乌司他丁对体外循环下瓣膜置换术患者TNF-α、MDA、PMN的影响

　　作者：王虎,吴继红,邓丽,张斌　　作者单位：宁夏医科大学附属医院心外科，银川

　　【摘要】目的观察体外循环 (cardiopulmonary bypass,CPB)下瓣膜置换围术期应用乌司他丁药物对肺保护作用。方法 选择30例择期行心脏瓣膜置换术的患者随机分为乌司他丁组和对照组,每组15例。乌司他丁组给予乌司他丁12000 IU·kg-1于切皮后至CPB前缓慢静注半量，另半量加入预充液中随转机进入体内;对照组给予等量0.9%氯化钠注射液，用法同乌司他丁组。两组分别麻醉诱导后即切皮前(T1)、体外循环45min时(T2)、体外循环停机前5min(T3)、停机后6h(T4)及停机后24h(T5)5个时间点， T1～T3时间点即刻送动脉血检测中性粒细胞(PMN)值;分离血清检测T1～T3时点丙二醛(MDA)浓度和 T1～T5时点TNF-α浓度。结果 两组CPB开始后血清TNF-α、MDA、PMN浓度逐渐升高，CPB停机前5min 三者血清浓度达到高峰，CPB后24 h TNF-α仍维持在很高的水平;乌司他丁组T3～T5时点的血清TNF-α浓度及T2～T3时点的血清MDA浓度、PMN值低于对照组相同时点值，差异有统计学意义(P<0.05)。结论 乌司他丁可降低体外循环心脏瓣膜置换术CPB期间血液PMN及血清TNF-α、MDA的表达，起到肺保护的作用。

　　【关键词】 体外循环;TNF-α;肺保护;乌司他丁;心脏瓣膜置换

　　随着人工心肺机的不断改进、心肌保护措施的完善和外科技术的提高，心内直视手术的病死率和并发症正日趋下降，但是目前体外循环 (cardiopulmonary bypass,CPB)瓣膜置换术后肺脏损伤仍然是临床上最为常见的并发症。尤其对于瓣膜置换手术心肺转流时间长，CPB引起的肺功能障碍已经成为术后死亡的主要原因之一。CPB相关性肺损伤的发生机制,目前多认为与CPB所致SIRS、肺缺血/再灌注损伤两大主要因素有关[1] 。在心脏外科手术中，围术期及术后的肺保护就尤为显得重要。TNF-α是全身炎症反应中的主要影响因子，缺血再灌注损伤与PMN瘀滞和 MDA浓度有关，本文观察体外循环下乌司他丁对瓣膜置换术中肺损伤时TNF-α、MDA、PMN的影响，旨在为乌司他丁用于肺保护提供依据。

　　1 资料与方法

　　1.1 病例选择及分组 选择30例择期行体外循环下行心脏瓣膜置换术的心脏病患者(系宁夏医科大学附属医院心胸外科2008年1月到2008年9月期间的住院患者，并排除冠心病，所有患者均无肺、肝、肾和凝血功能障碍，术前1周未使用激素和华法令、阿司匹林、肝素、潘生丁等影响凝血功能的药物)。30例随机分为对照组(C组)和乌司他丁组(U组)，每组15例。两组患者的一般临床资料比较差异无统计学意义(P>0.05)，见表1。表1 两组患者一般临床资料

　　1.2 麻醉诱导和维持 患者术前常规禁饮食，术前30 min肌注杜冷丁1 mg· kg-1 (或吗啡0.05～0.1mg · kg-1)，入手术室后开放左上肢静脉通路，局麻下行左颈动脉穿刺置管连续监测动脉压，同时采用philips MP50监测心电图、脉搏、氧饱和度及PetCO2 (呼吸末二氧化碳分压)。 给予力月西(咪唑安定)2～5 mg，芬太尼5～10μg·kg-1 ，维库溴铵0.1mg·kg-1，依托咪酯0.3 mg·kg-1，面罩辅助呼吸，待病人全肌松弛后行气管插管，用Drgon麻醉机控制呼吸，潮气量8～10mL·kg-1，呼吸频率12·min-1，呼气末二氧化碳分压30～35 mmHg，然后行右颈内静脉穿刺置管以便测压，抽血样。 持续泵注得普利麻、瑞芬太尼，间断给予肌松药以及咪唑安定，吸入异氟醚维持麻醉，根据血压进行调整麻醉药用量，维持合适的麻醉深度。 监测MAP、CVP、ECG、SaO2、SvO2、PetCO2、MV(每分钟通气量)、TV(潮气量)、吸入氧浓度、鼻咽温、直肠温、水温、尿量、ACT、血气分析、电解质、血红蛋白、血细胞比容。

