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

曾祥君 吳岳恒 種朋貴 虞 華

(貴陽中醫(yī)學院第二附屬醫(yī)院心胸外科，貴州 貴陽 550003)

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

曾祥君 吳岳恒1種朋貴2虞 華

(貴陽中醫(yī)學院第二附屬醫(yī)院心胸外科，貴州 貴陽 550003)

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

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

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

1 對象與方法

1.1 對象 選擇2010年5月至2015年8月貴州中醫(yī)學院第二附屬醫(yī)院收治的在體外循環(huán)下行心臟瓣膜置換術患者60例為研究對象。納入標準：①手術過程均在本院執(zhí)行；②年齡≥60歲。排除標準：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，主動脈瓣及二尖瓣同時病變27例；心功能分級：Ⅱ級14例，Ⅲ級42例，Ⅳ級4例。60例患者均在體外循環(huán)下行瓣膜置換術，其中平均體外循環(huán)時間(93.27±19.38)min，平均主動脈阻斷時間(56.17±15.49)min。本研究過程均在醫(yī)院醫(yī)學倫理委員會的相關規(guī)定下進行，經過患者及其家屬同意，并簽訂知情同意書。

1.2 體外循環(huán)與手術方法 患者均采用靜吸復合麻醉，胸部做正中切口，并行體外循環(huán)，體外循環(huán)預充液包括血漿、氯化鈉、紅細胞懸液、復方白蛋白。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，使用血液調節(jié)后，濃度為中度(HCT 0.20～0.30)，溫度28℃，保證術中激活全血的凝血時間超過10 min，常規(guī)行上、下腔靜脈、升主動脈插管，建立體外循環(huán)。進一步采用降溫，使升主動脈受阻，從切開的主動脈根部進行灌注，誘使心臟停搏；半小時后，觀察患者的病情決定是否重復灌注。心臟完全停搏后，行主動脈瓣、二尖瓣等置換術，手術結束后，經左心排氣，升主動脈重新開放，溫度升至36℃～37℃，心臟的收縮能力恢復，機體的各項指標恢復至停機前。

1.3 觀察指標 采集所有患者橈動脈血5 ml，采血時間點分別為體外循環(huán)前(T1)、建立后30 min(T2)、停機時(T3)及停機后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試劑盒編號為0806102，TNF-α試劑盒編號為0805263；應用細胞分析儀檢測剩余的2 ml血液中性粒細胞的數(shù)量，并采用校正公式降低稀釋血液對中性粒細胞數(shù)量的影響，校正公式為中性粒細胞測得值×體外循環(huán)前HCT值/HCT值。

1.4 統(tǒng)計學方法 應用SPSS16.0軟件行t檢驗，各項指標的相關性采用Pearson相關分析法。

2 結 果

2.1 不同時間點各項指標的變化情況 TNF-α水平在T1時刻最低，建立體外循環(huán)后T2時刻開始升高，于體外循環(huán)結束后T4時刻達到峰值，之后逐漸開始下降(T5)，但仍顯著高于T1時刻(P<0.05)，并于體外循環(huán)結束后T6時刻出現(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)停機后T5達到高峰，之后開始下降，但T6時刻仍顯著高于T1時刻(P<0.05)；中性粒細胞數(shù)量在體外循環(huán)建立后出現(xiàn)升高，于停機后T4時刻達到高峰，之后出現(xiàn)下降(T5)，于T6時刻出現(xiàn)再一次升高(P<0.05)。見表1。

2.2 體外循環(huán)時間、主動脈阻斷時間與各項指標的關系 TNF-α峰值水平與體外循環(huán)時間、主動脈阻斷時間均呈正相關關系(r=0.631，0.657；P=0.013，0.004)；IL-6峰值水平與體外循環(huán)時間、主動脈阻斷時間均呈正相關關系(r=0.535，0.609；P=0.028，0.012)。

