含3种药物氧合温血肺动脉持续灌注对体外循环肺损伤的临床对比研究

作者：艾克拜尔·买买提,单雪峰, 木拉提·阿布都热合曼 作者单位：(新疆医科大学第一附属医院心脏外一科, 新疆乌鲁木齐830011)

　　【摘要】 目的观察体外循环(CPB)期间肺动脉持续灌注氧合血及L精氨酸、甲泼尼龙、川穹嗪3种药物加机械通气对肺损伤的保护作用。方法选择60例择期常规行二尖瓣置换术病人，采用临床对照研究。随机分成4组：对照组采用肺动脉持续灌注氧合血加机械通气，余各加药组在对照组基础上分别加入L精氨酸、甲泼尼龙和川穹嗪，每组各15例。4组病人均采用常规CPB，分别在麻醉后、开放主动脉1 h，回ICU 0、6、12、24 h取桡动脉血，测定肿瘤坏死因子(TNFα)、 白细胞介素6(IL6)和白细胞介素10(IL10)的表达。结果60例患者术中及术后经过顺利，均痊愈出院。开放主动脉后，各加药组血浆TNFα、IL6水平均明显低于对照组，而IL10水平明显高于对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。结论在CPB过程中持续肺动脉灌注L精氨酸、川穹嗪、甲泼尼龙均可以明显抑制炎症因子的合成与释放，增加抗炎因子的释放，具有肺保护作用。

　　【关键词】 体外循环; 肺损伤; L精氨酸; 川穹嗪; 甲泼尼龙; 氧合血

　　Clinical study on the effect of continuous pulmonary artery perfusion with oxygenated

　　warm blood contain three different drugs on lung injury during cardiopulmonary bypass

　　Aikebaier·Maimaiti, SHAN Xuefeng, Mulati·Abudureheman

　　(Department of Cardiosurgical, First Affiliated Hospital, Xinjiang Medical Universityt,

　　Urumqi 830011, China)

　　Abstract ObjectiveTo evaluate the protective effect of continuous pulmonary artery perfusion with oxygenated blood with Larginine, methylprednisolone ligustrazine plus mechanical ventilation on lung ischemia reperfusion injury during cardiopulmonary bypass(CPB) extracorporeal circulation. Methods 60 cases patients scheduled for mitral valve replacement were randomized into 4 groups:Ⅰ, CPB with continuous pulmonary artery perfusion with oxygenated warm Blood plus mechanical ventilation (control group, n=15); Test group:, mechanical ventilation (n=15) plus continuous pulmonary artery perfusion with oxygenated blood containing Larginine ( group Ⅱ); containg methylprednisolone ( group Ⅲ, n=15) or containing ligustrazine (group Ⅳ, n=15). All 4 groups received routine procedure of CPB.Blood samples were drawn from the radial artery at the following time points: after anaesthesia,1 hours after opening of aorta, being taken back to ICU 0, 6, 12, 24 hours. The expression of tumor necrosis factorα (TNFα), interleukin6 (IL6) and interleukin10 (IL10) were evaluated by ELISA test. Results All the patients were totally recovered smoothly.TNFα and IL6 level in group with any one of three drugs were lower than control group (P<0.05)， IL10 levels in group with any one of three drugs were higher than control group (P<0.05). Conclusionduring cardiopulmonary bypass, continuous pulmonary artery perfusion with oxygenated blood containing any one of the three drugs can reduce the release of inflammatory factor and induce antiinflamatory factor, may play protective role on lung than control group.

　　Key words： cardiopulmonary bypass; lung injury; pulmonary artery perfusion; Larginine; ligustrazine; methylprednisolone; oxygenated blood

　　心脏外科手术中体外循环(cardiopulmonary bypass，CPB)作为一种辅助手段保证了心脏手术的安全。随着人工心肺机的不断改进、心肌保护措施的完善和外科技术的提高，心内直视手术的死亡率和并发症日趋下降,但肺损伤仍然是体外循环(CPB)术后常见的并发症，心内直视手术后急性呼吸功能不全的发生率高达15%～30%[1]。本研究从方法学上借鉴CPB心肌保护的经验，主要针对CPB引发炎症反应是造成肺损伤的重要原因，采用干预措施，在氧合血内加入L精氨酸、甲泼尼龙、川穹嗪等药物行肺动脉持续灌注和机械通气，观察围手术期各种药物的作用,从而更好地为临床提供理论依据和防治措施。

　　1资料与方法

　　1.1一般资料选择2006～2007年在我院行择期体外循环二尖瓣置换术的风湿性心脏病患者60例。随机分为对照组、左旋精氨酸组、甲泼尼龙组、川穹嗪组，每组15例。纳入标准:心功能Ⅱ～Ⅲ级(NYHA)。排除标准(符合以下其中之一即可排除)：术前合并严重肺、肝、肾功能异常者;术前1个月内服用潘生丁、阿司匹林、皮质类固醇等药物者;术前1个月内患肺部感染者;患有结核病者。

