周濤 何巍

體外循環(huán)（CPB）心內(nèi)直視手術(shù)過程中良好的心肌保護(hù)是減少手術(shù)并發(fā)癥的重要途徑。心肌炎癥是全身炎癥的重要組成部分，也是手術(shù)中心肌損傷的重要機(jī)制[1]。淺低溫心臟不停跳手術(shù)是一種接近機(jī)體生理狀態(tài)的手術(shù)創(chuàng)新。業(yè)有基礎(chǔ)研究和臨床證據(jù)表明該手術(shù)方式有較好的心肌保護(hù)效果[2]，但其具體機(jī)制有待進(jìn)一步研究。目前淺低溫心臟不停跳手術(shù)對心肌細(xì)胞本身炎癥反應(yīng)的影響尚不完全明確。本研究主要探討心臟手術(shù)對心肌細(xì)胞炎癥的影響，以及淺低溫心臟不停跳手術(shù)對心肌的保護(hù)作用是否與該手術(shù)方式減輕心肌細(xì)胞炎癥有關(guān)。

1 對象與方法

1.1 研究對象 2010年9月至2011年2月期間廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院胸心外科擇期行二尖瓣置換的風(fēng)濕性心臟病患者40例，其中男性18例、女性 22 例，年齡 35～56（48.1±4.3）歲，術(shù)前心功能Ⅱ～Ⅲ級（NYHA分級）。使用隨機(jī)數(shù)字表法將患者隨機(jī)分為2組：淺低溫心臟不停跳組（不停跳組）和心臟停跳組（停跳組），每組20例；其中不停跳組在淺低溫心臟跳動中完成瓣膜置換手術(shù)，心臟停跳組在中低溫度心臟停跳狀態(tài)下完成手術(shù)。納入標(biāo)準(zhǔn)：①患者診斷明確，二尖瓣病變嚴(yán)重，有心臟瓣膜置換手術(shù)的指征；②患者術(shù)前心胸比＜0.80；③患者年齡大于30～60歲；④心功能分級Ⅱ～Ⅲ級（NYHA分級）。排除標(biāo)準(zhǔn)：①使用生物瓣膜者；②同期行主動脈瓣手術(shù)、三尖瓣置換、冠狀動脈旁路移植等其他手術(shù)；③術(shù)前存在肺部感染、高血壓、糖尿病、肝腎功能不全、感染性心內(nèi)膜炎及血液系統(tǒng)疾病；④一個月內(nèi)有使用激素類藥物史，存在風(fēng)濕活動者；⑤再次二尖瓣置換手術(shù)；急診瓣膜手術(shù)。兩組患者基本情況見表1。

表1 兩組患者一般資料比較（±s）

表1 兩組患者一般資料比較（±s）

組別 例數(shù) 男/女 年齡（歲）體質(zhì)量（kg） 心胸比心功能分級（NYHA） CPB時間（min）主動脈阻斷（min）Ⅱ級 Ⅲ級停跳組 20 10/10 47.2±5.0 52.8±3.7 0.63±0.04 12 8 72.0±8.0 35.8±7.0不停跳組 20 8/12 48.9±3.3 54.7±4.2 0.63±0.05 10 10 69.0±5.1 0

1.2 手術(shù)方法 采用咪唑安定、芬太尼、異丙酚和維庫溴銨進(jìn)行麻醉誘導(dǎo)，氣管插管后行機(jī)械通氣，橈動脈置管監(jiān)測有創(chuàng)動脈血壓，術(shù)中異丙酚和異氟醚復(fù)合全身麻醉維持。兩組采用相同的預(yù)充液及血液稀釋標(biāo)準(zhǔn)。兩組均采用胸部正中切口入路，全身肝素化后常規(guī)建立CPB。兩組術(shù)中采用不同的CPB方法：①心臟不停跳組：采用淺低溫心臟不停跳CPB方法，術(shù)中阻斷上、下腔靜脈，但不阻斷升主動脈（即不阻斷冠脈血循環(huán)），術(shù)中未使用心臟停跳液。②心臟停跳組：采用中低溫心臟停跳CPB方法，術(shù)中阻斷上、下腔靜脈及升主動脈，主動脈根部順行灌注4℃改良St.Thoma′s心臟停跳液。兩組術(shù)中適當(dāng)使用多巴胺、腎上腺素、硝酸甘油等血管活性藥物，以維持血流動力學(xué)的平穩(wěn)。兩組患者心臟采用右房-房間隔切口，選用大小合適的進(jìn)口機(jī)械瓣膜，伴有三尖瓣關(guān)閉不全者，行kay′s成形。兩組CPB轉(zhuǎn)流時間、主動脈阻斷時間見表1。

