曾祥君 吳岳恒 種朋貴 虞 華

(貴陽(yáng)中醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院心胸外科，貴州 貴陽(yáng) 550003)

老年瓣膜置換術(shù)患者體外循環(huán)對(duì)TNF-α、IL-6與中性粒細(xì)胞水平的影響

曾祥君 吳岳恒1種朋貴2虞 華

(貴陽(yáng)中醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院心胸外科，貴州 貴陽(yáng) 550003)

目的 探討老年瓣膜置換術(shù)患者體外循環(huán)對(duì)腫瘤壞死因子(TNF)-α、白細(xì)胞介素(IL)-6與中性粒細(xì)胞水平的影響。方法 體外循環(huán)下行心臟瓣膜置換術(shù)患者60例，分別于建立體外循環(huán)前(T1)、建立后30 min(T2)、停機(jī)時(shí)(T3)及停機(jī)后2 h(T4)、6 h(T5)及24 h(T6)采集橈動(dòng)脈血5 ml，采用酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)測(cè)定血清TNF-α及IL-6水平，采用細(xì)胞分析儀測(cè)定全血中性粒細(xì)胞的數(shù)量；比較患者在不同時(shí)間各項(xiàng)指標(biāo)的變化情況。結(jié)果 血清TNF-α水平在T1時(shí)刻最低，于T2時(shí)刻開(kāi)始升高，于T4時(shí)刻達(dá)到峰值，之后逐漸開(kāi)始下降(T5)，并于T6時(shí)刻再一次升高，但仍顯著高于T1時(shí)刻(P<0.05)；血清IL-6水平在建立體外循環(huán)后迅速上升，于T5時(shí)刻達(dá)到高峰，之后開(kāi)始下降，但T6時(shí)刻仍顯著高于T1水平(P<0.05)；中性粒細(xì)胞數(shù)量在體外循環(huán)建立后出現(xiàn)升高，于T4時(shí)刻達(dá)到高峰，之后出現(xiàn)下降(T5)，于T6時(shí)刻再一次升高(P<0.05)；血清TNF-α峰值水平與體外循環(huán)時(shí)間、主動(dòng)脈阻斷時(shí)間均呈正相關(guān)關(guān)系(r=0.631，0.657；P<0.05)；血清IL-6峰值水平與體外循環(huán)時(shí)間、主動(dòng)脈阻斷時(shí)間均呈現(xiàn)正相關(guān)關(guān)系(r=0.535，0.609；P<0.05)。結(jié)論 體外循環(huán)可促進(jìn)外周血中性粒細(xì)胞數(shù)量、血清TNF-α及IL-6 水平升高，引發(fā)全身炎癥反應(yīng)；體外循環(huán)時(shí)間、主動(dòng)脈阻斷時(shí)間越長(zhǎng)越加重TNF-α、IL-6 的釋放，加重術(shù)后炎性反應(yīng)。

瓣膜置換術(shù)；體外循環(huán)；腫瘤壞死因子α；白細(xì)胞介素-6；中性粒細(xì)胞

體外循環(huán)過(guò)程中血液與氧合器及循環(huán)管道等體外物質(zhì)接觸，加之手術(shù)對(duì)機(jī)體造成的損傷，致使機(jī)體內(nèi)蛋白、細(xì)胞因子等物質(zhì)的合成量發(fā)生變化，全身繼而出現(xiàn)炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致機(jī)體器官組織損傷、功能障礙〔1〕。既往報(bào)道〔2〕，體外循環(huán)患者體內(nèi)中性粒細(xì)胞被激活是導(dǎo)致多臟器功能障礙的重要原因，通過(guò)非免疫過(guò)程或補(bǔ)體介導(dǎo)過(guò)程發(fā)揮作用。研究顯示〔3〕，體外循環(huán)過(guò)程中由于心肌缺血再灌注損傷，心肌細(xì)胞會(huì)釋放腫瘤壞死因子(TNF)-α、白細(xì)胞介素(IL)-6加重心肌缺血損傷。本研究通過(guò)檢測(cè)老年瓣膜置換術(shù)患者的細(xì)胞因子水平變化，探討體外循環(huán)對(duì)其影響，了解體外循環(huán)手術(shù)期患者炎癥反應(yīng)狀況，為預(yù)防體外循環(huán)過(guò)程中發(fā)生全身炎癥反應(yīng)綜合征提供臨床參考依據(jù)。

1 對(duì)象與方法

1.1 對(duì)象 選擇2010年5月至2015年8月貴州中醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院收治的在體外循環(huán)下行心臟瓣膜置換術(shù)患者60例為研究對(duì)象。納入標(biāo)準(zhǔn)：①手術(shù)過(guò)程均在本院執(zhí)行；②年齡≥60歲。排除標(biāo)準(zhǔn)：①合并肺部感染；②合并患有呼吸道疾病。其中男28例，女 32 例，年齡60～76〔平均(67.28±7.18)〕歲；體重47～71〔平均(54.32±8.37)〕kg；病變部位：二尖瓣病變33例，主動(dòng)脈瓣及二尖瓣同時(shí)病變27例；心功能分級(jí)：Ⅱ級(jí)14例，Ⅲ級(jí)42例，Ⅳ級(jí)4例。60例患者均在體外循環(huán)下行瓣膜置換術(shù)，其中平均體外循環(huán)時(shí)間(93.27±19.38)min，平均主動(dòng)脈阻斷時(shí)間(56.17±15.49)min。本研究過(guò)程均在醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)的相關(guān)規(guī)定下進(jìn)行，經(jīng)過(guò)患者及其家屬同意，并簽訂知情同意書(shū)。

