李幼瑾,沈 佳,朱德明,劉錦紛
特應癥嬰幼兒對體外循環(huán)炎癥反應的影響
李幼瑾,沈 佳,朱德明,劉錦紛
[摘要]:目的 探討特應癥嬰幼兒對體外循環(huán)(CPB)炎癥反應的影響及其術后相關臨床情況評估和轉(zhuǎn)歸。方法 選取64例3~24個月擬行CPB心臟直視手術的先天性心臟病患兒為CPB組,CPB組根據(jù)術前血清TIgE、父母的必要性疾病史和過敏相關臨床癥狀,將患兒再分為特應癥組(atopy組,n=34)和非特應癥組(no-atopy組,n=30),另設立20例行非CPB心臟直視手術的非特應癥患兒為對照組。根據(jù)患兒術前TIgE檢測和相關資料收集確定特應癥表型。CPB患兒分別于術前1天(T1),CPB開始后即刻(T2),復溫期(T3),CPB結(jié)束使用魚精蛋白時(T4),術后4 h(T5),術后第一天(T6)和術后第二天(T7)各點采集外周血樣。利用酶聯(lián)免疫吸附實驗(ELISA)法檢測血清γ干擾素(IFN-γ)、白介素-4(IL-4)。利用流式細胞儀檢測Th1和Th2比例。利用免疫散色比濁法檢測患兒外周血清總TIgE。記錄圍手術期相關數(shù)據(jù)。結(jié)果 圍手術期血清IL -4在atopy組和no-atopy組T3、T4和T5較非對照組顯著升高(P<0.05),atopy組尤為明顯(P<0.05)。血清IFN-γ在atopy組和no-atopy組也比對照組略有升高但無差異(P>0.05)。Atopy組和no-atopy組在T2后出現(xiàn)Th2偏移的Th1/Th2失平衡狀態(tài),atopy組出現(xiàn)了T4的明顯Th2偏移,Th2上升尤為明顯。Th1細胞亞群比例變化無顯著差異。血清TIgE在atopy組中有明顯的升高趨勢。Atopy組的機械通氣時間延長與其在T4的IL-4水平和Th1/Th2比值相關。(r=0.318,P=0.045;r=-0.272,P=0.034)。結(jié)論 經(jīng)CPB小兒先天性心臟病直視手術的圍手術期,存在暫時性Th2偏移的Th1/Th2失平衡狀態(tài)。特應癥先天性心臟病患兒的術前免疫狀態(tài)會加重CPB后使用魚精蛋白時的Th1/Th2失平衡狀態(tài),其中以IL-4水平上升尤為明顯,與輔助性機械通氣時間的延長有相關。
[關鍵詞]:特應癥;炎癥反應;體外循環(huán);機械通氣;嬰幼兒
作者單位:200127上海,上海交通大學醫(yī)學院附屬上海兒童醫(yī)學中心
The effect of atopy on inflammatory response to cardiopulmonary bypass in infant
Li You-jin,Shen Jia,Zhu De-ming,Liu Jin-fen
Department of Cardiovascular Surgery,Shanghai Children’s Medical Center affiliated with Shanghai Jiao Tong University School of Medicine,Shanghai 200127,China
Corresponding author:Liu Jin-fen,Email:liujinfen2002@126.com
[Abstract]:Objective To investigate the effect of atopy on inflammatory response and the clinical characteristics of patients undergoing cardiopulmonary bypass(CPB).Methods A total of 64 cases aged between 3 months-2 years underwent open heart sur?gery with CPB were divided into two groups:Atopy group(n=34)and no-Atopy group(n=30),according the preoperative TIgE lev?el,parental atopy history and the clinical history of atopic phenotype.The control group who had no atopy or CPB(n=20)was set as well.Atopy phenotype was diagnosised by TIgE and related data.Serum IFN-γ and IL-4 were tested by Enzyme-Linked-Immuno-sor?bent Assay(ELISA)before the operation,at the beginning of CPB,before the end of CPB during rewarming,at protamine administra?tion,4 hours after CPB,1 day after CPB and 2 day after CPB.Ratio of Th1 to Th2 was detected by flow cytometry at these time points.Serum TIgE was detected by N Latex IgE mono.Perioperative clinical data were recorded.Results Rising serum IL-4 level at T3,T4 and T5 was found after CPB(P<0.05),but the increase is particularly marked in atopy group(P<0.05).Serum IFN-γ levels in?creased slowly in CPB group and had no significant difference in atopy group(P>0.05).During CPB,the polarity of Th2 induced un?balance Th1/Th2 in CPB group,specially in atopy group at T4.Compared with the preoperative level,significant changewas found in Th2 instead of Th1.Serum TIgE levels significantly increasedin CPB group,especially in atopy group.Prolonged time of mechanical ventilation in atopy group was positively correlated with the ratio of Th1/Th2 with in administration of intravenous injection of protamine (r=0.318,P=0.045;r=-0.272,P=0.034).Conclusion Transient Th1/Th2 imbalance was found after CPB in children.The effect of preoperative immunity condition in atopic children who had congenital heart disease with the raised ratio of Th1/Th2 was associated with prolonged time of mechanical ventilation.