1.3 樣本收集和觀察指標(biāo) 分別于CPB轉(zhuǎn)機(jī)前（T1）、CPB 轉(zhuǎn)機(jī) 30 min（T2）、術(shù)中關(guān)閉右房時（T3），CPB 結(jié)束后 24 h（T4）、72 h（T5）、120 h（T6）采集靜脈血 3 ml，2 ml以3000 r/min離心 10 min后取上清液，-80℃超低溫冰箱冷凍保存。使用雙抗體夾心酶聯(lián)免疫吸附（ELISA）法測定血漿心肌肌鈣蛋白I（cTnI）濃度，使用日本日立公司7170A型全自動生化分析儀檢測血漿肌酸激酶同工酶（CKMB）濃度變化。為消除CPB血液稀釋對測定結(jié)果的影響，對各組樣本同時測定Hct，測定值按Taylor公式校正。稀釋后物質(zhì)含量校正值=實(shí)測值×術(shù)前Hct/取樣時Hct。分別于打開和關(guān)閉右心房時取右心房組織標(biāo)本置于-80℃超低溫冰箱冷凍保存，統(tǒng)一測定時解凍組織標(biāo)本，制成10%的組織勻漿，使用ELISA法檢測組織勻漿腫瘤壞死因子-α（TNF-α）、白細(xì)胞介素（IL）-6、IL-8、IL-10含量。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 17.0 for Windows軟件進(jìn)行統(tǒng)計分析。計量資料以±s表示，采用方差分析或t檢驗(yàn)；計數(shù)資料使用χ2檢驗(yàn)，并行各觀察指標(biāo)相關(guān)性分析。以P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組一般資料比較 兩組性別構(gòu)成、年齡、體質(zhì)量、心胸比、術(shù)前心功能分級、CPB轉(zhuǎn)流時間比較未見統(tǒng)計學(xué)差異（P＞0.05）。停跳組主動脈阻斷時間為（35.8±7.0）min，不停跳組術(shù)中未阻斷升主動脈（見表1）。兩組未有院內(nèi)死亡病例，術(shù)后無低心輸出量綜合征、急性腎功能不全、腦血管意外等嚴(yán)重并發(fā)癥。

2.2 兩組靜脈血cTnI、CK-MB濃度變化 兩組靜脈血cTnI濃度與T1比較均在T2開始上升（P＜0.05），但是兩組變化規(guī)律不同：停跳組在T2開始上升，直至T6才恢復(fù)T1水平；而不停跳組T5已恢復(fù)T1水平。兩組間比較，靜脈血cTnI濃度在T1時差異無統(tǒng)計學(xué)意義，但在T2～T5階段，不停跳組均低于停跳組，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05）。CK-MB濃度變化規(guī)律與cTnI濃度變化類似，但兩組CKMB濃度上升時間較晚，T2時與T1時比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義，直至T3時才開始增高；T2時兩組之間比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義。見表2。

表2 兩組患者肌酸肌酶同工酶和肌鈣蛋白 I變化比較（±s）

表2 兩組患者肌酸肌酶同工酶和肌鈣蛋白 I變化比較（±s）

注：cTnI：心肌肌鈣蛋白I，CK-MB：肌酸激酶同工酶MB與本組CPB轉(zhuǎn)機(jī)前比較，aP＜0.05；與停跳組相同時間點(diǎn)比較，bP＜0.05

組別時間點(diǎn)CK-MB（ukat/L）cTnI（μg/L）停跳組CPB 轉(zhuǎn)機(jī)前（T1） 0.31±0.06 0.09±0.02 CPB 轉(zhuǎn)機(jī) 30 min（T2） 0.34±0.07 2.83±0.31a術(shù)中關(guān)閉右房時（T3） 0.68±0.11a 6.55±0.48a CPB 結(jié)束后 24 h（T4） 0.84±0.12a 7.08±0.41a CPB 結(jié)束 72 h（T5） 0.74±0.13a 4.47±0.53a CPB 結(jié)束 120 h（T6） 0.36±0.06 0.11±0.02 CPB 轉(zhuǎn)機(jī)前（T1） 0.33±0.07 0.09±0.03 CPB 轉(zhuǎn)機(jī) 30 min（T2） 0.36±0.08 2.06±0.26ab術(shù)中關(guān)閉右房時（T3） 0.55±0.09ab 2.51±0.35ab CPB 結(jié)束后 24 h（T4） 0.67±0.11ab 3.77±0.30ab CPB 結(jié)束 72 h（T5） 0.38±0.09b 0.12±0.03b CPB 結(jié)束 120 h（T6） 0.38±0.08 0.10±0.02不停跳組

