翁立軍，張　野，胡憲文，李　云

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遠(yuǎn)端預(yù)處理對體外循環(huán)下心臟瓣膜置換術(shù)患者腦損傷的保護(hù)作用

翁立軍，張野，胡憲文，李云

［摘要］目的:探討遠(yuǎn)端預(yù)處理(remote ischemic preconditioning，RIPC)對體外循環(huán)(cardiopulmonary bypass，CPB)下瓣膜置換手術(shù)中腦損傷的保護(hù)作用。方法:將體外循環(huán)心臟瓣膜置換術(shù)患者40例隨機(jī)分為遠(yuǎn)端預(yù)處理組(RIPC組)和對照組，各20例。麻醉誘導(dǎo)后CPB前，以骨科充氣式壓力止血帶環(huán)扎左上臂上施壓(壓力200 mmHg)，循環(huán)3次，每次5 min，間隔5 min;對照組處理同RIPC組，但止血帶不充氣。分別于麻醉誘導(dǎo)穩(wěn)定5 min后(T0)和手術(shù)結(jié)束即刻(T1)、術(shù)后1 h(T2)、6 h(T3)和24 h (T4) 5個(gè)時(shí)間點(diǎn)抽取頸內(nèi)靜脈球部血檢測S-100β、神經(jīng)元特異性烯醇化酶(NSE)。對于所有接受手術(shù)的患者分別在術(shù)前1 d和術(shù)后第3、8天行神經(jīng)心理測驗(yàn)和評估。結(jié)果:2組患者S-100β和NSE蛋白水平在T1～T4均顯著高于T0(P＜0．01)，但RIPC組S-100β在T1～T3和NSE水平在T1～T4時(shí)均明顯低于對照組(P＜0．01)。RIPC組術(shù)后3 d簡易智能量表和蒙特利爾認(rèn)知評估量表評分均低于對照組(P＜0．05和P＜0．01)。結(jié)論:RIPC可降低CPB下心臟瓣膜置換術(shù)患者血清NSE、S-100β蛋白水平，降低患者術(shù)后認(rèn)知功能障礙發(fā)生率，具有腦保護(hù)作用。

［關(guān)鍵詞］體外循環(huán);遠(yuǎn)端預(yù)處理;腦保護(hù); S-100β蛋白;神經(jīng)元特異性烯醇化酶

［作者單位］安徽醫(yī)科大學(xué)第二附屬醫(yī)院麻醉科，安徽合肥230601

隨著麻醉、手術(shù)和體外循環(huán)(cardiopulmonary bypass，CPB)技術(shù)的進(jìn)步，心臟手術(shù)患者的死亡率和術(shù)后嚴(yán)重神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥的發(fā)生率已明顯降低，但術(shù)后患者腦功能障礙的發(fā)生率仍然較高，是影響心臟外科手術(shù)預(yù)后的重要因素之一。動物實(shí)驗(yàn)［1］表明，遠(yuǎn)端預(yù)處理(remote ischemic preconditioning，RIPC)可以對CPB下心臟手術(shù)引起的腦損傷產(chǎn)生保護(hù)作用。本研究通過觀察心臟瓣膜置換術(shù)圍術(shù)期血清神經(jīng)元特異性烯醇化酶(NSE)、S-100β蛋白水平和患者術(shù)后認(rèn)知功能，研究在CPB之前應(yīng)用遠(yuǎn)端肢體缺血預(yù)處理(IP)的腦保護(hù)作用，觀察其在臨床上的應(yīng)用效果。現(xiàn)作報(bào)道。