表1 不同時間點各項指標的比較±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)易通過激活機體血小板、中性粒細胞，從而提高炎性介質的釋放量，炎性介質與細胞之間產生協(xié)同作用，從而出現(xiàn)瀑布樣連鎖效應，引起全身炎癥反應綜合征〔4〕。既往研究顯示〔5〕，中性粒細胞在體外循環(huán)導致炎癥反應中扮演著重要的角色，建立體外循環(huán)后，中性粒細胞數(shù)量增高速度加快，進而其在體內所占的比例升高，但是由于新生的中性粒細胞仍處于未成熟狀態(tài)，其殺菌及吞噬外來物的能力較低，成為導致體外循環(huán)過程中患者發(fā)生感染的主要原因。另一方面〔6〕，體外循環(huán)激活補體系統(tǒng)釋放過敏毒素C3a、C5a等，可直接激活PMN及單核細胞表達，同時釋放的TNF-α，IL-6可以激活中性粒細胞，繼而上調趨化因子和炎性介質的釋放量，放大體外循環(huán)過程中的炎癥反應。此外，中性粒細胞還能夠對組織造成損傷，其致病機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〔7〕。

本研究結果表明，體外循環(huán)建立后，中性粒細胞數(shù)量升高，并且在停機后2 h達高峰，其原因主要為：①在建立體外循環(huán)后存儲與邊緣池的大量中性粒細胞迅速流入循環(huán)池；同時，機體趨化因子及補體系統(tǒng)的激活，進一步促進骨髓中性粒細胞迅速釋放。之后出現(xiàn)下降，但仍高于體外循環(huán)建立前，說明體外循環(huán)能夠增加患者機體的炎癥反應。術后24 h時間點出現(xiàn)再一次升高，出現(xiàn)這種現(xiàn)象的主要原因可能是手術因素、心肌缺血-再灌注損傷及細胞因子等影響白細胞而生成大量的中性粒細胞。

既往報道〔8〕，TNF-α不僅能夠使心肌收縮力降低、介導左室重構作用，其還參與介導機體炎癥反應綜合征，使中性粒細胞激活，通過脫顆粒和呼吸爆發(fā)作用，提高白細胞黏附分子表達量和吞噬能力，加重機體炎癥反應綜合征。IL-6作為一種炎性細胞因子，一方面其可與TNF-α協(xié)同作用發(fā)揮細胞毒效及負性肌力作用，參與心衰的病理過程；另一方面，缺血性心肌細胞可以產生IL-6，缺血再灌注后會加速中性粒細胞生成進程，及提高其對心肌細胞的損傷程度，導致體外循環(huán)術后左室壁運動功能障礙〔9〕。同時，IL-6可以用于反映組織損傷程度及機體感染反應等〔10〕。本研究顯示，TNF-α在體外循環(huán)建立后顯著升高，說明其在誘導促進機體炎性反應扮演重要角色。而機體IL-6水平的升高高峰要遲于TNF-α，說明機體IL-6水平的分泌可能與TNF-α的上行調節(jié)相關。因此，在給予患者建立體外循環(huán)時，可以通過下調TNF-α的活性而降低全身炎癥反應綜合征。此外，體外循環(huán)時間與主動脈阻斷時間越長，越容易加重機體炎癥反應。因此，在對于體外循環(huán)時間較長患者，應當給予重視，預防全身炎癥反應綜合征的發(fā)生。

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10 于冬梅，劉海峰，陳克研，等.丙氨酰谷氨酰胺對體外循環(huán)瓣膜置換術患者的肺保護作用〔J〕.現(xiàn)代生物醫(yī)學進展，2016；16(1)：106-9.

〔2017-02-15修回〕

(編輯 袁左鳴)

國家自然科學基金(No.81260020)；貴州省科學技術基金(No.黔科合J字〔2009〕2165號)

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)學科學院心血管病研究所 2 貴陽中醫(yī)學院第二附屬醫(yī)院麻醉科