2.3 心肌勻漿TNF-α、IL-6、IL-8及IL-10的濃度變化 兩組打開右心房時心肌組織勻漿TNF-α、IL-6、IL-8和IL-10濃度比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。關(guān)閉右心房時兩組患者 TNF-α、IL-6、IL-8和IL-10濃度均較打開右心房時升高（P＜0.05）。組間比較，心臟不停跳組 TNF-α、IL-6、IL-8上升幅度較不停跳組小，差異有統(tǒng)計學(xué)意義（P＜0.05），心臟停跳組IL-10上升較不停跳組?。≒＜0.05）。

IL-6/IL-10比值比較：在打開右心房時兩組患者IL-6/IL-10比值比較差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）；在關(guān)閉右心房時，停跳組IL-6/IL-10比值較打開右心房時增大（P＞0.05），心臟停跳組變化無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。見表 3。

2.4 相關(guān)性分析 本研究中，關(guān)閉右房時取靜脈血檢測cTnI和CK-MB濃度，同時取心肌組織，勻漿后檢測炎性介質(zhì)TNF-α、IL-6、IL-8和IL-10含量，行相關(guān)性分析，比較同時間點(diǎn)炎性介質(zhì)含量與心肌損傷標(biāo)志物濃度之間的關(guān)系。術(shù)中關(guān)閉右房時血漿cTnI濃度與TNF-α、IL-6和IL-8相關(guān)系數(shù)依次為0.749、0.696、0.788，與IL-10濃度呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.475。CK-MB濃度與TNF-α、IL-6和IL-8 相關(guān)系數(shù)依次為 0.680、0.614、0.669；與 IL-10濃度呈負(fù)相關(guān)，相關(guān)系數(shù)為0.059。

表3 兩組 TNF-α、IL-8、IL-6、IL-10 水平比較（±s）

表3 兩組 TNF-α、IL-8、IL-6、IL-10 水平比較（±s）

注：TNF-α：腫瘤壞死因子-α，IL：白細(xì)胞介素。與打開右心房時比較，aP＜0.05；與停跳組比較，bP＜0.05

組別 例數(shù) 時間點(diǎn) TNF-α（μg/L） IL-8（μg/L） IL-6（μg/L） IL-10（μg/L） IL-6/IL-10停跳組 20 打開右心房時 3.37±0.55 4.17±0.56 9.38±1.44 4.39±0.59 2.12±0.32關(guān)閉右心房時 15.94±2.22a 17.20±2.42a 76.60±10.50a 19.23±3.75a 3.98±0.55a不停跳組 20 打開右心房時 3.44±0.39 4.19±0.49 9.51±1.47 4.37±0.53 2.15±0.40關(guān)閉右心房時 10.46±2.03ab 11.35±2.12ab 55.52±12.15ab 25.18±5.49ab 2.21±0.46b

3 討論

心肌缺血再灌注損傷過程中存在炎癥通路的激活。研究表明炎癥參與和介導(dǎo)心肌的再灌注損傷，該過程與IL-6、IL-8、TNF-α等促炎性細(xì)胞因子的激活緊密相關(guān)[3]。Steffens等[4]認(rèn)為，心肌是促炎性細(xì)胞因子產(chǎn)生的重要場所，同時也是細(xì)胞因子的重要作用靶點(diǎn)。目前大多通過檢測外周血炎癥指標(biāo)的變化觀察CPB手術(shù)對機(jī)體炎癥的影響，但外周血液中炎癥介質(zhì)的濃度不一定準(zhǔn)確反映心肌細(xì)胞炎癥的嚴(yán)重程度，因此研究心肌局部的炎癥反應(yīng)與心肌功能之間的關(guān)系更為重要。本研究重點(diǎn)是了解心肌細(xì)胞炎癥反應(yīng)，因此采取心肌組織勻漿檢測細(xì)胞因子水平，可以更直接地反映心肌炎癥的嚴(yán)重程度。本研究結(jié)果表明，兩組患者手術(shù)過程中心肌的促炎性細(xì)胞因子IL-6、IL-8、TNF-α含量與術(shù)前相比均顯著升高，提示CPB心內(nèi)直視手術(shù)可引起心肌的炎癥反應(yīng)；但不停跳組升高程度顯著低于停跳組，提示不停跳手術(shù)可使CPB期間心肌細(xì)胞促炎性細(xì)胞因子生成減少，減輕心肌炎癥反應(yīng)，進(jìn)而對心肌產(chǎn)生保護(hù)作用。