[Key words]: Atopy;Flammatory response;CPB;Mechanical ventilation;Infant
由于體外循環(huán)(cardiopulmonary bypass,CPB)大量血液直接暴露于人工管路、體溫變化、組織的缺血再灌注損傷,加之心臟直視手術造成的組織損傷、麻醉、某些藥物的使用等,都將造成免疫系統(tǒng)的損傷,誘發(fā)全身炎癥反應(system inflammatory response,SIR),干擾機體的免疫功能,可能會明顯影響患兒術后的恢復進程和預后[1-2]。在CPB過程中,補體、免疫和內(nèi)皮系統(tǒng)參與誘導SIR,從而發(fā)揮了促炎和抗炎的作用,在免疫反應和維持生理平衡上有著重要的作用。手術創(chuàng)傷及CPB同樣也能夠?qū)е耇h1/Th2平衡破壞,造成免疫漂移,誘導SIR及促炎因子大量釋放。雖然這種偏移是暫時和可恢復的,但是偏移的程度過高,會對患兒的恢復帶來不利影響。特應癥(atopy)是指遺傳易感個體的血清總免疫球蛋白(immunoglobulin E,TIgE)升高[3],并對環(huán)境中的無害物質(zhì)產(chǎn)生IgE介導變態(tài)反應。并在其出生時已存Th2細胞亞群極化狀態(tài)。本研究旨在觀察特應癥先天性心臟病患兒的CPB圍手術期炎癥反應及其對術后恢復的影響。
1.1 研究對象 本研究對象為2014年6月至12月在上海交通大學醫(yī)學院附屬上海兒童醫(yī)學中心小兒先天性心臟病研究中心的先天性心臟病住院患兒。將年齡3個月~24個月行CPB的64例患兒設CPB組,其中男性34例,女性30例;平均年齡10.2 (3.3~23.7)個月;體重(8.9±4.1)kg;射血分數(shù)(EF)(71.1±6.45)%;室間隔缺損(VSD)28例、房間隔缺損(ASD)22例、房室間隔缺損(A-VSD)14例。CPB組根據(jù)術前血清TIgE、父母的必要性疾病史和過敏相關臨床癥狀,將患兒再分為特應癥組(atopy,n=34)和非特應癥組(no-atopy,n=30),另設立20例行非CPB心臟直視手術的非特應癥患兒為對照組,其中男性9例,女性11例;平均年齡8.9(8.7~10.4)個月;體重(8.8±2.7)kg;射血分數(shù)(EF)(76.7± 2.4)%;房間隔缺損(ASD)8例、動脈導管未閉(PDA)12例。各組患兒年齡、性別、體重和EF無明顯差異。所有患兒術前均無手術及藥物使用史、免疫抑制、術前培養(yǎng)陽性確診的活動性感染、術前二周內(nèi)使用過皮質(zhì)類固醇、高免疫球蛋白E綜合征(以皮膚為主的反復葡萄球菌感染和IgE濃度顯著增高為特征的免疫缺陷綜合征,血清IgE明顯增高,大于正常值10倍以上)及右心梗阻表現(xiàn)。本研究方案經(jīng)上海兒童醫(yī)學中心倫理委員會批準。所有患兒父母依據(jù)知情同意原則,充分告知家長,簽署知情同意書。
1.2 麻醉和CPB方法 全部患兒均采用靜吸復合麻醉。麻醉誘導后行氣管插管和中心靜脈導管插入?;純盒g前30 min肌注阿托品0.1 mg/kg,鹽酸哌替啶1 mg/kg。進入手術室后,連接Datex-Ohme?da多功能監(jiān)護儀,監(jiān)測無創(chuàng)動脈壓,ECG和脈搏血氧飽和度。開放患兒外周靜脈,靜注咪達唑侖0.1 mg/kg,芬太尼2 μg/kg,愛可松0.6 mg/kg,經(jīng)口氣管內(nèi)插管,行機械通氣。予微泵靜注舒芬太尼2.5 μg/(kg·h)、愛可松0.3 mg/(kg·h)和異丙酚6 mg/(kg·h)復合吸入七氟烷-氧氣-空氣維持麻醉。行右頸內(nèi)靜脈穿刺置管監(jiān)測CVP。