1.2 體外循環(huán)與手術(shù)方法 患者均采用靜吸復(fù)合麻醉，胸部做正中切口，并行體外循環(huán)，體外循環(huán)預(yù)充液包括血漿、氯化鈉、紅細(xì)胞懸液、復(fù)方白蛋白。使用邁可維膜式氧合器，予肝素3 mg/kg靜脈推注全身肝素化，使用血液調(diào)節(jié)后，濃度為中度(HCT 0.20～0.30)，溫度28℃，保證術(shù)中激活全血的凝血時(shí)間超過(guò)10 min，常規(guī)行上、下腔靜脈、升主動(dòng)脈插管，建立體外循環(huán)。進(jìn)一步采用降溫，使升主動(dòng)脈受阻，從切開(kāi)的主動(dòng)脈根部進(jìn)行灌注，誘使心臟停搏；半小時(shí)后，觀察患者的病情決定是否重復(fù)灌注。心臟完全停搏后，行主動(dòng)脈瓣、二尖瓣等置換術(shù)，手術(shù)結(jié)束后，經(jīng)左心排氣，升主動(dòng)脈重新開(kāi)放，溫度升至36℃～37℃，心臟的收縮能力恢復(fù)，機(jī)體的各項(xiàng)指標(biāo)恢復(fù)至停機(jī)前。

1.3 觀察指標(biāo) 采集所有患者橈動(dòng)脈血5 ml，采血時(shí)間點(diǎn)分別為體外循環(huán)前(T1)、建立后30 min(T2)、停機(jī)時(shí)(T3)及停機(jī)后2 h(T4)、6 h(T5)及24 h(T6)，取其中的3 ml 3 000 r/min離心30 min，取上清液，血清中TNF-α及IL-6水平采用酶聯(lián)免疫吸附法(ELISA)測(cè)定，試劑盒由上海西唐生物科技有限公司提供，IL-6試劑盒編號(hào)為0806102，TNF-α試劑盒編號(hào)為0805263；應(yīng)用細(xì)胞分析儀檢測(cè)剩余的2 ml血液中性粒細(xì)胞的數(shù)量，并采用校正公式降低稀釋血液對(duì)中性粒細(xì)胞數(shù)量的影響，校正公式為中性粒細(xì)胞測(cè)得值×體外循環(huán)前HCT值/HCT值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 應(yīng)用SPSS16.0軟件行t檢驗(yàn)，各項(xiàng)指標(biāo)的相關(guān)性采用Pearson相關(guān)分析法。

2 結(jié) 果

2.1 不同時(shí)間點(diǎn)各項(xiàng)指標(biāo)的變化情況 TNF-α水平在T1時(shí)刻最低，建立體外循環(huán)后T2時(shí)刻開(kāi)始升高，于體外循環(huán)結(jié)束后T4時(shí)刻達(dá)到峰值，之后逐漸開(kāi)始下降(T5)，但仍顯著高于T1時(shí)刻(P<0.05)，并于體外循環(huán)結(jié)束后T6時(shí)刻出現(xiàn)再一次升高(P<0.05)；血清IL-6水平在建立體外循環(huán)后迅速上升，于體外循環(huán)停機(jī)后T5達(dá)到高峰，之后開(kāi)始下降，但T6時(shí)刻仍顯著高于T1時(shí)刻(P<0.05)；中性粒細(xì)胞數(shù)量在體外循環(huán)建立后出現(xiàn)升高，于停機(jī)后T4時(shí)刻達(dá)到高峰，之后出現(xiàn)下降(T5)，于T6時(shí)刻出現(xiàn)再一次升高(P<0.05)。見(jiàn)表1。

2.2 體外循環(huán)時(shí)間、主動(dòng)脈阻斷時(shí)間與各項(xiàng)指標(biāo)的關(guān)系 TNF-α峰值水平與體外循環(huán)時(shí)間、主動(dòng)脈阻斷時(shí)間均呈正相關(guān)關(guān)系(r=0.631，0.657；P=0.013，0.004)；IL-6峰值水平與體外循環(huán)時(shí)間、主動(dòng)脈阻斷時(shí)間均呈正相關(guān)關(guān)系(r=0.535，0.609；P=0.028，0.012)。

表1 不同時(shí)間點(diǎn)各項(xiàng)指標(biāo)的比較±s)