IL-6同時有抗炎屬性[5]。此外有研究表明手術(shù)過程中的損傷是術(shù)后IL-6升高的重要因素[6]，IL-6水平的高低與局部組織損傷的程度密切相關(guān)[6]。Prondzinsky等[7]甚至認(rèn)為CPB心臟手術(shù)損傷引起機(jī)體炎癥反應(yīng)失衡過程中，損傷本身的作用比CPB更重要，因此IL-6一方面可以反映炎癥的強(qiáng)度，同時可間接反映外科損傷的嚴(yán)重程度。本研究中兩組IL-6水平明顯上升，但不停跳組上升幅度較小，表明不停跳手術(shù)可以減輕心肌炎癥反應(yīng)和組織損傷。

有研究表明，CPB過程中促炎性細(xì)胞因子與抗炎性細(xì)胞因子的失衡比單純的促炎因子的變化更有意義[8]，增加的IL-10可能代表對促炎細(xì)胞因子的對抗。Taniguchi等[9]的研究表明，IL-6/IL-10能夠很好地反映SIRS患者的預(yù)后，其比值升高預(yù)示預(yù)后不良。在本研究中心臟停跳組比值上升，與打開右心房時比較差異明顯，而心臟不停跳組其變化無統(tǒng)計學(xué)意義，表明心臟不停跳手術(shù)時對心肌細(xì)胞細(xì)胞因子的平衡影響較小，可以維持炎性因子的動態(tài)平衡，減輕心肌炎癥。

目前CPB的最佳溫度尚存爭議。低溫對CPB過程中炎癥反應(yīng)的影響有兩方面[10]：一方面低溫可以抑制酶的活性，可以減輕炎癥，有研究表明常溫CPB補(bǔ)體的激活比低溫時明顯；但是另一方面低溫為一種非生理狀態(tài)，引起機(jī)體應(yīng)激，本身是CPB炎癥反應(yīng)的一個重要原因。因此推測低溫對CPB炎癥反應(yīng)的影響可能與低溫的程度有關(guān)，淺低溫心臟手術(shù)過程中溫度低于常溫CPB溫度，可以減弱補(bǔ)體激活程度，同時，與中度低溫比較，淺低溫度更接近生理狀態(tài)，對機(jī)體生理侵?jǐn)_較小，對減輕CPB誘發(fā)的炎癥可能有益，因而淺低溫度也可能是不停跳組心肌細(xì)胞炎癥較輕的因素。

CK-MB與cTnI是目前臨床上評價心肌損傷程度的常用指標(biāo)[11,12]。本研究中不停跳組cTnI釋放較心臟停跳組少，而且較停跳組更早恢復(fù)至正常水平，進(jìn)一步論證淺低溫心臟不停跳手術(shù)可以減輕心肌的組織損傷。本研究行相關(guān)性研究表明，關(guān)閉右心房時cTnI釋放水平與促炎性細(xì)胞因子水平呈正相關(guān)，說明CPB手術(shù)過程中心肌的損傷與心肌細(xì)胞炎癥程度密不可分。

因此，CPB心內(nèi)直視手術(shù)可以誘發(fā)心肌炎癥反應(yīng)，心臟不停跳手術(shù)可減少心肌細(xì)胞促炎性細(xì)胞因子生成、減輕心肌細(xì)胞促炎性與抑炎性細(xì)胞因子的失衡、阻斷細(xì)胞炎癥介質(zhì)網(wǎng)絡(luò)體系以及淺低溫度本身等途徑減輕心肌的炎癥反應(yīng)，該優(yōu)勢可能是心臟不停跳手術(shù)具有心肌保護(hù)作用的重要原因。

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