1　資料與方法

1．1一般資料本研究獲我院倫理委員會批準(zhǔn)，對2012年6月至2013年4月在我院行擇期心臟瓣膜置換術(shù)的40例患者進(jìn)行隨機(jī)、雙盲、臨床對照研究。其中男16例，女24例，年齡33～55歲，心功能Ⅰ～Ⅲ級。隨機(jī)分為2組:遠(yuǎn)端預(yù)處理組(RIPC組)和對照組，各20例。排除標(biāo)準(zhǔn):急診手術(shù)，二次手術(shù)，射血分?jǐn)?shù)＜40%，腦外傷史、腦血管疾病發(fā)作史，精神疾病史，氣胸史，視覺及聽覺障礙，肝腎功能障礙及活動性肝炎，血栓性疾病，高血壓，神經(jīng)系統(tǒng)，內(nèi)分泌系統(tǒng)疾病，長期服用鎮(zhèn)靜劑，嗜酒，CPB術(shù)中二次轉(zhuǎn)流，術(shù)后由于出血等手術(shù)因素而再次急診手術(shù)者。

1．2麻醉方法患者進(jìn)入手術(shù)室后，平臥位連接5導(dǎo)聯(lián)心電圖，局麻下行左手臂橈動脈穿刺置管行連續(xù)動脈測壓，右頸內(nèi)靜脈穿刺置入中心靜脈導(dǎo)管，同時(shí)向頭側(cè)穿刺逆行置管，使導(dǎo)管的尖端位于相當(dāng)于外耳道的位置(頸內(nèi)靜脈球部)。以咪噠唑侖0．05 mg/kg、依托咪酯0．2～0．3 mg/kg、舒芬太尼0．5～1．0 μg/kg、羅庫溴銨1 mg/kg依次靜脈注射進(jìn)行麻醉誘導(dǎo)插管，插管成功后行機(jī)械通氣，呼吸參數(shù)設(shè)定潮氣量8～10 mL/kg，呼吸頻率10～12次/分，100%純氧，流量為2 L/min，維持呼氣末二氧化碳分壓(PETCO2) 35～40 mmHg，吸呼比為1∶2。RIPC組于麻醉誘導(dǎo)插管完畢穩(wěn)定5 min后，應(yīng)用骨科氣壓止血帶給左上肢加壓至200 mmHg(動脈波形消失為準(zhǔn))，維持5 min后，再減壓至0 mmHg，維持5 min，共3個(gè)循環(huán)，完成缺血再灌注過程。對照組左上肢綁骨科氣壓止血帶，但不施壓。其他條件相同。麻醉維持:舒芬太尼10～15 μg/h、七氟烷1 ～3 MAC、哌庫溴銨間斷靜脈注射，維持腦電雙頻指數(shù)值在40～60。

1．3檢測指標(biāo)分別于麻醉誘導(dǎo)穩(wěn)定5 min后(T0)和手術(shù)結(jié)束即刻(T1)、術(shù)后1 h(T2)、6 h(T3) 和24 h(T4) 5個(gè)時(shí)間點(diǎn)抽取頸內(nèi)靜脈球部血3 ml，4℃放置0．5 h后離心(3 000 r/min，15 min)，取上清液，置入－80℃冰箱中保存。NSE及S-100β蛋白濃度測定采用酶聯(lián)免疫吸附法(NSE、S-100B試劑盒: R＆D，上海源葉生物有限公司)，BIO-TEK POWER WAVE XS全自動酶免儀，波長450 nm。

1．4認(rèn)知功能評定所有患者術(shù)前1 d、術(shù)后第3、8天皆進(jìn)行簡易智能量表(MMSE)、蒙特利爾認(rèn)知評估量表(MoCA)進(jìn)行測試，評估和了解其認(rèn)知功能。

1．5統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用方差分析和q檢驗(yàn)、t檢驗(yàn)及χ2檢驗(yàn)。

2　結(jié)果

2．1 2組患者術(shù)前一般資料及術(shù)后恢復(fù)指標(biāo)比較

2組患者術(shù)前年齡、性別、射血分?jǐn)?shù)、受教育年限、手術(shù)時(shí)間、CPB時(shí)間、主動脈阻斷時(shí)間差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0．05) (見表1)。2組患者均康復(fù)出院，術(shù)后恢復(fù)指標(biāo)差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P＞0．05) (見表2)。

2．2 2組患者術(shù)后認(rèn)知功能測定結(jié)果比較2組患者術(shù)后第3天MMSE及MoCA評分均較術(shù)前降低(P＜0．01)，術(shù)后第8天均基本恢復(fù)至術(shù)前水平(P＞0．05)，而RIPC組術(shù)后第3天MMSE和MoCA評分均低于對照組(P＜0．05和P＜0．01) (見表3)。

