房间隔缺损介入封堵前后炎症因子的变化及其影响因素的初步探讨

　　作者：蔡菁　　作者单位：东南大学心血管病研究所、东南大学附属中大医院 心内科，江苏 南京 210009

　　【摘要】目的探讨先天性心脏病Ⅱ孔型房间隔缺损(ASD)患者血清可溶性细胞黏附分子1(sICAM1)、可溶性P选择素(sPs)、白细胞介素6(IL6)及肿瘤坏死因子α(TNFα)在介入治疗前后的变化及其影响因素。方法用酶联免疫吸附法(ELISA)检测30例ASD患者在介入封堵治疗前后血清中sICAM1、sPs、IL6及TNFα的浓度。结果与术前相比,术后即刻sICAM1、sPs、IL6和TNFα升高,但差异无统计学意义(P>0.05),术后1、2 d稍有下降 ,术后3 d明显升高(P<0.05)，术后5 d较术后3 d明显下降(P<0.05)，术后7 d恢复至基线水平。植入房间隔封堵器直径≥30 mm的患者术后第3、5、7 d的炎症因子浓度较植入封堵器直径<30 mm的患者明显增高(P<0.05)。手术时间≥1 h的患者术后炎症因子浓度较手术时间<1 h的患者明显增高(P<0.05)。结论介入治疗ASD可以激活机体于术后早期出现炎症反应,但为自限性;植入封堵器直径和手术时间可影响炎症因子的表达。

　　【关键词】 房间隔缺损,介入治疗,可溶性细胞间黏附分子1 P选择素 白细胞介素6 肿瘤坏死因子α

　　Abstract：ObjectiveTo investigate the changes of the serum soluble intercellular adhesion molecule1(sICAM1),soluble Pselectin (sPs),interleukin6(IL6)and tumor necrosis factorα(TNFα)in patients with atrial septal defect(ASD)before and after transcatheter closure.MethodsWith enzyme linked immunosorbent assays (ELISA),serum sICAM1,sPs,IL6 and TNFα were measured before and after transcatheter closure.ResultsThe contents of serum sICAM1,sPs,IL6 and TNFα tended to rise immediately at the end of closing procedure (but not statistically significant,P>0.05),decreased slightly at first and second day postprocedure,increased significantly at the third day postprocedure(P<0.05),and then decreased significantly at the fifth day(P<0.05) and reached baseline at the seventh day postprocedure.The large size of occluder(the diameter of the occluder ≥30 mm) and long procedure time (more than 1 hour) were related to the significant increasing of the serum sICAM1,sPs,IL6 and TNFα after the closure procedure(P<0.05).ConclusionsInflammatory reaction after transcatheter closure of ASD is transitory,selflimiting and without clinical significance.Expression of inflammatory factors is related to the diameter of the occluder and procedure time.

　　Key words:atrial septal defect; transcatheter therapy; soluble intercellular adhesion molecule1; Pselectin; interleukin6; tumor necrosis factorα

　　可溶性细胞黏附分子1(sICAM1)、可溶性P选择素(sPs)、白细胞介素6(IL6)和肿瘤坏死因子α(TNFα)同属血清炎症因子,有多种生理功能。sICAM1在炎症和免疫应答等过程中具有极其重要的作用;sPs可介导血小板的活化,引导、始动细胞间的相互黏附而形成血栓及促进炎症进而造成血管阻塞,促进白细胞释放组织炎症因子等,对实质细胞(如心肌细胞等)造成损伤;IL6有免疫调节、防御功能,参与急性期反应;低浓度TNFα可介导白细胞黏附于血管内皮细胞,导致白细胞在炎症部位积聚,激活炎性白细胞杀死微生物并刺激单核细胞及其他种类细胞产生细胞因子以抗感染,引起炎症反应。这些指标在心血管疾病中的表达变化和意义已有研究[13],但在房间隔缺损(ASD)介入治疗前后它们表达变化和意义的研究罕见报道[4]。本研究通过检测ASD患者介入治疗前后血清中各指标的水平，旨在探讨其变化和意义及其影响因素,以评价介入治疗对机体的影响。

　　1 资料与方法

　　1.1 一般资料

　　选择2005年8月至2007年3月在东南大学附属江阴医院成功施行ASD介入封堵治疗的患者30例,男7例,女23例,平均年龄(33.73±21.20)岁。所有研究对象术前经超声心动图检查确诊，常规检查血常规、血生化、X线胸片、心电图等,均排除感染、肿瘤、免疫性疾病、严重肝肾疾病、糖尿病、血液系统疾病等,无冠心病、心肌炎等其它心血管合并症,无手术禁忌。术前2周内未服用抗血小板药。

