段曉霞,張代英,毛安瓊,龍 翔,王曉斌
(瀘州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院麻醉科,四川瀘州646000)
七氟醚預(yù)處理對體外循環(huán)下行心臟直視手術(shù)患者血特異性m iRNA-1的影響
段曉霞,張代英,毛安瓊,龍 翔,王曉斌
(瀘州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院麻醉科,四川瀘州646000)
目的 探討七氟醚預(yù)處理對體外循環(huán)(CPB)手術(shù)患者圍術(shù)期血心肌特異性miRNA-1(miR-1)表達(dá)水平
甲醚類; 體外循環(huán); 心肌缺血; 微RNAs; 心臟外科手術(shù)
隨著麻醉技術(shù)、深低溫體外循環(huán)(CPB)技術(shù)等的開展,通過CPB手術(shù)改善心臟功能、提高生活質(zhì)量的患者正日益增加。但是CPB下行心臟直視手術(shù)常伴心肌缺血損害,這在一定程度上影響手術(shù)治療患者的遠(yuǎn)期生存率[1]。目前常用評價(jià)心肌損害程度的指標(biāo)有:cTnI、CKMB。然而這2項(xiàng)指標(biāo)在特異度、靈敏度方面都有一定的缺陷,且本課題組的前期研究也證實(shí),cTnI、CK-MB可反映CPB下心臟直視手術(shù)患者實(shí)時(shí)心肌損害,但不能反映心肌累積損傷程度,而miR-1是反映CPB下心臟直視手術(shù)患者心肌缺血再灌注期間累積損傷程度的生物學(xué)標(biāo)志[1],從而彌補(bǔ)了心肌酶學(xué)指標(biāo)的這一缺陷。據(jù)報(bào)道,七氟醚預(yù)處理能減少CPB圍術(shù)期血cTnI、CK-MB的釋放[2],保護(hù)心肌;但七氟醚是否會(huì)影響該類患者血miR-1的表達(dá)、不同濃度的七氟醚影響程度是否不同,目前國內(nèi)外鮮見相關(guān)報(bào)道。因此,本研究擬探討七氟醚預(yù)處理對CPB下心臟直視手術(shù)患者圍術(shù)期血miR-1表達(dá)水平的影響[3],分析血miR-1表達(dá)水平的變化與七氟醚預(yù)處理濃度的相關(guān)性,進(jìn)一步闡明七氟醚預(yù)防圍術(shù)期心肌缺血損傷的機(jī)制。
1.1 一般資料 2013年10月至2014年6月本院胸心外科擬行CPB下心臟直視手術(shù)的患者;由醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn),簽署患者知情協(xié)議書,術(shù)前檢查血心肌酶學(xué)和血?dú)夥治鲋稻5?0例患者納入研究。拒絕納入研究的患者;術(shù)前血心肌酶學(xué)和血?dú)夥治鲋得黠@升高;術(shù)中或術(shù)后6 h內(nèi)死亡者排除本研究。應(yīng)用SPSS19.0隨機(jī)數(shù)字生成模塊,將納入對象隨機(jī)分為兩組,每組20例。A組行七氟醚預(yù)處理;B組給予常規(guī)CPB麻醉。兩組患者均采用芬太尼為主的常規(guī)全憑靜脈麻醉(TIVA)。常規(guī)檢測患者各項(xiàng)生命體征、用藥情況。
1.2 方法
1.2.1 標(biāo)本收集和處理 收集兩組患者術(shù)前5min、術(shù)中(術(shù)后魚精蛋白拮抗肝素后5min)和術(shù)后6 h血標(biāo)本。離心后,去血清于-80℃保存,以備用于用miR-1的檢測血。
1.2.2 標(biāo)本檢測方法 首先分離RNA,然后使用實(shí)時(shí)熒光定量逆轉(zhuǎn)錄聚合酶鏈反應(yīng)檢測血清中miR-1的含量。使用德國Effdenf公司的微量移液泵取200μL每孔的血清標(biāo)本,按1∶3比例,將標(biāo)本與美國Invitrogen公司的TRIzol LS混合,充分振蕩30~40 s。然后使用德國Qiagen公司的miRNA抽提試劑盒,按照操作說明將RNA分離。使用美國ABI公司提供的miR-1特異引物,引物編碼為5-GT-CGTATCCAGTGCGTGTCGTGGAGTC GGCAATTGCACTGGATACGACTACATAC-3,加樣完成后,將樣本放入美國Bio-Rad公司生產(chǎn)的Bio-Rad生物分析儀,并檢測miR-1的閾循環(huán)值(CT)。
1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 應(yīng)用SPSS19.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。計(jì)量資料以±s表示,采用非成對t檢驗(yàn)對資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)評價(jià),使用線性相關(guān)回歸分析七氟醚濃度與血miR-1的關(guān)系。本次研究主要使用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn),按照,檢驗(yàn)水準(zhǔn)α=0.05,功效1-β=0.8、 Cohen′s d=1。P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。