所有行CPB術的病例,采用相同的CPB方法。使用硫酸肝素全身肝素化及魚精蛋白抗肝素化,并進行主動脈和上下腔靜脈插管。采用Dideco系列膜式氧合器和DHF-02型血液濃縮器。預充液包括濃縮紅細胞懸液、冰凍血漿和20%人血白蛋白、烏司他丁(10 000 μ/kg)、地塞米松(5 mg/kg)、5%碳酸氫鈉和呋塞米適量。轉(zhuǎn)流過程中維持紅細胞比容(Hct)在0.25~0.30。術中維持灌注流量120~150 ml/(kg·min),動脈血壓維持在40~70 mmHg。術中常規(guī)使用Terumo血液超濾器維持Hct在0.23~0.26,采用α穩(wěn)態(tài)血氣管理方法維持動脈血氧分壓100~200 mm Hg之間,二氧化碳分壓在40 mm Hg左右,血K+濃度維持在4.0~5.0 mmol/L之間,混合靜脈血氧飽和度大于65%。記錄手術時間、CPB最低溫度、預充量、主動脈阻斷時間、超濾量等參數(shù)。CPB結(jié)束后均使用改良超濾法超濾,使Hct>0.30。在手術后根據(jù)需要留置動脈測壓管和中心靜脈導管。所有患者在手術后進入小兒心臟監(jiān)護室進行標準化術后監(jiān)護和護理。
1.3 標本采集 CPB組分別于術前1天(T1,-1 d),CPB開始后即刻(T2,CPB1),復溫期(T3,CPB2),CPB結(jié)束使用魚精蛋白時(T4,Protamin),術后4 h (T5,+4 h),術后第一天(T6,+1 d),術后第二天(T7,+2 d)各時間點采集血樣。對照組分別于T1,T4(手術結(jié)束時),T5,T6,T7各時間點采集血樣。
1.4 檢測指標
1.4.1 利用免疫散色比濁法(IgE測定試劑盒,Sie?mens)檢測患兒外周血清TIgE的濃度,參照不同年齡血清TIgE不同的正常值(IU/ml,1 IU=2.4 ng):新生兒<1.5、1歲內(nèi)嬰幼兒<15、1~2歲內(nèi)兒童<60。
1.4.2 酶聯(lián)免疫吸附(ELISA)方法(ELISA Ready-SET-Go試劑盒,eBioscience公司)測定血清γ干擾素(IFN-γ)、白介素-4(IL-4)的濃度。
1.4.3 流式細胞儀檢測Th1、Th2細胞數(shù)目。為了檢測細胞內(nèi)因子IFN-γ和IL-4,首先采集外周靜脈血及分離單個核細胞(PBMCs),與T細胞激活劑PMA(佛波酯)25 μg/L、Ionomycin(離子霉素)1 mg/L以及胞內(nèi)蛋白阻斷劑Monensin(莫能霉素)1.7 mg/L共培養(yǎng),以抗CD3-APC-H7和抗CD8-FITC抗體在室溫下染色15 min做表面標記。之后加入Beckman固定/破膜液孵育。使用熒光標記的抗IFN-γ-PE抗體和IL-4-APC抗體,室溫避光,15 min。細胞洗滌、重懸后,應用流式細胞儀檢測CD3+CD8-IFN-γ+T細胞(Th1)、CD3+CD8-IL-4+T細胞(Th2)細胞。
1.5 Atopy表型確定 收集患兒出生情況、出生地點、喂養(yǎng)方式、父母過敏狀況、是否有明確的食物或藥物過敏史等數(shù)據(jù),并詢問患兒是否出現(xiàn)類變應性鼻炎(allergic rhinitis,AR)癥狀[4]、喘息性咳嗽、濕疹等癥狀。參照“變應性鼻炎及其對哮喘的影響(allergic rhinitis and its impact on asthma,ARIA)”指南2008和美國過敏反應、哮喘和免疫學會制定的“鼻炎的診斷和治療”的診斷標準及相關文獻[5-6],診斷標準如下:
1.5.1 嬰幼兒AR樣診斷 具有鼻塞、流涕、噴嚏癥狀之一,可同時合并流眼淚/其他呼吸道癥狀喘息和干咳且過去的一年至少發(fā)作三次或三次以上,且每次發(fā)作均與感冒或流感無關/濕疹,診斷為AR樣。
1.5.2 嬰幼兒喘息/哮喘診斷 根據(jù)瑞典兒童協(xié)會指南2歲以內(nèi)喘息/哮喘應具以下癥狀之一:經(jīng)歷三次或三次以上喘息發(fā)作、在任意一次發(fā)作時合并氣道高反應、氣道高反應同時合并變應性疾病家族史或有其他過敏癥狀、有呼吸道癥狀給予吸入性糖皮質(zhì)激素治療。
1.5.3 嬰幼兒濕疹診斷 具有紅斑、皮膚瘙癢、皮疹之一,并且反復至少6個月以上時可診斷。
1.5.4 嬰幼兒食物過敏/急性蕁麻疹 在食入或接觸某種特殊食物或過敏原后出現(xiàn)急性發(fā)作癥狀如皮膚反應、喘息、嘔吐、腹瀉或同時出現(xiàn)多個癥狀。
根據(jù)患兒的個人遺傳背景和臨床癥狀,且血清TIgE超過正常值納入atopy組。
1.6 術中數(shù)據(jù)記錄及術后情況評估 CPB時間、主動脈斷流時間、再灌注時間、最低體溫、術中膠體用量、術中灌注流量、預充量、轉(zhuǎn)機后Hct、轉(zhuǎn)機后血紅蛋白(Hb)、CPB時間、主動脈阻斷時間、超濾量等參數(shù)。
入監(jiān)護室時間、機械通氣時間、住院時間、正性肌力評分(多巴胺/多巴酚丁胺/腎上腺素/抗利尿激素/去甲腎上腺素)、術后第一和第二天的CVP、混合靜脈氧飽和度(SvO2)、前體N端腦利鈉肽(NT -pro BNP)、血乳酸濃度、靜脈膠體溶液入量、有無低氧血癥、全身水腫、胸片滲出、縱膈心包引流量、腹水、有無腹膜透析、是否死亡及總并發(fā)癥(包括二次插管、肺部感染等)、有無術后發(fā)生毛細血管滲漏綜合征、有無術后右心功能不全。
1.7 統(tǒng)計學處理 數(shù)據(jù)分析使用研究人員采集以及受試者提供的所有信息。連續(xù)性臨床數(shù)據(jù)資料采用平均值和±標準差(±s)表示。連續(xù)性實驗數(shù)據(jù)資料采用平均值和標準誤表示。使用SPSS 17.0軟件進行分析。頻數(shù)資料的組間比較采用X2檢驗。組間差異比較采用獨立樣本非參數(shù)檢驗(Mann-Whitney U)。組內(nèi)差異比較采用least significant difference(LSD)檢驗和多相關樣本的非參數(shù)檢驗(Friedman)。Spearman分析特應癥患兒免疫激活與各臨床輸出的相關性。P<0.05具有統(tǒng)計學意義。
2.1 一般資料 各組患兒術前年齡、性別、體重和心功能檢查無明顯差異(P>0.05),見表1,術中參數(shù)比較無明顯差異(P>0.05),見表2。
2.2 圍手術期細胞因子濃度的比較 CPB組與對照組比較中,IL-4在T3、T5、T6時出現(xiàn)差異(P<0.05)。Atopy組患兒較no-atopy組患兒在T4和T5時有差異(P=0.009;P<0.001),見圖1。相對于對照組,CPB組的IFN-γ水平在CPB開始后雖然逐漸上升,但無明顯差異(P>0.05)。圍手術期atopy組與no-atopy組之間IFN-γ水平變化在術前和復溫期時有差異(P=0.03;P=0.037),見圖2。相對于對照組,CPB組的TIgE在CPB開始后逐漸上升,T5、T6處于較高狀態(tài)(P<0.05)。與no-atopy組患兒相比,atopy組患兒TIgE水平變化趨勢明顯,幅度大,見圖3。
