【摘要】：體外循環(huán)(Cardiopulmonary bypass, CPB)是心臟大血管外科手術(shù)的一項(xiàng)重要輔助技術(shù),然而體外循環(huán)是一種非生理性循環(huán),其過程中血液同CPB裝置的非生理性物質(zhì)表面接觸、器官缺血-再灌注、血流動(dòng)力學(xué)的急劇改變,手術(shù)創(chuàng)傷,術(shù)中體溫變化以及腸道細(xì)菌移位等因素,均可使機(jī)體免疫系統(tǒng)激活并釋放炎性介質(zhì),各種炎性介質(zhì)相互作用,引發(fā)炎癥“級聯(lián)”反應(yīng),使炎癥反應(yīng)失控而發(fā)生全身性炎癥反應(yīng)綜合癥(systemic inflammatory response syndrome, SIRS)。大量炎癥介質(zhì)及酶類釋放、氧自由基產(chǎn)生、腸道細(xì)菌移位釋放內(nèi)毒素入循環(huán)系統(tǒng),影響器官正常功能,甚至導(dǎo)致或加速單個(gè)或多個(gè)器官功能不全或衰竭的發(fā)生,從而引起體外循環(huán)圍術(shù)期許多并發(fā)癥的發(fā)生,如急性肺損傷、心功能不全、腎功能受損及術(shù)后感染等,甚至可能導(dǎo)致術(shù)后患者死亡率的增加。因此,探尋減輕體外循環(huán)相關(guān)性全身炎癥反應(yīng)的辦法,以減少圍手術(shù)期并發(fā)癥的發(fā)生,對心血管外科手術(shù)具有重要的理論意義及實(shí)踐意義。 目前大多數(shù)研究認(rèn)為炎癥介質(zhì)為CPB相關(guān)性炎癥反應(yīng)的主要因素,而體外循環(huán)相關(guān)的炎癥介質(zhì)有多種,其中腫瘤壞死因子α(tumor necrosis factor-α, TNF-α)及白細(xì)胞介素(interleukin)的釋放及其作用是誘發(fā)全身炎癥反應(yīng)綜合癥發(fā)生的中心環(huán)節(jié),較重要的有白細(xì)胞介素6(interleukin6, IL-6)、白細(xì)胞介素10(interleukin10, IL-10)等。TNF-α是炎癥反應(yīng)的始動(dòng)因子與最重要內(nèi)源性介質(zhì),導(dǎo)致IL-6、IL-8和IL-10等釋放。IL-6是急性期蛋白合成的強(qiáng)力誘導(dǎo)劑,其合成與釋放增加可視為一種急性期反應(yīng)；IL-10則能抑制單核細(xì)胞與巨噬細(xì)胞的活性,從而抑制TNF-a和IL-6等促炎癥介質(zhì)的合成,在體外循環(huán)過程中IL-10的表達(dá)被認(rèn)為是機(jī)體的一種保護(hù)性機(jī)制,體外循環(huán)期間抗炎癥和促炎癥細(xì)胞因子間的平衡對于炎癥反應(yīng)程度與臨床預(yù)后有著重要的意義。因此,本研究選擇TNF-α、IL-6及IL-10三種具有代表性的炎性細(xì)胞因子,用以反映體外循環(huán)相關(guān)性炎癥反應(yīng)與抗炎癥反應(yīng)的變化趨勢。 近年來,國內(nèi)外針對于如何減輕體外循環(huán)所引發(fā)的全身性炎癥反應(yīng)的研究一直在進(jìn)行,目前體外循環(huán)術(shù)中針對于減輕術(shù)后全身炎癥反應(yīng)的干預(yù)措施有許多,例如肝素涂抹管道、改良超濾,除此之外還有抑肽酶、糖皮質(zhì)激素、烏司他丁等藥物的應(yīng)用,雖然相關(guān)研究均顯示這些舉措可在一定程度上減輕CPB術(shù)后炎癥反應(yīng),但目前均尚無定論,此外術(shù)中使用某些藥物的副作用或者并發(fā)癥較多。思他寧(stilamin)是一種生長抑素(somatostatin, SST),為14個(gè)氨基酸組成的環(huán)狀肽類激素,大量存在于胰腺細(xì)胞、胃腸道神經(jīng)等處,能有效抑制多種消化酶以及炎癥介質(zhì)等的過度分泌,從而減輕各種酶和炎癥介質(zhì)對主要器官功能的損害,減少多器官功能障礙綜合癥(multiple organ dysfunction syndrome, MODS)的發(fā)生。此外,已有研究證實(shí)生長抑素及其類似神經(jīng)肽(cortistatin)可作用于生長抑素受體而產(chǎn)生抑制炎癥反應(yīng),而用于感染性休克、膿毒血癥的治療,而在CPB期間生長抑素則也有可能通過類似途徑起到相同作用。