與T1比較：1)P<0.05；與T4比較：2)P<0.05；與T5比較：3)P<0.05

3 討 論

體外循環(huán)易通過(guò)激活機(jī)體血小板、中性粒細(xì)胞，從而提高炎性介質(zhì)的釋放量，炎性介質(zhì)與細(xì)胞之間產(chǎn)生協(xié)同作用，從而出現(xiàn)瀑布樣連鎖效應(yīng)，引起全身炎癥反應(yīng)綜合征〔4〕。既往研究顯示〔5〕，中性粒細(xì)胞在體外循環(huán)導(dǎo)致炎癥反應(yīng)中扮演著重要的角色，建立體外循環(huán)后，中性粒細(xì)胞數(shù)量增高速度加快，進(jìn)而其在體內(nèi)所占的比例升高，但是由于新生的中性粒細(xì)胞仍處于未成熟狀態(tài)，其殺菌及吞噬外來(lái)物的能力較低，成為導(dǎo)致體外循環(huán)過(guò)程中患者發(fā)生感染的主要原因。另一方面〔6〕，體外循環(huán)激活補(bǔ)體系統(tǒng)釋放過(guò)敏毒素C3a、C5a等，可直接激活PMN及單核細(xì)胞表達(dá)，同時(shí)釋放的TNF-α，IL-6可以激活中性粒細(xì)胞，繼而上調(diào)趨化因子和炎性介質(zhì)的釋放量，放大體外循環(huán)過(guò)程中的炎癥反應(yīng)。此外，中性粒細(xì)胞還能夠?qū)M織造成損傷，其致病機(jī)制考慮與提高氧自由基、彈性蛋白酶及花生四烯酸的含量有關(guān)〔7〕。

本研究結(jié)果表明，體外循環(huán)建立后，中性粒細(xì)胞數(shù)量升高，并且在停機(jī)后2 h達(dá)高峰，其原因主要為：①在建立體外循環(huán)后存儲(chǔ)與邊緣池的大量中性粒細(xì)胞迅速流入循環(huán)池；同時(shí)，機(jī)體趨化因子及補(bǔ)體系統(tǒng)的激活，進(jìn)一步促進(jìn)骨髓中性粒細(xì)胞迅速釋放。之后出現(xiàn)下降，但仍高于體外循環(huán)建立前，說(shuō)明體外循環(huán)能夠增加患者機(jī)體的炎癥反應(yīng)。術(shù)后24 h時(shí)間點(diǎn)出現(xiàn)再一次升高，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的主要原因可能是手術(shù)因素、心肌缺血-再灌注損傷及細(xì)胞因子等影響白細(xì)胞而生成大量的中性粒細(xì)胞。

既往報(bào)道〔8〕，TNF-α不僅能夠使心肌收縮力降低、介導(dǎo)左室重構(gòu)作用，其還參與介導(dǎo)機(jī)體炎癥反應(yīng)綜合征，使中性粒細(xì)胞激活，通過(guò)脫顆粒和呼吸爆發(fā)作用，提高白細(xì)胞黏附分子表達(dá)量和吞噬能力，加重機(jī)體炎癥反應(yīng)綜合征。IL-6作為一種炎性細(xì)胞因子，一方面其可與TNF-α協(xié)同作用發(fā)揮細(xì)胞毒效及負(fù)性肌力作用，參與心衰的病理過(guò)程；另一方面，缺血性心肌細(xì)胞可以產(chǎn)生IL-6，缺血再灌注后會(huì)加速中性粒細(xì)胞生成進(jìn)程，及提高其對(duì)心肌細(xì)胞的損傷程度，導(dǎo)致體外循環(huán)術(shù)后左室壁運(yùn)動(dòng)功能障礙〔9〕。同時(shí)，IL-6可以用于反映組織損傷程度及機(jī)體感染反應(yīng)等〔10〕。本研究顯示，TNF-α在體外循環(huán)建立后顯著升高，說(shuō)明其在誘導(dǎo)促進(jìn)機(jī)體炎性反應(yīng)扮演重要角色。而機(jī)體IL-6水平的升高高峰要遲于TNF-α，說(shuō)明機(jī)體IL-6水平的分泌可能與TNF-α的上行調(diào)節(jié)相關(guān)。因此，在給予患者建立體外循環(huán)時(shí)，可以通過(guò)下調(diào)TNF-α的活性而降低全身炎癥反應(yīng)綜合征。此外，體外循環(huán)時(shí)間與主動(dòng)脈阻斷時(shí)間越長(zhǎng)，越容易加重機(jī)體炎癥反應(yīng)。因此，在對(duì)于體外循環(huán)時(shí)間較長(zhǎng)患者，應(yīng)當(dāng)給予重視，預(yù)防全身炎癥反應(yīng)綜合征的發(fā)生。

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〔2017-02-15修回〕

(編輯 袁左鳴)

國(guó)家自然科學(xué)基金(No.81260020)；貴州省科學(xué)技術(shù)基金(No.黔科合J字〔2009〕2165號(hào))

曾祥君(1970-)，男，博士，副主任醫(yī)師，主要從事心血管疾病的臨床治療及基礎(chǔ)研究。

R65

A

1005-9202(2017)11-2743-02；

10.3969/j.issn.1005-9202.2017.11.063

1 廣東省醫(yī)學(xué)科學(xué)院心血管病研究所 2 貴陽(yáng)中醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院麻醉科