李星星， 李元海

安徽醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院麻醉科，合肥 230022

短篇論著

術后早期認知功能障礙患者外周血血管內皮生長因子水平的變化

李星星， 李元海*

安徽醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院麻醉科，合肥 230022

目的：探討氣管插管全麻手術后患者術后認知功能障礙(postoperative cognitive dysfunction，POCD)與外周血中血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)水平變化的相關性。方法：選擇老年骨科手術患者，年齡≥65歲，無心腦血管疾病和精神類藥物使用史。術前1 d和術后2 h分別采用簡易精神狀態(tài)檢查表(mini-mental state examination，MMSE)評分，明確患者的認知功能情況。實驗分為兩組：POCD組20例，對照組22例。分別于麻醉誘導前10 min、術中1 h、術后2 h和術后1 d采集外周血，檢測VEGF水平。結果：兩組患者的一般情況無明顯差異。與術前相比，POCD組術后2 h的MMSE評分明顯降低(P<0.001)，而對照組差異不明顯。與對照組相比，術后2 h時POCD組的VEGF水平明顯升高(P<0.01)；而在其余時間點POCD組與對照組間VEGF差異無統(tǒng)計學意義。結論：骨科老年患者全麻手術后2 h POCD的發(fā)生與術后2 h外周血中VEGF表達水平升高相關。

認知障礙；麻醉，全身；血管內皮生長因子

術后認知障礙(postoperative cognitive dysfunction，POCD)的主要臨床表現(xiàn)為認知功能下降，包括記憶損害、注意力改變、推理和抽象思維能力下降、語言運用能力降低和視覺空間功能障礙等。目前臨床上出現(xiàn)認知障礙的原因很多，其相關機制尚不清楚，目前尚無確切統(tǒng)一的診斷標準。而且POCD與血管內皮生長因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)表達的相關性也鮮有報道。本研究初步探討全身麻醉術后早期POCD與VEGF變化的關系。

1 資料與方法

1.1 一般資料 本研究經安徽醫(yī)科大學第一附屬醫(yī)院倫理委員會批準，選擇老年骨科手術患者，年齡≥65歲，ASAⅠ～Ⅱ級?；颊呔鶡o心腦血管疾病和精神類藥物使用史。實驗分為POCD組(20例)和對照組(22例)。術前1 d和術后2 h根據簡易精神狀態(tài)檢查表(mini-mental state examination，MMSE)評價患者認知功能的變化。評價標準：術后2 h認知功能評分比術前1 d下降≥2分的患者為POCD組或者POCD高風險組；術后2 h認知功能評分比術前1 d無改變或增加者為對照組。

1.2 全麻方法及相關監(jiān)測 所有患者進入手術室前45 min肌內注射0.1 g 3-氨基苯二甲酰肼，鼻氧管供氧3 L/min。麻醉誘導用藥為舒芬太尼0.3 μg/kg、異丙酚1.5～2.5 mg/kg、利多卡因50 mg和阿曲庫銨0.2～0.3 mg/kg。氣管插管后給予橈動脈穿刺，監(jiān)測動脈壓，用七氟醚維持麻醉。依手術時間追加舒芬太尼10 μg/h(≥1 h)，使用德國Drager麻醉機進行機械通氣。Spacelabs監(jiān)護儀監(jiān)測血流動力學參數，呼吸參數設定：呼吸頻率12次/min，潮氣量為6～8 mL/kg，吸呼比為1∶2，維持PaCO2為35～42 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)。血壓維持在100/70～140/85 mmHg。

1.3 ELISA法檢測VEGF水平 分別于誘導前15 min(T0)、術中1 h(T1)、術后2 h(T2)和術后1 d(T3)采集靜脈血4 mL，離心取上清液，-20℃保存。采用雙抗體夾心ELISA法檢測VEGF水平，按照試劑盒(購自上海西唐生物科技有限公司)說明書操作，然后上酶標儀于450 nm波長處測定吸光度(D)，測定值換算成VEGF值。

1.4 MMSE評分 于術前1 d和術后2 h采用MMSE對患者認知功能進行評分，記錄相關數據。目前，MMSE測試已被廣泛應用于臨床及科研測試被試者的POCD[1]，其測試簡潔、方便且有效，僅需要5～10 min。MMSE的具體內容主要包括5個方面，即定向力、記憶力、注意力及計算力、回憶和語言[2]。將術后與術前基礎值比較，MMSE評分低于術前基礎值2分者，認為其認知功能下降[3]。

2 結 果

2.1 兩組患者的基本情況 兩組患者的性別比、年齡、體質量、身高和手術時間差異均無統(tǒng)計學意義(表1)。

表1 兩組患者的一般情況比較 ()

2.2 兩組患者手術前后MMSE的比較 POCD組T2比T0的MMSE評分明顯降低(P<0.001)，而其他時間點MMSE評分與術前差異均無統(tǒng)計學意義(圖1)。