　　1.2 方法

　　1.2.1 封堵材料 采用房间隔缺损双面伞封堵器,由深圳先健公司制造,为镍钛合金丝编织成具有形态记忆功能的密集网状结构,内有3层高分子聚酯片。

　　1.2.2 样本采集和指标测定 所有研究对象分别于术前当日清晨，术后即刻，术后第1、2、3、5及第7天采集空腹静脉血4 ml,置干燥管中4℃静置2 h后离心(3 000 r•min-1,20 min)并分离血清,于-30 ℃保存待测。酶联免疫吸附法(ELISA)检测sICAM1、sPs、IL6、TNFα水平。定量试剂盒购自上海森雄科技实业有限公司(美国分装),严格按说明书操作。

　　1.2.3 抗凝 所有患者术中常规给予肝素,首次剂量为50 IU•kg-1,以后每1 h追加25 IU•kg-1，术后8 h予1次低分子量肝素抗凝,剂量为100 IU•kg-1;术后第2天开始口服肠溶阿司匹林5 mg•kg-1,1次•d-1,疗程3个月。

　　1.3 统计学处理

　　数据以x-±s表示,采用SPSS12.0统计软件包进行随机区组设计的方差分析,检测水准α=0.05。

　　2 结 果

　　2.1 围手术期各时点血清sICAM1、sPs、IL6和TNFα含量变化。

　　见表1。表1 ASD患者围手术期各时点sICAM1、sPs、IL6和TNFα的变化 由表1可见，与术前相比,术后即刻sICAM1、sPs、IL6和TNFα均升高,但差异无统计学意义(P>0.05)，术后第1、2天稍有下降,差异无统计学意义(P>0.05)术后第3天升高至最高点与术前、术后第1、2天相比差异有统计学意义(P<0.05);术后第5天与第3天相比明显下降(P<0.05);术后第7天下降明显并恢复至基线水平，与术后第3、5天比较差异有统计学意义(P<0.05)。

　　2.2 植入封堵器直径大小及手术时间对ASD患者围手术期各时点血清sICAM1、sPs、IL6和TNFα含量的影响

　　本组研究对象中选用的ASD封堵器直径≥30 mm者14例,<30 mm者16例;手术时间≥1 h者9例，<1 h者21例。根据封堵器直径和手术时间不同分别对研究对象作进一步分层分析，各指标变化情况见表2、3。 表2 植入不同直径封堵器ASD患者围手术期各时点sICAM1、sPs、IL6和TNFα的变化表3 不同手术持续时间ASD患者围手术期各时点sICAM1、sPs、IL6和TNFα的变化与手术时间<1 h组相同指标同一时点比较,*P<0.05,**P<0.01

　　由表2可见，按封堵器直径分组后统计结果显示各组组内各指标变化趋势与全组相应指标的变化趋势一致,但组间资料显示封堵器直径≥30 mm组在术后第3、5、7天各指标与封堵器直径<30 mm组相应指标相比明显增高(P<0.05或P<0.01)。由表3可见，按手术持续时间分组后统计结果显示各组组内各指标变化趋势与全组相应指标的变化趋势一致,但组间资料显示手术持续时间≥1 h组术后即刻，术后第1、2、3、5和7天各指标与手术持续时间<1 h组相应指标相比均明显增高(P<0.05或P<0.01)。

　　3 讨 论

　　介入治疗ASD具有微创、操作简便、成功率高、严重并发症少等优点,目前已在临床得到广泛应用。但由于植入的封堵器和操作过程中使用的器械均是异物,其侵入性操作可激活凝血系统,引起多种炎症因子释放并由其介导炎症反应从而造成心血管系统的损伤。研究[5]表明,压力作用下炎症因子短期的表达可以上调心脏中保护蛋白家族因子的表达，还可以通过协调心肌肥大、心脏变构、心脏修复等一系列心脏压力反应,帮助心脏适应外界压力的损伤,而其长期的表达却会引起明显的心脏代谢失常。故我们可通过检测血清中的炎症因子水平，从凝血系统的激活和炎症损伤及其影响因素的角度来评价介入治疗对ASD的意义。

　　TNF和IL6都是促炎细胞因子。分泌型TNFα被认为是炎症启动物质之一,主要由单核细胞、巨噬细胞和T细胞产生。IL6继TNF后合成,具促炎和抗炎双向作用[6],其血浆水平与炎症反应程度平衡。因此，TNFα和IL6可作为炎症反应早期诊断的敏感指标。ICAM1和Ps同属细胞黏附分子家族。ICAM1通过与其配体白细胞功能相关抗原1(LFA1)的结合而促进T细胞活化和白细胞浸润,有助于炎症和免疫应答。Ps正常贮存在静止血小板颗粒及内皮细胞的Weibelpalade体中,被炎性介质等刺激后出现并表达在细胞表面,脱落形成sPs,介导血小板的活化,引导和始动细胞间的相互黏附而形成血栓,促进炎症而造成血管栓塞,并促进白细胞释放组织因子等,是反映血小板活化与释放反应的最特异标志物和内皮细胞受损和激活状态的良好指标 [7]。肝素除传统的抗凝作用外,尚具有抑制白细胞黏附等抗炎、抗过敏等多方面的生物学活性和药理作用[8],还可以明显抑制血浆炎性细胞因子水平[9]。