2.3 圍手術期Th1和Th2細胞數(shù)目、Th1/Th2比值比較 相對于對照組,CPB組患兒在CPB開始后有明顯Th2偏移,復溫期仍處于較低值(P=0.032)。與no-atopy組患兒相比,atopy組在各時間點上均存在差異,以T3和T4偏移明顯(P<0.001,P =0.011),特別T4表現(xiàn)為較術前更為明顯的負向偏移,見圖4。Atopy組患兒術前已經(jīng)處于Th2亞群細胞極化狀態(tài)。在Th2細胞數(shù)目的變化上,atopy組患兒較no-atopy組患兒變化明顯,特別是T4。(P=0.016)Th1細胞數(shù)目變化相對平穩(wěn),與no-atopy組患兒相比,atopy組在T1、T2、T6時出現(xiàn)差異(P<0.05),見圖5。
表1 三組患兒術前及特應癥分布情況(±s)
表1 三組患兒術前及特應癥分布情況(±s)
項目 atopy組(n=34) no-atopy組(n=30) 對照組(n=20)年齡(m) 9.7(3.3~23.4) 10.9(3.5~23.7) 8.9(8.7~10.4)男/女(n) 20/14 14/16 9/11體重(kg) 9.6±4.6 8.3±3.8 8.8±2.7 EF(%) 70.6±6.8 71.7±6.26 76.7±2.4 VSD(n) 16 12 ASD(n) 12 10 8 A-VSD(n) 6 8 PDA(n)12家族變應性疾病遺傳史(n) 34變應性鼻炎樣癥狀(n) 6蛋黃過敏(n) 2濕疹(n) 18與感冒無關的干咳(n) 16喘息(n) 2
圖1 圍手術期不同時間點IL-4水平變化
表2 Atopy組與no-atopy組患兒術中參數(shù)比較(±s)
表2 Atopy組與no-atopy組患兒術中參數(shù)比較(±s)
項目 atopy組(n=34)no-atopy組(n=30)CPB時間(min) 51.5±19.2 49.7±22.0主動脈阻斷時間(min) 29.2±14.0 30.6±17.7最低溫度(℃) 33.7±1.5 33.8±1.2復溫灌注時間(min) 14.5±7.9 12.1±4.2
圖2 圍手術期不同時間點IFN-γ水平變化
圖3 患兒圍手術期不同時間點TIgE水平變化
圖4 圍手術期不同時間點Th1/Th2水平變化
注:A:CPB組與對照組比較;B:CPB組:atopy組與no-atopy組比較。
2.4 術后恢復情況比較 術后入ICU時間、總住院時間、術后二天正性肌力評分、術后第一天SvO2和術后第一天的血乳酸濃度、術后縱膈心包引流量、CVP均無差異。Atopy組患兒機械通氣時間要長于no-atopy組患兒(P=0.04)。在CPB組和對照組間,在ICU及住院時間和機械通氣時間及術后第一天的縱膈引流量上有差異(P=0.046,P=0.042,P =0.02,P=0.04)
根據(jù)atopy組患兒T4時Th1/Th2變化特征,和其在臨床表現(xiàn)中與no-atopy組不同的術后機械通氣時間,發(fā)現(xiàn)T4時血清IL-4水平與與術后機械通氣時間呈正相關性(r=0.318,P=0.045),而此時Th1/Th2比值與術后機械通氣時間有負相關性(r=-0.272,P =0.034),見圖6。