　　1.2试剂、仪器及设备

　　1.2.1试剂酶联免疫试剂盒：肿瘤坏死因子(TNFα)、白细胞介素6(IL6)、白细胞介素10(IL10)均购自上海森雄实业有限公司(板内、板间变异系数均<10%)。

　　1.2.2仪器及设备BIORAD Model 550型酶标仪(美国)，XK96型微量振荡器(江苏姜堰市新康仪器厂)，TGL16台式高速离心机(金坛市医疗仪器厂)，DNP908L型电热恒温培养箱(上海精宏实验设备有限公司) ，低温冰箱(日本SANYO)，Olympus IMT2光学显微镜(日本NARISHIGE Co.)。

　　1.3方法手术室常规监测心电图、心率、血氧饱和度。局麻下桡动脉穿刺置管监测有创血压。麻醉诱导：静脉注射咪唑安定0.2 mg/kg、芬太尼5～10 μg/kg、维库溴铵0.1 mg/kg。气管插管接麻醉机行机械通气，行右侧颈内静脉穿刺置管监测中心静脉压。麻醉维持：切皮前及胸骨劈开前分别静脉注射芬太尼10～20 μg/kg，间断静脉追加维库溴铵及复合吸入麻醉。正中切口开胸，肝素(3 mg/kg)抗凝，进行ACT监测，保持ACT>480 s。升主动脉及上、下腔静脉插管，主动脉根部置灌注管，对照组及加药组病例肺动脉根部缝荷包后，插24 F主动脉插管(开口内径5 mm)，转流建立CPB。鼻咽腔温度控制在29～34℃，心肌保护在阻断上、下腔静脉及主动脉后，主动脉根部灌注4℃ St.Thomas停跳液(10～15 ml/kg)，灌注流速(2.0～2.4 L·min-1·m-2)，动脉压维持在60～80 mmHg。对照组行常规CPB，对照组及加药组在常规CPB中，同时从肺动脉根部持续灌注氧合血，其温度为28～32℃,灌注流速15 ml·kg-1·min-1，左旋精氨酸组肺动脉持续灌注L精氨酸(200 mg/kg)，甲泼尼龙组肺动脉持续灌注甲泼尼龙(5 mg/kg)，川穹嗪组肺动脉持续灌注川穹嗪(5 mg/kg)。通过肺动脉灌注系统接Y型管监测肺动脉灌注压，肺动脉灌注压维持10～20 mmHg，由体外循环泵调节、控制灌注流量及压力。氧合血从左房用心内负压吸引回收入储血器，进行瓣膜置换，开放腔静脉后停止肺动脉灌注，术毕关胸。手术及麻醉操作由相对固定的一组人员完成。应用iSTAT便携式血气分析仪行血气分析，维持红细胞压积在0.20～0.25。

　　1.4标本采集所有标本均通过桡动脉内留置采集管采集动脉血，每次3 ml，置入抗凝集试管中，2 000～3 000 r/min离心10 min，分离出血浆，-80℃低温冰箱中保存，待标本采集结束后一并解冻进行TNFα、IL6和IL10检测。

　　1.5统计学处理采用SPSS 13.0软件对数据进行分析。所有计量资料以均数±标准差(±S)表示，采用单因素重复测量资料的方差分析，以处理因素分组，以各时间点为重复测量因素，检验水准 α=0.05。

　　2结果

　　2.1TNFα在各组不同时间点的测定结果开放主动脉后，各加药组血浆TNFα水平明显低于对照组，差异有统计学意义(P<0.05)。川穹嗪组与甲泼尼龙组中血浆TNFα水平低于左旋精氨酸组(P<0.05)，川穹嗪组与甲泼尼龙组TNFα水平无明显差别,见表1。表1TNFα在各组不同时间点的测定结果

　　2.2IL6在各组不同时间点的测定结果各加药组血浆中IL6水平明显低于对照组(P<0.05)。川穹嗪组与左旋精氨酸组血浆IL6水平低于甲泼尼龙组(P<0.05)，川穹嗪组血浆IL6水平低于左旋精氨酸组(P<0.05),见表2。

　　2.3IL10在各组不同时间点的测定结果各加药组血浆中IL10水平明显高于对照组(P<0.05)。川穹嗪组与左旋精氨酸组血浆IL10水平高于甲泼尼龙组(P<0.05)，川穹嗪组血浆IL10水平高于左旋精氨酸组(P<0.05),见表3。表2IL6在不同时间点的测定结果表3IL10在不同时间点的测定结果

　　3讨论

　　本研究中，基于CPB中肺损伤的原因、肺保护的多种方法，以及L精氨酸、甲泼尼龙、川穹嗪的药理作用，将之应用于CPB中，结合肺动脉持续灌注氧合温血及机械通气等肺保护方法,观察TNFα、IL6、IL10的水平变化。以往的临床试验一般仅限于单一治疗手段或药物，本实验涵盖多种肺保护方法及药物，这是与之前肺保护临床实验相比的独特之处。