　　本研究结果表明,术后即刻sPs、sICAM1、IL6和TNFα水平高于术前，提示介入治疗术后即刻激活了机体炎症和免疫应答反应,可能原因有:(1)操作过程本身不可避免会造成心血管内皮的轻微创伤;(2)操作器械的异物性激活作用。但是各项指标的升高与术前相比差异并无统计学意义。造成这种现象的原因可能有：(1)手术时间较短;(2)手术操作均在血流速度较慢的体肺静脉系统中进行,血流剪切应力的影响较小,因而对机体激活作用较弱[10]。各指标在术后2 d内无明显变化,说明术中及术后肝素的应用除起到抗凝作用外,还起到了抑制非特异性炎症的作用。术后第3天各指标均明显升高,且高于术前,可能的机制是：(1)封堵器的持续异物刺激及机械作用、机械压迫造成局部心内膜组织损伤、水肿，引起非特异性炎症;(2)肝素的停用，其对非特异性炎症的抑制作用消失。术后第5及第7天的血清检测显示各指标均明显下降且在第7天基本恢复至基线水平,可能与局部炎症、水肿消散有关。手术时间较长的患者与手术时间较短的患者相比在术后即刻炎症因子即有较为明显的增高，且持续时间较长，可能的原因是：(1)心血管内皮损伤随操作过程的延长而加重;(2)操作器械的异物性激活作用随手术时间的延长而更明显。这种损伤出现较早，持续时间较长，修复相对较为缓慢，肝素不能完全抑制由其造成的炎症反应。植入较大直径封堵器的患者与植入较小直径封堵器患者相比在术后3 d后各炎症因子的增高有统计学意义，可能原因为：(1)较大直径封堵器的持续异物刺激及机械作用、机械压迫对局部心内膜组织损伤较直径较小封堵器更为明显;(2)该作用一定程度上可被肝素抑制，故术后第1、2天两组间各指标差异无统计学意义。适当延长肝素的使用时间,尤其对植入较大直径封堵器的患者而言，可能有利于减少术后并发症的发生。各组组内分析表明各指标变化趋势与全组相应指标的变化趋势一致，提示该炎症反应是一过性的，自限性的。分组分析结果显示，手术时间≥1 h的9例患者中5例患者植入封堵器直径≥30 mm，手术时间<1 h的21例患者中仅有9例患者植入封堵器直径≥30 mm，对统计结果可能会产生一定影响。

　　本组结果显示，ASD患者介入治疗术后早期出现短期的一过性炎症反应,手术时间长与植入封堵器直径大可使机体的炎症反应更为明显，肝素对这一过程有较为明显的抑制作用，建议在植入大堵闭器(直径≥30 mm)的患者在介入治疗后要延长肝素使用时间，最好要用3～5 d的肝素或者低分子肝素。

　　【参考文献】

　　[1]Boyle E M,Pohlman T H,Johnson M C,et al.Endothelial cell injury in cardiovascular surgery:the systemic inflammatory response[J].Ann Thorac Surg,1997,63(17)：277281.

　　[2]Beata K,Jerzy S,Bogusl C W,et al.Activation of circulating platelets and platelet response to activating agents in children with cyanotic congenital heart disease：their relevance to palliative systemicpulmonary shunt[J].Int J Cardiol,2001,79:4959.

　　[3]邓军,孔祥清,杨荣,等.室间隔缺损介入治疗前后可溶性细胞间黏附分子1、P选择素、肌钙蛋白Ⅰ的变化及意义[J].南京医科大学学报,2005,25(8)：555557.

　　[4]Josep R C,Andrés P,Carles P,et al.Assessement of the markers of platelet and coagulation activation following transcatheter closure of atrial septal defects[J].Int J Cardiol,2005,98：107112.

　　[5]张才波，王跃群，吴秀山.促炎因子在心脏修复中的作用[J].生命科学研究,2004,8(2):1013.

　　[6]Hogye M,Mandi Y,Csanady M,et al.Comparison of circulating levels of interleukin6 and tumor necrosis factoralpha in hyperthophic cardiomyopathy and in idiopathic dilated cardiomyopathy[J].Am J cardiol,2004,94(2):249251.

　　[7]Alan D M,Marc R B,Herbert B H,et al.In vivo tracking of platelets：Circulating degranulated platelets rapidly lose surface Pselectin but continue to circulate and function[J].Med Sci,1996,93：1187711882.

　　[8]韩秀珍,焦波,尚雪原,等.低分子量肝素对白细胞黏附和黏附分子表达的影响[J].中国生化药物杂志,2003,24(4)：179181.

　　[9]Ozawa T,Yoshihara K,Koyama N,et al.Clinical efficacy of heparinbonded circuits related to cytokine responses in children[J].Ann Thorac Surg,2000,69:584590.

　　[10]刘永明,欧阳静萍,Muller S,等.流体剪力导致血管内皮细胞ICAM1分布异常的实验研究[J].中国病理生理杂志,2000,16(10)：983.