2．3 2組患者麻醉和術(shù)中不同時(shí)間血清中S-100β 與NSE蛋白水平比較2組患者T1～T4時(shí)血清S-100β與NSE蛋白水平均明顯高于T0(P＜0．01)，但RIPC組患者血清S-100β在T1～T6與NSE蛋白在T1～T4時(shí)均明顯低于對照組(P＜0．01) (見表4)。

表1　2組患者一般資料比較(ni=20)

3　討論

RIPC是指對一器官進(jìn)行IP后會對另一個(gè)或多個(gè)遠(yuǎn)端器官缺血后損傷產(chǎn)生保護(hù)作用。對遠(yuǎn)離靶器官或組織(如腎、小腸、骨骼肌等)進(jìn)行短暫缺血再灌注，不僅能減輕自身器官或組織對隨后較長時(shí)間的缺血再灌注損傷，對遠(yuǎn)隔的靶器官或組織也具有保護(hù)作用，這是繼IP的又一保護(hù)缺血后心臟的措施［2］。由于RIPC不是在靶器官自身進(jìn)行侵襲性操作，不會使靶器官損傷加重，所以比IP具有更大的臨床應(yīng)用前景，更為重要的一點(diǎn)是這種保護(hù)作用具有普遍性，即對CPB下心臟手術(shù)所引起的心、肺、腦、腎等重要器官具有普遍保護(hù)作用。

臨床研究多集中于肢體IP對CPB或非CPB下心臟手術(shù)心臟本身的研究，對于心臟以外的研究卻甚少，零星報(bào)道提示RIPC可以對CPB下心臟手術(shù)中、術(shù)后肺［3］、腎功能［4］損傷產(chǎn)生一定的保護(hù)作用。而對于RIPC CPB下心臟手術(shù)所引起的腦損傷保護(hù)性研究尚處于動物實(shí)驗(yàn)性研究階段。JENSEN等［1］首次用動物實(shí)驗(yàn)?zāi)M了CPB下心臟手術(shù)所引起的腦損傷模型，并通過一系列研究提示肢體預(yù)處理對深低溫下心臟停搏所引起的腦損傷具有保護(hù)作用，并促進(jìn)神經(jīng)功能的恢復(fù)，為臨床應(yīng)用提供了理論依據(jù)，遺憾的是此研究并未提到可能的機(jī)制。到目前為止，還沒有臨床實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)這種保護(hù)作用的存在。

表2　2組患者術(shù)后恢復(fù)情況比較(±s)

表2　2組患者術(shù)后恢復(fù)情況比較(±s)

分組　n　　呼吸機(jī)輔助呼吸時(shí)間/h ICU駐留時(shí)間/h術(shù)后住院時(shí)間/d RIPC組20　 5．11±1．55　 18．37±4．97　 12．73±1．04對照組　20　 5．41±1．72　 18．18±5．78　 13．05±1．51 t　　—　0．58　0．11　0．78 P—?。?．05　?。?．05　　＞0．05

表3　2組患者術(shù)后認(rèn)知功能評分比較(ni=20;±s;分)

表3　2組患者術(shù)后認(rèn)知功能評分比較(ni=20;±s;分)

q檢驗(yàn):與術(shù)前1 d比較＊＊P＜0．01

分組　　術(shù)前1天　　術(shù)后第3天　　術(shù)后第8天　F　 P　 MS誤差MMSE RIPC組　28．38±2．01 24．73±1．17＊＊　27．16±2．54 16．94?。?．01 4．077對照組　28．40±1．82 23．25±1．34＊＊27．67±2．04 14．91＜0．01 3．056 t　0．39　2．15　0．75　　—　　—　　—P　　＞0．05　?。?．05　　＞0．05　　—　　—　　—MoCA RIPC組　28．40±1．82 23．25±1．34＊＊　27．67±2．04 50．26?。?．01 3．090對照組　28．44±1．93 26．17±0．78＊＊28．10±2．09 10．34＜0．01 2．901 t　0．07　8．42　0．66　　—　　—　　—P　?。?．05　?。?．01　?。?．05—　—