CPB理論與技術的發(fā)展是心臟外科前進的基石。CPB是血液直接接觸非生理性物質(zhì)表面、非生理性灌注、缺血/再灌注及內(nèi)毒素釋放等誘發(fā)因素觸發(fā)全身性、非特異性創(chuàng)傷反應及其造成的各種并發(fā)癥,是多年來人們一直致力解決的重要問題。CPB術后創(chuàng)傷及并發(fā)癥的產(chǎn)生是由于機體免疫功能失調(diào)所致。CPB結(jié)合其他因素誘導了機體復雜的體液和細胞炎性反應。CPB后由于補體的激活和內(nèi)毒素水平增加等原因造成的包括促炎因子和抗炎因子在內(nèi)的細胞因子變化,能影響調(diào)節(jié)血液動力學,促使心肌頓抑及影響心肺功能。促炎和抗炎反應是機體對CPB產(chǎn)生的正常保護性反應,對于擠切創(chuàng)傷、抗感染至關重要。當促炎因子和抗炎因子嚴重失衡時,會產(chǎn)生包括全身炎癥反應綜合征(system inflammatory re?sponse syndrome,SIRs)和多臟器衰竭等并發(fā)癥[7]。
圖6 Atopy組患兒的CPB結(jié)束時使用魚精蛋白時血清IL-4、Th1/Th2比值與術后機械通氣時間的相關性
Th1和Th2之間的平衡調(diào)節(jié)狀態(tài)被認為是維持全身免疫系統(tǒng)內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定的重要因素,其平衡失調(diào)會導致Th1(細胞免疫)或Th2細胞(體液免疫)占優(yōu)勢的免疫性疾病[8]。Th1/Th2平衡的概念為理解機體免疫反應或疾病的發(fā)病機制提出了理論依據(jù)。同樣,在CPB轉(zhuǎn)流的圍手術期,Th1/Th2平衡機制也參與調(diào)節(jié)其促炎和抗炎過程。研究發(fā)現(xiàn),CPB可導致Th1細胞分泌的致炎因子及Th2分泌的抗炎因子均發(fā)生顯著改變[9]。CPB與非CPB手術中Th1/Th2平衡狀態(tài)變化,是圍手術期免疫功能失調(diào)、促炎/抗炎反應系統(tǒng)失衡的重要機制,可反映機體促炎/抗炎反應的狀況。在經(jīng)CPB行心臟直視手術的兒童圍手術期中,Th細胞瞬間轉(zhuǎn)變?yōu)門h2表型細胞,并揭示了體液免疫應答的增加。這個轉(zhuǎn)變在CPB開始后就立即開始了,增加的免疫抑制可能會參與早期滲出和水腫的發(fā)生,并與毛細血管滲漏綜合征的進展有關[10]。體內(nèi)本身存在Th1/Th2失平衡狀態(tài),在受到炎癥和其他病理刺激后會造成失平衡狀態(tài)的加重,而發(fā)生相關病理狀態(tài)。本研究發(fā)現(xiàn)CPB開始轉(zhuǎn)流后IL-4水平逐漸升高,在復溫期時維持在較高狀態(tài),直到手術結(jié)束后4 h達到最頂峰,后開始降低,且atopy組患兒表現(xiàn)出更為明顯的IL-4水平變化趨勢。有研究顯示,循環(huán)細胞中Th2細胞因子的mRNA水平,在CPB手術期間暫時增加,而Th1細胞因子的mRNA水平是降低的[11]。還有學者認為免疫抑制反應與Th2的偏移,是體外循環(huán)最開始的反應,接著術后產(chǎn)生和分泌免疫刺激因子來對抗此反應。這種促炎反應之后,很可能是術后即刻開始以及術后達到最高峰時的二次抗炎反應[12]。對比無CPB手術患兒體內(nèi)的Th1/Th2反應,CPB手術會造成暫時的Th2偏移[13],而增加的Th2反應對患者是不利的[14]。Franke等[15]報道了CPB手術進程可以改變Th1和Th2細胞的活性,術后分泌IFN-γ的Th1亞群淋巴細胞的活性減少可能是導致Th1/Th2失平衡的主要原因。本研究中發(fā)現(xiàn)IFN-γ水平的增加發(fā)生在CPB轉(zhuǎn)流后,但變化幅度不明顯。而atopy組患兒與no-atopy組患兒之間圍手術期IFN-γ水平變化趨勢基本相同,變化幅度沒有差異。那么atopy組患兒在圍CPB手術期中表現(xiàn)的更為明顯的Th1/Th2失平衡中,除了IL-4水平明顯增加外,分泌IFN -γ的Th1細胞的活性降低可能也是主要原因。