　　1.3 体外循环 麻醉完成后，两组患者均采用德国进口JOSTRA HL-20型体外循环机，进口Medtronic或Tervmo膜肺。预充方法：中度血液稀释，稀释量为20～30mL·kg-1,稀释后Hct∶0.2～0.25，采用琥珀酰明胶和复方氯化钠溶液预充，预充量为1500～2500mL，晶∶胶比值(0.6～0.8)∶1，5%碳酸氢钠1～3mL·kg-1,25%硫酸镁注射液0.1mL·kg-1,应用甲强龙500mg。转流方法：常规肝素化后，升主动脉插管及上、下腔静脉插管或是插右房管后，开始体外循环转流并注意左心引流。不阻断组，降温采用浅低温，鼻咽温度30～32℃;肛温32℃。阻断组，采用中低温，鼻咽温度26～28℃;肛温30℃,当鼻咽温降至30℃时,阻断组均阻断升主动脉,经主动脉根部或左、右冠状动脉直接灌注或冠状静脉窦逆行灌注。采用1∶4(1份灌注液、4份血液)冷氧合血(3～6℃)灌注,每次灌注量15～20mL·kg-1，灌注流量200～400mL·min-1,灌注压力<200mmHg,逆灌压力<40mmHg。每30 min灌注1次,再次灌注，均采用半钾1∶4冷氧合血(3～6℃)，灌注量为首次的一半。一般灌注1-3次,最多灌注4次，以心电图呈一条直线为准。转中灌注流量1.8～2.8L(m2)-1·mim-1，主动脉根部灌注压力100～200 mmHg，MAP为50～80mmHg，术中常规给予甘露醇0.25～0.5g·kg-1，保持转中尿5mL·kg-1·h-1主要心内操作结束后，逐渐复温，注意温差≤10℃，鼻咽温达32℃以上，开放升主动脉并行主动脉根部吸引排气，排气减压时保持心脏空虚跳动状态，辅助呼吸，心脏复跳后辅助循环为主动脉阻断时间的1/3左右，待血液动力学平稳;心律齐或经药物、安装起搏器已调整到满意程度;中心静脉压及平均动脉压保持平稳至术前正常水平;SvO2>75%;鼻咽温至37℃，肛温35℃以上;酸碱平衡及电解质各项指标正常;Hb>80.0g·L-1;血管活性药物或正性肌力药已准备就绪或开始输入后平稳停机。CPB结束后，用鱼精蛋白中和肝素，量为(1.2～1.5)∶1。

　　1.4 观察和记录项目 分别记录两组患者的年龄、体重、CPB时间、术后24h胸液量、气管插管带管时间等。

　　1.5 方法及实验室检查 乌司他丁组患者给予乌司他丁12000 IU·kg-1于切皮后至CPB前缓慢静注半量，另半量加入预充液中随转机进入体内;对照组给予等量0.9%氯化钠注射液，用法同乌司他丁组。两组患者分别于麻醉诱导后即切皮前(T1)、体外循环45min(T2)、体外循环停机前5min(T3)、停机后6h(T4)、停机后24h(T5)5个时间点抽取动脉血4mL(肝素抗凝)。对两组患者T1～T3时间点所采血即刻取1mL送检血常规，其余分离血清，T1～T3时间点检测丙二醛含量(MDA，硫代巴比妥酸比色法，由我院中心实验室完成)，T1～T5时间点检测TNF-α的含量(ELISA试剂盒，上海西唐生物科技有限公司)，根据试剂盒的说明进行检测操作。

　　1.6 统计学方法 数据以均数±标准差(±s)表示,采用SPSS11.5统计软件。两样本均数间比较采用Student's t检验，多样本均数间比较采用One-way ANOVA检验，以P<0.05为差异有统计学意义。为避免CPB后血液稀释的影响，对上述相关数据进行矫正(矫正值=实测值×CPB前Hct/实测Hct)。

　　2 结果

　　2.1 临床情况 所有病人均手术顺利，安全度过ICU监护期，痊愈出院，无药物不良反应发生。患者的CPB时间、术后机械通气时间比较、24h胸液量比较差异无统计学意义，P>0.05，见表2。表2 两组患者术后一般情况比较

　　2.2 两组患者CPB前后TNF-α、MDA浓度及PMN数值比较 两组CPB开始后血清TNF-α水平逐渐升高，CPB停机前5min TNF-α血清水平达到高峰，CPB后24 h TNF-α仍维持在很高的水平;乌司他丁组T3～T5时点的TNF-α血清浓度低于对照组相同时点的浓度,差异有统计学意义(P<0.05),见表3。表3 两组不同时间点TNF-α浓度的变化(±s，PG·mL-1, n=15)