表4　2組患者麻醉前后不同時(shí)間血清S-100β蛋白與NSE蛋白水平比較(ni=20;±s;μg/L)

表4　2組患者麻醉前后不同時(shí)間血清S-100β蛋白與NSE蛋白水平比較(ni=20;±s;μg/L)

q檢驗(yàn):與T0比較＊＊P＜0．01

分組　T0　T1　T2　T3　T4　F　P MS誤差S-100β蛋白RIPC組　0．18±0．02　 1．24±0．33＊＊　1．15±0．34＊＊　0．53±0．15＊＊　0．42±0．09＊＊　85．30　?。?．01　 0．051對照組　0．19±0．03　 1．65±0．21＊＊　1．71±0．32＊＊　0．64±0．09＊＊　0．45±0．11＊＊　296．67　　＜0．01　 0．034 t 1．24　4．69　5．36　2．81　0．94　　—　　—　　—P ＞0．05　?。?．01　?。?．01　?。?．01　?。?．05　　—　　—　　—NSE蛋白RIPC組　5．02±2．01　 13．78±3．52＊＊　12．82±1．84＊＊　10．82±1．31＊＊　8．69±1．00＊＊　54．56　　＜0．01　 4．506對照組　5．89±1．94　 16．93±2．45＊＊　16．05±2．05＊＊　13．76±1．88＊＊　10．79±1．21＊＊　105．79　?。?．01　 3．793 t 1．39　3．28　5．24　5．74　5．98　　—　　—　　—P ＞0．05　?。?．01　　＜0．01　?。?．01　?。?．01—　—

心臟手術(shù)CPB時(shí)患者的血壓下降，腦循環(huán)的灌注減少，腦的再灌注以及腦血栓的形成引起腦缺血再灌注損傷。腦缺血再灌注是CPB后中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷的重要原因之一，通常認(rèn)為與自由基的過氧化作用、細(xì)胞內(nèi)鈣超載、血管內(nèi)皮及白細(xì)胞等作用相關(guān)［5］。血清S-100β蛋白和NSE是反映CPB心臟手術(shù)后腦損傷的早期敏感指標(biāo)。聯(lián)合檢測S-100β蛋白和NSE是目前公認(rèn)的檢測早期腦缺血損傷和判斷預(yù)后的標(biāo)準(zhǔn)［6］。本試驗(yàn)中2組S-100β蛋白和NSE水平在CPB結(jié)束時(shí)均較術(shù)前顯著升高(P＜ 0．01)，而RIPC組均顯著低于對照組(P＜0．01)，表明主動脈開放后引起腦缺血再灌注損傷，釋放出大量S-100β蛋白和NSE到腦脊液中，并透過損傷的血腦屏障到達(dá)血液，而RIPC啟動了機(jī)體內(nèi)源性保護(hù)系統(tǒng)，減輕腦損傷，從而減少S-100β蛋白和NSE的釋放。

CPB下中樞神經(jīng)系統(tǒng)(central nervous system，CNS)并發(fā)癥引起的死亡率，近年來從7．2%增加到了19．6%。其中CNS功能障礙(偏癱、卒中)的發(fā)生率2%～3%，永久性CNS功能障礙為1%，而神經(jīng)精神功能紊亂的發(fā)生率則高達(dá)33%～79%，其中20%的神經(jīng)精神功能紊亂持續(xù)6個(gè)月以上，5%的患者為永久性神經(jīng)精神功能紊亂［7］。術(shù)后認(rèn)知功能障礙是腦損傷的一種外在表現(xiàn)，表現(xiàn)為手術(shù)后即刻和長期的記憶能力、計(jì)算能力及綜合思維能力的下降，將影響患者的生存質(zhì)量。臨床上用于評價(jià)認(rèn)知功能的方法很多，主要依靠神經(jīng)心理學(xué)檢查［8］，其中以記憶力測試最為敏感，最常用的方法為MMSE法和MoCA法，簡便易行，側(cè)重于大腦功能的認(rèn)知方面，排除了情緒和神志異常等因素的干擾，具有較高的有效性和可信性。本研究即采用該方法進(jìn)行認(rèn)知功能的評價(jià)，2組術(shù)后第5天NMSE和MoCA評分均明顯低于術(shù)前(P＜0．01)，RIPC組術(shù)后MMSE和MoCA評分均明顯高于對照組(P＜0．05)，而第8天結(jié)果表明，2組患者認(rèn)知功能水平基本接近術(shù)前水平(P＞0．05)，進(jìn)而可認(rèn)為RIPC對CPB腦損傷的保護(hù)作用具有一定的時(shí)效性。

