不同通氣方式對(duì)肺葉切除術(shù)患者S100A8蛋白表達(dá)的影響

秦翌佳 黃冰， 老啟芳 張麗珍

機(jī)械肺通氣是臨床全身麻醉期間常用的呼吸支持方式，呼吸機(jī)相關(guān)性肺損傷（ventilator-induced lung injury，VILI）是機(jī)械肺通氣嚴(yán)重的并發(fā)癥之一［1］。單肺通氣是指胸科手術(shù)患者經(jīng)支氣管導(dǎo)管行一側(cè)肺通氣，隔離患側(cè)肺，防止液性分泌物流入健側(cè)，在胸科手術(shù)中具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)［2］。但是在進(jìn)行單肺通氣過(guò)程中，患者的開胸側(cè)肺臟完全萎縮，造成肺內(nèi)血液分流以及通氣血流比值下降；同時(shí)因通氣血流比失衡，可使肺分流量增加，導(dǎo)致低氧血癥出現(xiàn)；當(dāng)肺泡上皮受損時(shí)還可導(dǎo)致肺泡表面活性物質(zhì)分泌減少，使肺泡表面張力增大，因此相對(duì)于雙肺通氣可能更容易導(dǎo)致VILI［3］。S100A8屬于急性炎性反應(yīng)蛋白，主要功能是參與炎癥反應(yīng)，同時(shí)參與了MAPK和NF-кB兩條信號(hào)通路，而這兩條信號(hào)通路與VILI密切相關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)S100A8蛋白能減輕人類肺氣腫的臨床表現(xiàn)［4］，但S100A8蛋白是否參與VILI尚未知。本研究觀察行開胸肺葉切除術(shù)肺癌患者采用單肺通氣和雙肺通氣的效果，并檢測(cè)機(jī)械肺通氣前后患者血清中S100A8的表達(dá)，以探討S100A8與VILI的關(guān)系，為闡明VILI的發(fā)生機(jī)制提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 一般資料

選擇2012年11月至2013年12月于廣西醫(yī)科大學(xué)附屬腫瘤醫(yī)院胸外科行開胸肺葉切除術(shù)的肺癌患者。納入標(biāo)準(zhǔn)：⑴所有患者均經(jīng)病理確診；⑵ASAⅠ～Ⅱ級(jí)；⑶年齡40～65歲；⑷肺功能正常或者僅為輕度通氣功能障礙，無(wú)肝、腎功能障礙，心功能Ⅰ～Ⅱ級(jí)；⑸1周內(nèi)無(wú)感染病史，無(wú)糖皮質(zhì)激素和抗生素使用史。排除標(biāo)準(zhǔn)：⑴經(jīng)纖支鏡確認(rèn)術(shù)中雙腔管管口定位不良，術(shù)中單肺通氣血氧飽和度無(wú)法維持在90%以上，通氣時(shí)間小于2 h或者大于4 h，術(shù)中出現(xiàn)休克或血流動(dòng)力學(xué)不平穩(wěn)；⑵術(shù)中使用糖皮質(zhì)激素等細(xì)胞膜穩(wěn)定藥物；⑶麻醉復(fù)蘇過(guò)程中患者出現(xiàn)嚴(yán)重低氧血癥，不能順利拔管。共20例患者符合標(biāo)準(zhǔn)納入研究，根據(jù)采用不同通氣方式，分為雙肺通氣組和單肺通氣組，每組10例。本研究經(jīng)本院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)，患者或其家屬知情同意。

1.2 麻醉方法

麻醉誘導(dǎo)：咪唑安定0.05 mg·kg-1，異丙酚1.5～2.0 mg·kg-1，芬太尼 0.1～0.2 mg，維庫(kù)溴銨 0.1 mg·kg-1，靜脈緩慢推注。麻醉維持采用靜脈復(fù)合麻醉，從中心靜脈給藥，異丙酚 80～100 μg·kg-1·min-1，瑞芬太尼 0.05～0.20 μg·kg-1·min-1，維庫(kù)溴銨0.05～0.10 mg·kg-1·h-1，三種藥均采用靜脈微量泵控制維持，必要時(shí)追加芬太尼。

1.3 觀察指標(biāo)

記錄兩組患者年齡、性別、ASA分級(jí)、體重、手術(shù)時(shí)間、麻醉時(shí)間、總輸液量、氧合指數(shù)、蘇醒時(shí)間、拔管時(shí)間、吸痰次數(shù)、肺炎發(fā)生情況、肺不張發(fā)生情況、術(shù)后住院時(shí)間、死亡發(fā)生情況等信息。