2.3 兩組患者的VEGF水平變化 與對照組相比，POCD組的VEGF水平在T0無明顯變化，在T2時明顯升高(P<0.01)，在T1和T3時間點無明顯變化(圖2)。

圖1 兩組誘導前15 min和術后2 h MMSE評分

T0: 誘導前15 min; T2: 術后2 h.***P< 0.001

圖2 兩組患者VEGF的變化

T0: 誘導前15 min; T1: 術中1 h; T2: 術后2 h; T3: 術后1 d.**P< 0.01

3 討 論

近年來，POCD頻發(fā)于非心臟手術患者。一項多中心聯(lián)合調查研究[4]的結果表明，超過1 000例老年患者在全身麻醉下接受非心臟手術，術后1周POCD發(fā)生率為25.8%，明顯高于非手術對照組在相同時間的POCD發(fā)病率。因此，如何早期監(jiān)測并預防POCD的發(fā)生是臨床上非常值得關注的熱點之一。

關于POCD的診斷，目前尚無統(tǒng)一的診斷方法。一般常用的POCD診斷方法主要分為兩大類：神經心理學測試和生化標志物檢查。本研究采用的是神經心理學測試常用的MMSE量表，其是評價認知功能較為可靠有效的工具之一，具有敏感性好和操作簡單等特點[5]。本研究中將經過量表測試分數下降≥2分的患者認定為POCD患者或POCD高風險患者。

VEGF最早于1983年被Senger等[6]發(fā)現(xiàn)于豚鼠、倉鼠和家鼠體內。VEGF被過度激活時，能誘導疾病發(fā)生，促進腫瘤細胞的生長和轉移，具有促內皮細胞分裂的作用[6]。最近發(fā)現(xiàn)，VEGF作為一種細胞產生的信號蛋白，可以促進血管生成[7]。VEGF有提高血管通透性的潛在作用，可以促進血管增生；缺血可以明顯誘導VEGF水平升高，從而促進血管生長和側支循環(huán)建立，并為神經細胞的再生提供良好的血液循環(huán)，對腦損傷和帕金森病等具有神經保護作用[8-9]。

近年來的研究[10]表明，VEGF與POCD存在相關性，VEGF可能對神經及認知功能起著重要的保護作用。然而，目前關于兩者相關性的研究報道在國內外甚少。正常生理狀態(tài)下，大腦無VEGF表達，但當大腦缺氧及受到其他損害(如炎性反應)時，VEGF上調。VEGF增加能促進完全阻塞血管的再通，促進周圍側支循環(huán)[11]。VEGF激活細胞內生存途徑，同時誘導內皮細胞表達抗凋亡蛋白bcl-2，抑制細胞凋亡，減少細胞損害[12]。

本研究探索術后早期POCD發(fā)生與外周血VEGF變化的相關性。目前已知術后POCD的時間窗很長，可以由術后幾天持續(xù)至幾個星期。本研究的主要目的是探索如何在術后早期預測POCD發(fā)生，以及降低術后各種治療用藥和方法的誘導，因此選擇術前15 min、術中1 h、術后2 h以及術后1 d作為監(jiān)測時間點。

本研究結果顯示，術后2 h時POCD組VEGF水平比對照組明顯升高，而其他時間點兩組間VEGF水平沒有明顯差異。這與之前蔡志友等[12]關于大鼠POCD組血清VEGF變化的研究結果基本一致。需要指出是，由于研究對象為術后患者，且血液標本采集的難度較大，因此本研究的樣本數量相對較少，不排除有其他組間(如術后1 d時POCD高風險組與對照組)存在差異的可能性。另外Hugo等[13]研究發(fā)現(xiàn)，大腦VEGF mRNA在缺氧3 h內未表達。本研究中，術后2 h時MMSE評分顯著低下的患者，血清VEGF水平明顯上調；結果提示，可能全身炎性反應或其他未知機制導致術后血清VEGF水平迅速上調。然而，本研究未測量腦組織中VEGF的含量變化。目前關于VEGF靶向治療在中樞神經系統(tǒng)損傷模型中的效果尚存在爭議，其干預時間和內源性血管的再生能力均影響治療效果[14]。

本研究中術后2 h時POCD高風險患者的血清VEGF含量明顯高于對照組，可能是由于POCD高風險患者對麻醉、手術的刺激及其引起的缺血、缺氧更敏感，而在術后短時間內出現(xiàn)血清VEGF的迅速上調。術后1 d兩組血清VEGF水平差異無統(tǒng)計學意義可能與血清VEGF失代償有關。

綜上所述，骨科全麻手術后2 h外周血中VEGF表達水平可能與患者發(fā)生術后早期POCD的風險正相關，但其確切原因有待進一步通過動物實驗來探討。

[1] PANGMAN V C, SLOAN J, GUSE L.An examination of psychometric properties of the mini-mental status examination and the standardized mini-mental status examination: implications for clinical practice[J].Appl Nurs Res, 2000, 13(4):209-213.