2.1 納入患者術(shù)前心肌酶學(xué)指標(biāo)和血?dú)夥治鼋Y(jié)果均未見明顯異常,兩組患者術(shù)前性別、手術(shù)類型等相關(guān)情況比較,差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。
2.2 兩組患者升主動(dòng)脈阻斷時(shí)間、各時(shí)間點(diǎn)平均動(dòng)脈壓比較,差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。
2.3 兩組患者術(shù)中和術(shù)后6 h血miR-1含量明顯高于術(shù)前,且B組患者含量均明顯高于同時(shí)間點(diǎn)A組患者,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表1、圖1。
表1 兩組患者不同時(shí)間點(diǎn)血m iR-1Ct值、相差倍數(shù)情況比較
圖1 患者不同時(shí)間點(diǎn)血m iR-1 PCR循環(huán)情況
2.4 七氟醚預(yù)處理濃度與術(shù)中及術(shù)后6 h血miR-1升高的倍數(shù)呈負(fù)相關(guān)(r=-0.41、-0.81,P<0.05)。見圖2、表2。
圖2 七氟醚濃度與各時(shí)間點(diǎn)m iR-1升高倍數(shù)的相關(guān)性
表2 手術(shù)前后不同七氟醚預(yù)處理濃度m iR-1升高的倍數(shù)(±s)
表2 手術(shù)前后不同七氟醚預(yù)處理濃度m iR-1升高的倍數(shù)(±s)
七氟醚濃度(%)時(shí)間術(shù)中術(shù)后6 h 0.25 10.2±3.2 36.2±7.6 0.50 8.2±2.4 30.2±6.5 1.00 7.1±1.8 24.8±7.7 1.50 5.7±1.1 21.0±8.0 2.00 4.9±1.2 18.1±4.2時(shí)間 七氟醚濃度(%)術(shù)中術(shù)后6 h 2.50 3.9±0.8 12.3±4.2 3.00 1.9±0.8 8.9±2.1 3.50 1.1±0.8 7.2±1.5 4.00 0.9±0.1 6.7±2.1
CPB下心臟直視手術(shù)是治療各類心臟疾病的有效措施,常伴心肌缺血損害,目前評價(jià)心肌損害程度的指標(biāo)常用的有血cTnI、CK-MB,然而這2個(gè)指標(biāo)在特異度、靈敏度方面都有一定的缺陷,且作者前期研究也證實(shí)血cTnI、CK-MB可反映CPB下手術(shù)患者實(shí)時(shí)的心肌損害,而不能反映心肌累積損傷程度,而血miR-1是反映CPB下手術(shù)患者心肌缺血再灌注期間累積損傷程度的生物學(xué)標(biāo)志[1],從而彌補(bǔ)了心肌酶學(xué)指標(biāo)的這一缺陷。
Landoni等[3]證實(shí)吸入麻醉藥具有獨(dú)特的心肌保護(hù)作用,其機(jī)制類似于心肌缺血性預(yù)處理,由此開辟了吸入麻醉研究的新領(lǐng)域,即臟器保護(hù)。研究證實(shí),七氟醚預(yù)處理可縮小狗心肌缺血模型的心肌梗死面積[4]、減少CPB下手術(shù)患者或非心臟手術(shù)的冠心病患者圍術(shù)期心肌損傷標(biāo)志物的釋放[5]、縮小冠心病患者心肌梗死面積、迅速恢復(fù)心臟泵血功能,但機(jī)制尚不清楚[6]。七氟醚對CPB下行冠狀動(dòng)脈搭橋術(shù)患者的心肌保護(hù)作用是確切的,而在其他瓣膜手術(shù)中雖不能減少cTnI的釋放[7-8],但可以改善手術(shù)患者的預(yù)后,這進(jìn)一步說明七氟醚對CPB下手術(shù)患者的心肌有保護(hù)作用,而尋找一種更為敏感、特異性更強(qiáng)的指標(biāo)來反映七氟醚對心肌的作用是一個(gè)值得探討的問題。
miRNAs是細(xì)胞內(nèi)的內(nèi)源性、小的、非編碼的RNAs,其通過切割或抑制mRNA。miRNAs通過翻譯mRNA對相應(yīng)靶目標(biāo)蛋白表達(dá)進(jìn)行負(fù)反饋調(diào)控[2-3]。正常發(fā)育、生理和疾病狀態(tài)中,miRNAs是十分重要的調(diào)節(jié)因子[4-6]。相關(guān)研究表明,大多數(shù)疾病組織中都有miRNAs異常表達(dá),而且不同的疾病其miRNAs表達(dá)種類是不一樣的,甚至某些miRNAs是某些疾病特有的[7-8]。健康人或動(dòng)物的心肌和骨骼肌組織中miR-1的含量較高,而在心臟相關(guān)疾病組織中miR-1含量會(huì)進(jìn)一步升高,但在其他如動(dòng)脈、肺、腎等組織中含量很低[9]。作者前期研究發(fā)現(xiàn),miR-208a僅能在心肌組織中檢測到[10]。因此,組織中相應(yīng)的特異性miRNA可作為診斷組織疾病的生物學(xué)標(biāo)志之一;但在實(shí)際臨床工作中一般不易獲得活體疾病組織,臨床上一般都是通過采集外周體液來解決相關(guān)問題。前期研究發(fā)現(xiàn),急性心肌梗死患者的miR-1能釋放進(jìn)入血液循環(huán),并在外周血中可檢測到,其含量明顯高于健康人,并證實(shí)miR-1是診斷臨床急性心肌梗死的生物學(xué)指標(biāo)[9],同時(shí)作者還證實(shí)血miR-1是反映CPB下手術(shù)患者心肌缺血再灌注期間累積損傷程度的生物學(xué)標(biāo)志。遺憾的是,到現(xiàn)在為止,外周血中miR-1在心肌缺血再灌注損傷中的作用機(jī)制不是十分清楚,其診斷價(jià)值也有待進(jìn)一步探討,miR-1的含量是否像cTnI、CK-MB受吸入麻醉藥預(yù)處理等作用的影響也未明了,七氟醚對心肌的保護(hù)有目共睹,因此本研究選擇七氟醚預(yù)處理來探尋吸入麻醉藥預(yù)處理和miR-1間可能的作用。