1.4 主要試劑和儀器

S100A8單克隆抗體購(gòu)自美國(guó)Abcam公司，羊抗兔二抗購(gòu)自美國(guó)JACKSON公司，Western blot相關(guān)試劑購(gòu)自上海生工，低溫超速離心機(jī)購(gòu)自美國(guó)Thermo公司，電泳儀、轉(zhuǎn)膜儀購(gòu)自美國(guó)Bio-Rad公司，自動(dòng)雙重純水蒸餾器購(gòu)自上海亞榮生化儀器廠，超純水制造器購(gòu)自美國(guó)Barnstead公司。

1.5 Western blot檢測(cè)血清中S100A8蛋白的表達(dá)

分別于手術(shù)前（T0）、手術(shù)結(jié)束時(shí)（T1）、術(shù)后24 h（T2）和術(shù)后48 h（T3）經(jīng)中心靜脈采集靜脈血5 mL，置于血清采集管中，室溫靜置30 min，在4℃恒溫離心機(jī)內(nèi) 3 000 r/min離心20 min，吸取上清液，置于-80℃冰箱保存?zhèn)溆谩Ｌ崛〉鞍撞⒍?，樣本?0%SDS-聚乙酰凝膠40 V電泳過(guò)夜，200 mA恒流轉(zhuǎn)至PVDF膜30 min，10%脫脂牛奶封閉2 h，加一抗4℃孵育過(guò)夜，羊抗兔二抗室溫孵育1 h，用odyssey系統(tǒng)將膜掃描，得到目標(biāo)帶的灰度值，計(jì)算各組目標(biāo)蛋白條帶和內(nèi)參蛋白條帶的灰度值的比值。

1.6 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS 22.0對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行處理，計(jì)量資料用均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，服從正態(tài)分布的計(jì)量資料組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，兩組間不同時(shí)點(diǎn)比較采用重復(fù)測(cè)量方差分析；計(jì)數(shù)資料組間比較采用Fisher確切概率法。以雙側(cè)P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 一般資料比較

兩組患者年齡、性別、ASA分級(jí)、體重等一般資料比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見表1。

表1 兩組患者一般資料比較

2.2 術(shù)中情況比較

單肺通氣組和雙肺通氣組患者手術(shù)時(shí)間、麻醉時(shí)間、總輸液量等比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），而單肺通氣組氧合指數(shù)低于雙肺通氣組患者，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=2.189，P=0.042），見表 2。

表2 兩組患者術(shù)中情況的比較

2.3 術(shù)后情況比較

單肺通氣組和雙肺通氣組患者蘇醒時(shí)間、拔管時(shí)間、吸痰次數(shù)、肺炎發(fā)生情況、肺不張發(fā)生情況、死亡情況等差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），單肺通氣組患者術(shù)后住院時(shí)間較雙肺通氣組長(zhǎng)，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（t=2.121，P=0.048），見表 3。

2.4 不同時(shí)點(diǎn)血清中S100A8表達(dá)的比較

重復(fù)方差分析結(jié)果顯示，不同通氣方式S100A8表達(dá)組間差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（F=310.76，P＜0.001），其中在T0時(shí)點(diǎn)兩組比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），T1、T2、T3時(shí)點(diǎn)單肺通氣組患者血清中S100A8的表達(dá)高于雙肺通氣組（P＜0.05）；在不同通氣方式下，S100A8的表達(dá)隨時(shí)間變化趨勢(shì)不同（F=24.85，P=0.025），單肺通氣波動(dòng)較大；組間與時(shí)間點(diǎn)存在交互作用（F=18.85，P=0.001），見表 4。