[2] TUIJL J P, SCHOLTE E M, DE CRAEN A J, et al.Screening for cognitive impairment in older general hospital patients: comparison of the six-ttem cognitive impairment test with the mini-mental state examination[J].Int J Geriatr Psychiatry, 2012, 27(7):755-762.

[3] EDMONDS H L JR.Pro: all cardiac surgical patients should have intraoperative cerebral oxygenation monitoring[J].J Cardiothorac Vasc Anesth, 2006, 20(3): 445-449.

[4] MOLLER J T, CLUITMANS P, RASMUSSEN L S, et al.Long-term postoperative cognitive dysfunction in elderly: ISPOCD1 study[J].Lancet, 1998, 351(9106):857-861.

[5] 黃瑞文.老年患者術后認知功能障礙的診斷與研究進展[J].中外醫(yī)學研究, 2011, 9(23):163-164.

[6] SENGER D R, GALLI S J, DVORAK A M, et al.Tumor cells secrete a vascular permeability factor that promotes accumulation of ascites fluid[J].Science, 1983, 219(4587):983-985.

[7] CLAESSON-WELSH L.VEGF-B Taken to Our Hearts: Specific Effect of VEGF-B in Myocardial Ischemia[J].Arterioscler Thromb Vasc Biol,2008,28(9): 1575-1576.

[8] PALMER B F, CLEGG D J.Oxygen sensing and metabolic homeostasis[J].Mol Cell Endocrinol, 2014, 397(1-2):51-58.

[9] COOPER M E, VRANES D, YOUSSEF S, et al.Increased renal expression of vascular endothelial growth factor (VEGF) and its receptor VEGFR-2 in experimental diabetes[J].Diabetes, 1999, 48(11):2229-2239.

[10] 蔡志友, 晏 勇, 張 駿, 等.依達拉奉對血管性認知功能損害大鼠IL-1β、TNF-α與VEGF表達的影響[J].重慶醫(yī)科大學學報, 2009, 34(1):66-70.

[11] MARTI H J, BERNAUDIN M, BELLAIL A, et al.Hypoxia induced vascular endothelial growth factor expression precedes neovascularization after cerebral ischemia[J].Am J Pathol, 2000, 156(3):965-976.

[12] GERBER H P, DIXIT V, FERRARA N.Vascular endothelial growth factor induces expression of the antiapoptotic proteins Bcl-2 and A1 in vascular endothelial cell[J].J Biol Chem, 1998, 273(21):13313-13316.

[13] HUGO J, MAVIAM B, FABER B, et al.Hypoxia induced vascular endothelial growth factor expression precedes neovascularization after cerebral ischemia[J].Am J Path, 2000, 156:956-976.

[14] MECOLLARI V, NIEUWENHUIS B, VERHAAGEN J.A perspective on the role of class Ⅲ semaphorin signaling in central nervous system trauma[J].Front Cell Neurosci, 2014, 8:328.

[本文編輯] 葉 婷， 張藝鳴

Change of vascular endothelial growth factor level in patients with early postoperative cognitive dysfunction

LI Xing-xing, LI Yuan-hai*

Department of Anesthesiology, First Affiliated Hospital of Anhui Medical University, Hefei 230022, Anhui, China

Objective：To explore the correlationship between the change of vascular endothelial growth factor (VEGF) level in peripheral blood and postoperative cognitive dysfunction (POCD) in patients with tracheal intubation under general anesthesia.Methods：The elderly patients (age≥65) undergoing orthopaedics surgery with no cardiovascular disease and antidepressant disease history were selected.The cognitive function of patients was scored by mini-mental state examination (MMSE) at 1 d before operation and 2 h after operation.There were two groups: POCD group (n=20) and control group (n=22).The level of VEGF in peripheral blood was detected in 10 min before anesthesia induction, 1 h during operation, 2 h and 1 d after operation, respectively.Results：There was no significant difference in demographic data between the two groups.MMSE score was significantly lower 2 h after operation than before operation in POCD group (P<0.001), but there was no significant difference between pre-operation and post-operation in the control group.VEGF level was significantly increased 2 h after operation compared with that before operation in POCD group (P<0.01), but there was no significant changes between the control group and POCD group at other time points.Conclusions：For the elderly patients undergoing orthopaedics operation under general anesthesia, the early POCD may be associated with the elevated expression of VEGF in peripheral blood 2 h after operation.

cognition disorders; general anesthesia; vascular endothelial growth factor

2016-08-15[接受日期]2016-11-20

高等學校博士學科點專項科研基金 (20133420110009).Supported by he Specialized Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education of China (20133420110009).

李星星，碩士，住院醫(yī)師.E-mail: lixingxing229@hotmail.com

*通信作者(Corresponding author).Tel: 0551-62922114, E-mail: liyuanhai-1@163.com

10.12025/j.issn.1008-6358.2016.20160813

R 74

A