있으며, adaptive lung repair 및 extrapulmonary physiology의 개선에도 관여한다는 많은 연구 결과들이 있습니다. 그 기전은 glucocorticoids가 helper T cells의 apoptosis를 자극 및 촉진하고 pro-inflammatory cytokines의 production을 억제하며, source로부터의 inflammatory response의 snowball effect를 줄이면서, inflammagtory site에서 neutrophil의 rolling과 adhesion을 방지하고 chemotaxis를 약화시키는 것을 들 수 있습니다. 이 외에도 membrane coupling protein expression을 유도하고 nuetrophil의 seperation과 apoptosis를 촉진함으로써 inflammatory response를 억제하고, macrophage gene expression을 유도하며, macrophage phagocytic activity를 증가시키고 natrual immune function을 개선하고, capillaries와 fibroblasts의 과도한 proliferation 및 pulmonary fibrosis의 발병을 억제합니다.
Longitudinal model과 time to event data에 joint model (JM)을 사용하는 것은 longitudinal data와 time-event data의 tajectory function에 기반을 두는, linear mixed model과 Cox proportional hazard model을 follow up data analysis tool로서 유용하다고 알려져 있습니다. 개별의 model과 비교해서, JM은 event status (survival)가 치료에 의해 어떻게 영향을 받았는지 예측하고 일반적으로 biomarker와 같은 data가 치료에 의해 영향을 받은 기간을 추정하는 데 보다 효과적인 방법을 제공합니다. 또한 JM은 biomarker와 event status 간의 correlation을 확인할 수 있습니다. 개별 model에 비해 전반적인 prediction bias (예측 편향)을 줄이고 보다 정확한 결과를 제공할 수 있습니다. 따라서 본 연구는 public eICU CRD에서 ARDS 중환자를 추출하고 JM을 이용하여 glucocorticoids가 PaO2/FiO2 level 및 환자의 생존에 미치는 영향을 조사하였습니다.
본 연구의 제한점으로는 오직 glucocorticoids 투여만을 분석하였으며, glucocorticoids 타입이나 용량, 기간은 포함하지 않았음을 들 수 있습니다.
Reference
Luming Zhang et al.The Role of Glucocorticoids in theTreatment of ARDS: A MulticenterRetrospective Study Based on theeICU Collaborative ResearchDatabase. Front. Med. 8:678260.
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