　　在以往的肺动脉保护系列研究中均能明显的看出TNFα、IL6测定水平临床干预组均有不同程度的减低，这与本实验的研究结果相似;IL10测定的水平临床干预组有不同程度的升高，这与本实验研究结果仍相同。上述说明本实验的研究结果与以往的试验结果相同，整个试验过程严谨并无明显疏漏。

　　本研究中，各加药组TNFα、IL6的水平较对照组明显降低，保护性抗炎因子IL10明显升高，证明L精氨酸、甲泼尼龙和川穹嗪组肺保护效果更好，3种药物之间川穹嗪保护作用尤为明显，左旋精氨酸较甲泼尼龙能明显降低IL6及升高IL10，对于降低TNFα，左旋精氨酸作用稍逊色于甲泼尼龙。本研究将综合分析3种药物的临床效果是较以往临床试验的独到之处。

　　在CPB所致的炎性反应中，TNF、IL6是重要的炎性因子，与炎症反应呈正相关[2-5]，并且证实在体外循环所致肺损伤中有重要作用[6]。本研究发现，在回ICU 0、6、12、24 h血浆中TNF、IL6的水平明显增加，对照组增加更显著，显示机体炎性反应的发生，但L精氨酸、甲泼尼龙和川穹嗪组明显优于对照组。提示持续肺动脉灌注28～32℃的氧合血不仅可以减少肺组织缺血缺氧，还可以机械冲走肺内聚集的中性粒细胞及炎症介质，防止中性粒细胞及炎症介质在肺内聚集，可以降低术后细胞因子水平，从而减轻了缺血/再灌注损伤和全身炎症反应，这与文献[6-10]报道一致。

　　IL10是一种抗炎因子，可抑制单核巨噬细胞的增殖、激活、迁移和粘附，抑制炎症因子的合成和分泌。体外实验发现，IL10可抑制巨噬细胞和单核细胞对TNF、IL6的合成与释放。本研究中，各加药组在回ICU 6 h、12 h时 IL10血浆浓度均明显高于对照组，表明肺动脉持续灌注含氧血能增加CPB期间IL10的释放，继而抑制TNF、IL6的合成，从而减轻炎症反应,而加药组又明显优于对照组。

　　综上所述，TNFα、IL6的存在显示CPB所致炎性反应的存在，研究体外循环心脏手术中的炎性因子水平的变化规律，将其适度调控，对降低心脏手术后的并发症及死亡率有十分重要的意义。本试验研究为临床在体外循环肺保护中提供理论依据和防治措施。研究技术和成果可在临床推广应用，并为深入的研究CPB肺损伤和保护建立了技术平台。

　　【参考文献】

　　[1]Kuhnle GE, Reichenspurner H, Lange T, et al.Microhemodynamics and leukocyte sequestration after pulmonary ischemia and reperfusion in rabbits[J]. J Throac Cardiovasc Surg, 1998, 115(4):937944.

　　[2]Ward NS, Waxman AB, Homer RJ,et al.Interleukin6 induced protection in hyperoxic acute lung injury[J]. Am J Respir Cell Mol Biol,2000,22:535542.

　　[3]Ohkawa F, Ikeda U, Kanbe T, et al. Effects of inflammatory cytokines on vascular tone[J]. Cardiovasc Res, 1995,30:711715.

　　[4]Harmon D,Coleman E,Marshall C,et al.The effect of clomethiazole on plasma concentrations of interleukin6,8,1bete,tumor necrosis factoralpha, and neutrophil adhesion molecule expression during experimental extracorporeal circulation[J]. Anesth Analg, 2003, 97(1):1318.

　　[5]Weyrich AS, Buerke M, Albertine KH, et al. Time course of coronary vascular endothelial adhension molecule expression during reperfusion of the ischemic feline myocardium[J]. J Leukoc Biol, 1995, 57:4555.

　　[6]Mason JC, Haskard DO. The clinical importance of leukocyte and endothelial cell adhesion molecules in inflammation[J].Vascular Med Rev,1994,5:249275.

　　[7]Eppinger MJ,Ward PA,Bolling SF, et al. Regulatory effects ofinterleukin10 on lung ischemiareperfusion injury[J]. J Thorac Cardiovasc Surg, 1996, 112:1302 1306.

　　[8]Wan S,LeClerc JL,Schmartz D,et al.Hepatic release of interleukin10 during cardiopulmonary bypass in steroid pretreated patients[J]. Am Heart J,1997, 133:335 339.

　　[9]Taggart DP. Respiratory dysfunction after cardiac surgery:effects of avoiding cardiopulmonary bypass and the use of bilateral internal mammary arteries[J].Eur J Cardiothorac Surg,2000,18:3137.

　　[10]Christian S,Torsyen D,Stefen P, et al. Cardiopulmonary bypass reduction of bronchial blood flow:a potential mechanism for lung injury in a neonatal pig model[J]. J Thorac Cardiovasc Surg, 2002, 123(4):11991205.