據(jù)報(bào)道,從麻醉誘導(dǎo)起到CPB下心臟停搏、麻醉機(jī)停機(jī)前吸入最低肺泡有效濃度(MAC)為0.25%~4.00%的七氟醚能減少圍術(shù)期血cTnI、CK-MB的釋放[1],保護(hù)心??;本研究意在通過七氟醚預(yù)處理后,檢測CPB下心臟直視手術(shù)患者圍術(shù)期血miR-1表達(dá)水平的變化,驗(yàn)證miR-1能否作為評價(jià)七氟醚預(yù)處理后心肌保護(hù)作用的指標(biāo),從分子生物學(xué)角度進(jìn)一步闡明七氟醚預(yù)防圍術(shù)期心肌缺血損傷的機(jī)制,從而開拓七氟醚在臨床應(yīng)用中的又一路徑,為心肌保護(hù)的研究開辟一個(gè)新思路、新領(lǐng)域。本研究結(jié)果顯示,兩組患者術(shù)中、CPB結(jié)束后6 h,2個(gè)時(shí)間點(diǎn)血miR-1含量明顯高于術(shù)前,與A組患者比較,同時(shí)間點(diǎn)B組患者含量顯著升高,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05),七氟醚預(yù)處理濃度與術(shù)中及術(shù)后6 h血miR-1升高的倍數(shù)呈負(fù)相關(guān)(r=-0.41、-0.81,P<0.05)。說明七氟醚預(yù)處理不但可以降低心肌酶學(xué)指標(biāo)的含量還可降低血miR-1含量,因此作者可以推斷七氟醚不但可以減輕CPB下手術(shù)對心肌的實(shí)時(shí)損傷,還能減輕CPB期間心肌累積損傷,這為改進(jìn)麻醉方法、提高CPB患者生活質(zhì)量開辟了新的途徑。
通過檢查CPB手術(shù)圍術(shù)期3個(gè)時(shí)間點(diǎn)血中心肌特異性miR-1的含量情況分析,結(jié)果表明,使用七氟醚預(yù)處理的A組血miR-1較術(shù)前升高的倍數(shù)為8~32倍,而對照組B組血miR-1較術(shù)前升高的倍數(shù)為16~64倍,以上結(jié)果一方面再次證實(shí)作者前期研究認(rèn)為“血miR-1可作為判斷心肌缺血再灌注損傷的指標(biāo)”的合理性,另一方面說明使用七氟醚預(yù)處理后血miR-1的含量明顯較低,差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)[1,9-10]。同時(shí)本研究發(fā)現(xiàn),七氟醚預(yù)處理濃度與術(shù)中及術(shù)后6 h血miR-1升高的倍數(shù)呈負(fù)相關(guān)(r=-0.41、-0.81,P<0.05),從圖2中作者發(fā)現(xiàn),當(dāng)七氟醚預(yù)處理濃度在3%~4%時(shí)其相應(yīng)miR-1下降不如濃度在0.25%~3.00%時(shí)明顯,說明在一定濃度范圍內(nèi)七氟醚預(yù)處理濃度越高術(shù)中及術(shù)后6 h血miR-1升高倍數(shù)越小,而盲目加大七氟醚的濃度可能不會(huì)改善心肌缺血情況[9-10]。
總之,七氟醚預(yù)處理可降低血miR-1含量,減輕CPB期間心肌累積損傷,且在一定濃度范圍內(nèi)七氟醚預(yù)處理濃度越高術(shù)中及術(shù)后6 h血miR-1升高倍數(shù)越小。
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Effect on specificm iRNA-1 in pretreatmentw ith sevoflurane for patients accepted the intracardiac surgery under cardiopulmonary bypass
Duan Xiaoxia,Zhang Daiying,Mao Anqiong,Long Xiang,Wang Xiaobin
(DepartmentofAnesthesiology,the Affiliated Hospitalof Luzhou MedicalCollege,Luzhou,Sichuan 646000,China)