本研究結(jié)果表明，RIPC可成功對抗缺血再灌注損傷，減輕CPB后的腦損傷，對術(shù)后恢復(fù)無明顯影響。僅僅是簡單利用止血帶進(jìn)行短暫的肢體缺血預(yù)處理，就能明顯改善患者術(shù)后恢復(fù)，降低CPB下心臟手術(shù)引起的心、肺、腦、腎等重要機(jī)體功能損傷，且操作簡便、經(jīng)濟(jì)，因此RIPC在臨床上更為可行，值得臨床推廣應(yīng)用，但其機(jī)制有待進(jìn)一步研究。

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(本文編輯劉暢)

·臨床醫(yī)學(xué)·

The protective effect of remote ischemic preconditioning on the brain injury of patients treated with cardiac valve replacement under cardiopulmonary bypass

WENG Li-jun，ZHANG Ye，HU Xian-wen，LI Yun
(Department of Anesthesiology，The Second Affiliated Hospital of Anhui Medical University，Hefei Anhui 230601，China)

［Abstract］Objective: To investigate the protective effects of remote ischemic preconditioning(RIPC) on the brain injury of patients treated with cardiac valve replacement under cardiopulmonary bypass(CPB)．Methods: Forty patients treated with cardiac valve replacement under CPB were randomly divided into the RIPC group and control group(CON group) (20 cases each group)．After induction of anesthesia and before cardiopulmonary bypass，the pressure of left upper arm in RIPC group was increased by cerclage with orthopedic inflatable pressure tourniquet，loop 3 times，5 min each time，and an interval of 5 min．The treatment of the CON group was the same as the RIPC group，but the tourniquet was not inflated．The levels of S-100β protein and NSE in internal carotid artery bulb were detected after 5 min of the induction of anaesthesia stability(T0)，at the end of operation(T1)，and at postoperative 1 h(T2)，6 h(T3) and 24 h(T4)．The neuropsychology in all operation patients were tested and assessed before 1 day of operation and after 3 and 8 days of operation．Results: The levels of S-100β and NSE in two groups at T2to T4were significantly higher than those at T0(P＜0．01)，but the levels of S-100β at T2and T3，and the levels of NSE at T2to T4in RIPC group were significantly lower than those in CON group(P＜0．01)．The MMSE and MoCA scores in RIPC group after 3 days of operation were lower than those in CON group(P＜0．05 to P＜0．01)．Conclusions: The RIPC can decrease the levels of S-100β and NSE in the patients treated with cardiac valve replacement under CPB，and the incidence of cognitive impairment of patients，which can play a role on protecting brain．

［Key words］cardiopulmonary bypass; remote ischemic preconditioning; brain protection; S-100β; neuronal specific enolase

［通信作者］張野，博士研究生導(dǎo)師，主任醫(yī)師，教授．E-mail: zhangye-hassan@ sina．com

［作者簡介］翁立軍(1982－)，男，博士研究生．

［基金項(xiàng)目］安徽省教育廳省級自然科學(xué)研究項(xiàng)目(KJ2013Z117) ;安徽醫(yī)科大學(xué)科研基金項(xiàng)目(2012xkj056)

［收稿日期］2014-10-31

［文章編號］1000-2200(2016) 01-0028-04

［中圖法分類號］R 614．24

［文獻(xiàn)標(biāo)志碼］A

DOI:10．13898/j．cnki．issn．1000-2200．2016．01．007