表3 兩組患者術(shù)后情況的比較

表4 兩組患者不同時(shí)點(diǎn)血清中S100A8表達(dá)比較

3 討論

機(jī)械通氣是治療重癥患者的有效方法，也是導(dǎo)致肺損傷加重的重要因素［5］。單肺通氣作為一種非生理性機(jī)械通氣方式，無(wú)論肺功能正常還是異?；颊呔滓餠ILI。缺血再灌注損傷、缺氧性肺損傷、機(jī)械牽張性損傷是導(dǎo)致VILI的主要原因。雙肺通氣一定時(shí)間內(nèi)可將萎陷的肺泡開放，不僅能有效促進(jìn)塌陷肺泡復(fù)張，提高患者的肺順應(yīng)性，也有利于防止肺泡過(guò)度膨脹［6］，相對(duì)于單肺通氣在VILI中具有優(yōu)勢(shì)。動(dòng)物研究顯示，單肺通氣3 h后兔氧合指數(shù)低于300 mmHg，且與雙肺通氣組相比，單肺通氣組兔肺組織損傷嚴(yán)重，肺泡結(jié)構(gòu)消失，肺泡腔出血、炎性滲出明顯，肺間隔增厚，提示行單肺通氣組兔可能發(fā)生了急性肺損傷，且單肺通氣可能起不良作用［7］。本課題組前期研究發(fā)現(xiàn)，單肺通氣下行開胸肺癌根治術(shù)患者血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)與雙肺通氣患者差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，但是單肺通氣后可造成輕微的缺血缺氧性損傷［8］。本研究觀察單肺通氣和雙肺通氣組患者術(shù)中和術(shù)后有關(guān)指標(biāo)，發(fā)現(xiàn)各項(xiàng)指標(biāo)差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，其中單肺通氣組肺炎、肺不張、死亡發(fā)生例數(shù)較雙肺通氣組高，但可能由于納入研究病例數(shù)較少，并未觀察到統(tǒng)計(jì)學(xué)上的差異。氧合指數(shù)是反映呼吸功能的重要指標(biāo)，當(dāng)氧合指數(shù)低于300 mmHg即可診斷為急性肺損傷。本研究中單肺通氣組氧合指數(shù)較雙肺通氣組低，且低于300 mmHg，患者術(shù)后住院時(shí)間亦明顯延長(zhǎng)，提示可能出現(xiàn)急性肺損傷，與上述文獻(xiàn)報(bào)道的結(jié)論一致。單肺通氣多次肺萎陷和反復(fù)肺復(fù)張導(dǎo)致肺毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷［9］，可能造成缺血或低氧血癥，使肺部并發(fā)癥發(fā)生率增加，延長(zhǎng)術(shù)后住院時(shí)間。目前盡管對(duì)機(jī)械通氣所致的VILI的研究不斷進(jìn)展，但其死亡率依然居高不下，因此尋找敏感、特異的診斷VILI生物學(xué)指標(biāo)對(duì)及時(shí)治療VILI和改善患者預(yù)后意義重大。

S100A8蛋白的主要功能是參與炎癥反應(yīng)和免疫調(diào)節(jié)，與多種炎癥病理過(guò)程密切相關(guān)，例如肺損傷、血栓、氣道上皮炎癥和缺血性腦損傷等［10］，且通過(guò)Toll樣受體4依賴性的ACE激活可促進(jìn)急性肺損傷［11］。VILI是機(jī)械通氣所導(dǎo)致的急性肺部炎癥，而S100A8蛋白的主要功能是參與炎癥反應(yīng)，為探討S100A8蛋白是否與VILI發(fā)生有關(guān)，本研究在單肺通氣和雙肺通氣組患者手術(shù)結(jié)束時(shí)、術(shù)后24 h、術(shù)后48 h分別檢測(cè)其S100A8表達(dá)情況，結(jié)果發(fā)現(xiàn)與手術(shù)前比較，兩組患者S100A8表達(dá)均升高，經(jīng)重復(fù)方差分析，不同通氣方式S100A8表達(dá)組間存在差異，單肺通氣組S100A8表達(dá)高于雙肺通氣組，S100A8表達(dá)隨時(shí)間的變化趨勢(shì)亦不同，組間與時(shí)間點(diǎn)存在交互作用，即兩組中S100A8升高幅度不同，其中單肺通氣組較雙肺通氣組上升幅度大，提示單肺通氣較雙肺通氣更容易導(dǎo)致VALI可能與S100A8表達(dá)升高有關(guān)。機(jī)械牽張作用導(dǎo)致肺泡上皮受損傷，從而使炎癥因子活化，TNF-a、IL-6、IL-8等炎癥因子大量釋放，可能是引起單肺通氣S100A8表達(dá)增高的原因，但其具體作用機(jī)制尚不明確。目前研究認(rèn)為VILI的發(fā)生與MAPK和NF-κB兩條信號(hào)通路密切相關(guān)［12-14］。而S100A8屬于急性期反應(yīng)炎性蛋白，參與多種急性和慢性炎癥過(guò)程，亦與MAPK和NF-κB關(guān)系密切［15-16］，S100A8蛋白是否通過(guò)激活NF-κB和MAPK通路而參與VILI的發(fā)生有待今后進(jìn)一步研究。