Objective To approach the effectofexpression levelon specificmicroRNA-1(miR-1)in pretreatmentwith sevoflurane forpatientsaccepted the intracardiac surgery undercardiopulmonarybypass(CPB)and analyze the correlation between sevoflurane concentration andmiR-1 level to set forth themechanism of prevention from perioperativemyocardial ischemia injury with sevoflurane further.M ethods A total of 40 patients planned to have intracardiac surgery under CPB from October 2013 to June2014weredivided into twogroups.Group A(20 cases)was treatedwith sevoflurane in advanceand group Bwith routine CPB anesthesia.The blood samples at the time of preoperative 5minutes,during the operation(protamine-against-heparin 5min after the operation)and postoperative 6 hourswere collected by the two groups.It isadopted real-time fluoresence quantitative polymerase chain reaction to testserum miR-1 contentatvarious time.Results The serum miR-1 contents during the operation and 6 h after CPB operation were significantly higher than those before the operation between the two groups.Compare with Group A at the same time,the serum miR-1 content in Group A was lower than thatofgroup B.The difference had statistical significance(P<0.05);ThemiR-1 levelsin group A had astrongnegative correlationwith the concentration ofsevoflurane(r=-0.41,-0.81,P<0.05).Conclusion Pretreatmentwith sevofluranemay decrease erum miR-1 content,relievemyocardial ischemia injury during the CPB.Under certain scope,the higher the pretreatmentconcentration with sevoflurane the smaller the serum miR-1 contentmultiplerduring the operation and 6 h after theoperation.
Methyethers; Extracorporealcirculation; Myocardialischemia; MicroRNAs; Cardiac surgicalprocedures
10.3969/j.issn.1009-5519.2015.01.011
A
1009-5519(2015)01-0028-03
2014-08-30)
瀘州醫(yī)學(xué)院課題(2013ZRQN082);瀘州醫(yī)學(xué)院附屬醫(yī)院課題(14020)。
段曉霞(1981-),女,四川瀘州人,碩士研究生,主治醫(yī)師,主要從事臨床麻醉工作;E-mail:782348971@qq.com。
的影響,分析七氟醚濃度和miR-1表達(dá)水平變化的相關(guān)性,進(jìn)一步闡明七氟醚預(yù)防圍術(shù)期心肌缺血損傷的機(jī)制。方法
將2013年10月至2014年6月該院胸心外科擬在CPB下行心臟直視手術(shù)的40例患者隨機(jī)分為A、B兩組。A組20例行七氟醚預(yù)處理;B組20例行常規(guī)CPB麻醉。抽取兩組患者術(shù)前5min、術(shù)中(術(shù)后魚精蛋白拮抗肝素后5min)和術(shù)后6 h血液標(biāo)本,采用實(shí)時(shí)熒光定量聚合酶鏈反應(yīng)方法檢測不同時(shí)間點(diǎn)血miR-1含量。結(jié)果 兩組患者術(shù)中、術(shù)后6 h血液標(biāo)本中miR-1含量明顯高于術(shù)前,且相應(yīng)時(shí)間點(diǎn)A組患者血miR-1含量低于與B組,差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05);七氟醚預(yù)處理濃度與術(shù)中及術(shù)后6 h血miR-1升高的倍數(shù)呈負(fù)相關(guān) (r=-0.41、-0.81,P<0.05)。結(jié)論 七氟醚預(yù)處理可降低血miR-1含量,減輕CPB期間心肌累積損傷,且在一定濃度范圍內(nèi)七氟醚預(yù)處理濃度越高,術(shù)中及術(shù)后6 h血miR-1含量升高倍數(shù)越小。