本研究還發(fā)現(xiàn)CPB過程中TIgE的變化明顯,從CPB開始后逐漸上升。Atopy組患兒較no-atopy組患兒在術前處于較高水平,且其變化趨勢明顯,幅度大。IL-4和IFN-γ分別為IgE分泌的正負調(diào)節(jié)因子,Th2分泌的IL-4對IgE分泌起正調(diào)節(jié)作用,而Th1分泌的IFN-γ對IgE分泌起負調(diào)節(jié)作用。IL-4 和IFN-γ比例失衡,是體內(nèi)合成IgE過多的主要原因[16]。CPB過程中患兒的暫時性Th2偏移,造成了IgE較術前狀態(tài)的增高,并在atopy組患兒中表現(xiàn)持續(xù)的高IgE狀態(tài)。
本研究觀察到在主動脈開放后再灌注復溫期的多個細胞因子的明顯變化,如IL-4、IFN-γ、TIgE和Th1/Th2比例。由于灌注復溫期代表了對于心臟較大的前炎性刺激,而不同程度的炎性反應會抑制心臟的功能,因炎癥反應心臟自身產(chǎn)生的細胞因子可能進一步上調(diào)冠狀動脈內(nèi)皮黏附分子,而導致其內(nèi)儲留和激活的中性粒細胞可造成再灌注損傷,而一些細胞因子還可以直接對收縮功能產(chǎn)生抑制作用[17]。本研究還發(fā)現(xiàn)了在CPB轉(zhuǎn)流結(jié)束后使用魚精蛋白時的Th2亞群細胞極化狀態(tài)與術后的機械通氣時間呈正相關。魚精蛋白是CPB手術后中和肝素的重要藥物。魚精蛋白是從雄性鮭魚(大馬哈魚)等魚類生殖細胞中提取出來的低分子蛋白質(zhì)。當魚精蛋白這種外源性生物蛋白進人體內(nèi),可導致肥大細胞脫顆粒釋放組胺、補體、5-羥色胺等致敏顆粒,從而使微血管擴張,外周血管阻力下降,氣道壓力升高等不良反應。魚過敏和非魚精蛋白的藥物過敏史都是魚精蛋白使用不良反應的高危因素。魚精蛋白-肝素復合物或是魚精蛋白本身都可促使組胺釋放,引起肺血管和支氣管平滑肌痙攣而造成肺動脈壓力升高和氣道阻力增大[18]。對于變應性疾病易感患兒容易對外源的蛋白產(chǎn)生反應,并且其Th2亞群細胞的極化狀態(tài)可能與非變應原性的組胺產(chǎn)生支氣管高反應癥狀有關。氣道的高反應又可造成機械通氣時二氧化碳分壓增高和低氧等通氣不良表現(xiàn),而造成輔助性機械通氣時間的延長。另外,由于CPB對機體而言是極強的刺激因素,特別在復溫期產(chǎn)生了強烈的應激反應,由于atopy組患兒本身的失衡狀態(tài)的存在,應激反應會誘導Th2偏移加重,并可能激活促腎上腺素皮質(zhì)激素-肥大細胞-組胺反應軸,來增加組胺的分泌,雖然這個反應軸可能會受到應激激素對抗肥大細胞的作用,但是當嚴重的急性應激狀態(tài)下,由于大量的組胺釋放,應激激素已經(jīng)無法對抗,從而造成了放大Th2偏移的作用[19]。
那么,變應性個體的術前細胞因子水平及Th1/Th2平衡狀態(tài)作為一個指標,反映了CPB圍手術期機體促炎/抗炎反應的狀況,在CPB并發(fā)癥的術前預警、圍手術期檢測、術后預報、指導治療策略及調(diào)控等方面將具有重要意義,為制定個性化防治措施提供可能。
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修訂日期:(2015?07?15)
收稿日期:(2015?04?27)
通訊作者:劉錦紛,Email:liujinfen2002@126.com
基金項目:上海市科研技術委員會科研計劃項目(15ZR1427000);上海交通大學醫(yī)學院科技基金項目(14XJ22007)