　　组别T1T2T3T4T5C组5.38±2.4738.46±12.87*49.18±6.54*39.15±20.29*46.38±4.01*U组6.15±3.7726.05±8.81*30.07±8.55*△23.79±7.47*△29.59±3.66*△ 与对照组比较△P<0.05;组内与T1比较*P<0.01 (T1-体外循环前、T2-体外循环45min、T3-体外循环停机前5min、T4-停机后6h、T5-停机后24h) 两组CPB后T2～T3时点的血清MDA浓度均较CPB前T1时点的浓度增高,差异有统计学意义(P<0.01);乌司他丁组T2～T3时点的MDA浓度低于对照组同时点的浓度，差异有统计学意义(P<0.05)，见表4。表4 两组不同时间点MDA浓度的变化与对照组比较△P<0.05;组内与T1比较*P<0.01 (T1-体外循环前、T2-体外循环45min、T3-体外循环停机前5min)

　　两组CPB后T2～T3时点的PMN数值与CPB前T1时点的数值比较均升高,差异有统计学意义(P<0.05);乌司他丁组T2～T3时点的PMN数值低于对照组同时点的浓度，差异有统计学意义(P<0.05)，见表5。表5 两组不同时间点PMN数值的变化

　　3 讨论

　　CPB是行心内直视手术的一种重要手段,伴随CPB技术、心肌保护措施和心脏外科手术技巧不断完善与提高,心内直视手术的并发症和病死率逐步下降，但肺损伤仍然是体外循环术后常见的并发症之一[2]。目前术后急性呼吸窘迫综合征(ARDS)发生率约达2%，病死率可高达50%～70%[3]。事实上,几乎所有CPB术后者均有不同程度的肺损害、肺功能减退。目前大多数学者认为CPB术后肺损伤主要是术中全身炎症反应和缺血再灌注损伤所致,TNF-α是全身炎症反应中的主要影响因子，缺血再灌注损伤与PMN瘀滞和 MDA浓度有关[4]。

　　对于CPB期间肺脏的保护措施主要有体外循环系统的改进、药物、肺表面活性物质和肺动脉灌注等。应针对炎症反应的各个环节，采取相应的治疗方法，减少或减轻CPB术后并发症的发生，应用药物抑制是减轻炎症反应的重要方法。Finn AB等[5]报道，术前及术中大剂量应用皮质激素可减少溶酶体的释放，抑制补体的激活，从而抑制C3a、C5a的活化，影响白细胞表面黏附分子CD11、CD18及IL-8的释放，降低肺血管张力。Friedman M[6]则发现白细胞黏附抑制剂NPC15669可减少肺内白细胞聚滞和自由基的释放，降低CPB后肺血管通透性。所以围术期应用药物适时干预炎性反应，对于减少肺部并发症尤为重要。有研究证明乌司他丁能很好地抑制炎症反应 [7]，并具有在手术中保护重要器官的功能[8]。

　　本次研究结果显示，从CPB术开始后TNF-α浓度逐渐升高，至术后24h仍然维持较高水平，乌司他丁组CPB术后各时点血清TNF-α量较对照组相同时点明显降低，这说明乌司他丁的应用具有明显的减少CPB术中TNF-α量，从而可以起到抑制炎症反应的作用，Isober等[9]研究发现，乌司他丁在体外试验中能抑制内毒素活化作用引起的TNF-α浓度的升高，具有抑制炎症反应的作用，体外循环下,由于非搏动性灌注,血液与异物接触以及微血栓的形成等种种非生理性状态造成的全身炎症反应综合征是一个动态变化的过程,炎症因子的表达持续到CPB结束后较长的一段时间。考虑与炎症细胞激活和内皮功能损伤,通过不同的炎症信号通路,激活转录因子,最终合成各种炎症介质,造成组织损伤有关。

　　乌司他丁组CPB术后各时点血清MDA浓度及PMN量较对照组相同时点明显降低，这说明乌司他丁的应用可以减少血清MDA浓度及PMN量，从而抑制CPB中脂质过氧化作用，可以减轻缺血再灌注损伤，应斌宇等[10]结果显示乌司他丁能显著抑制缺血再灌注的程度， 乌司他丁的作用效果与国内的研究结果相符。

　　本研究显示，乌司他丁可降低心脏瓣膜置换术CPB期间血液PMN及血清TNF-α、MDA的表达，起到肺保护的作用。

　　【参考文献】

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　　[9] Hirotaka，Isober，Kenji okajima，et al.Inhibition of tumor necrosis factorproduction by urinary trypsin inbibitor[J].International Congress Series, 2003(1225)：69-74.

　　[10] 应斌宇，孙来芳.乌司他丁对创伤弧菌脓毒血症实验大鼠细胞因子的影响和意义[J].实用医学杂志,2004,20(4):362-364.