生長抑素在臨床上主要應(yīng)用于消化道出血、急性胰腺炎等的治療,在心血管外科方面的研究,國內(nèi)外尚未發(fā)現(xiàn)相關(guān)的報(bào)道,本實(shí)驗(yàn)采用豬的體外循環(huán)模型,以探究生長抑素對體外循環(huán)相關(guān)性急性期全身炎癥反應(yīng)的影響,從而評價(jià)生長抑素調(diào)控炎癥反應(yīng)的作用。 目的 探討生長抑素(思他寧)對豬體外循環(huán)下急性期炎性細(xì)胞因子TNF-α、IL-6及IL-10的影響,為進(jìn)一步開展減輕體外循環(huán)相關(guān)性炎癥反應(yīng)的臨床研究積累經(jīng)驗(yàn)和提供依據(jù)。 材料與方法 1.動(dòng)物實(shí)驗(yàn)：選擇健康家豬24只,雌性15只、雄性9只,體重21±2.5kg,隨機(jī)分為四組,分別為不使用生長抑素的對照組(SS00組)和3個(gè)使用不同劑量生長抑素(思他寧,瑞士)的實(shí)驗(yàn)組,即SST的劑量為5μg/kg(SS05組)、5μg/kg(SS10組)及20μg/kg(SS20組),三個(gè)實(shí)驗(yàn)組的生長抑素于CPB前15min開始靜脈泵入,共維持60min,對照組則替以等量生理鹽水泵注。四組實(shí)驗(yàn)動(dòng)物均采用氣管插管+靜脈麻醉技術(shù),并于肝素化后行心臟停跳體外循環(huán),轉(zhuǎn)流期間保持中低體溫和血液稀釋,體外循環(huán)采用人工心肺機(jī)和小兒膜式氧合器,預(yù)充液選用膠體液(羥乙基淀粉130/0.4氯化鈉注射液,萬汶)與晶體液(林格液、碳酸氫鈉),總量約為25～30ml/kg;四組動(dòng)物均采用胸骨前正中切口,完全肝素化后常規(guī)建立CPB行升主動(dòng)脈-右心房插管轉(zhuǎn)流,維持灌注流量為80-120ml/(kg·min),后逐步進(jìn)行全身降溫,待鼻咽溫降至30℃左右,行升主動(dòng)脈阻斷(ACC),并經(jīng)主動(dòng)脈根部順行灌注停搏液,停搏液均采用高鉀St.Thomas液(4℃),使心臟電活動(dòng)消失并停止機(jī)械通氣,各組實(shí)驗(yàn)動(dòng)物均為阻閉45min后逐步全身復(fù)溫,并開放升主動(dòng)脈(CCR),待血流動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定,鼻咽溫達(dá)35℃左右后逐漸減流量并停止CPB,停機(jī)后持續(xù)監(jiān)測血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)。所有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)均由同一組臨床醫(yī)師完成。 2.觀測指標(biāo)及標(biāo)本采集：術(shù)中記錄CPB轉(zhuǎn)流時(shí)間、心臟自動(dòng)復(fù)跳及血管活性藥物的使用情況,監(jiān)測并記錄CPB前與CPB后各主要血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)(平均動(dòng)脈壓、心率等),血氧飽和度(Sp02)、血細(xì)胞比容(HCT)及體溫等；并分別于CPB開始前15min(T0)、CPB結(jié)束時(shí)(T1)、CPB后2h(T2)、CPB后4h(T3)及CPB后6h(T4)分別抽取動(dòng)脈血約3ml,所采集的標(biāo)本均在2h內(nèi)進(jìn)行低溫離心處理(3000轉(zhuǎn)/min,l0min),提取血清并密封后置于-20℃的冰箱內(nèi)保存?zhèn)錅y。 3.指標(biāo)檢測：用酶聯(lián)免疫吸附法(Enzyme-linked inununosorbent assay technique, ELISA)測定實(shí)驗(yàn)動(dòng)物各時(shí)間點(diǎn)血清樣本的TNF-α、IL-6及IL-10濃度,由加拿大HCB公司(Hermes Criterion Biotechnology)提供試劑盒。 4.統(tǒng)計(jì)學(xué)處理：本研究全部數(shù)據(jù)均采用SPSS13.0統(tǒng)計(jì)分析軟件進(jìn)行分析,應(yīng)用重復(fù)測量方差分析,以及多樣本均數(shù)間的兩兩比較(LSD-t或SNK檢驗(yàn))進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)處理,P0.05表示有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。 結(jié)果 1.一般資料：術(shù)前四組實(shí)驗(yàn)動(dòng)物性別比、月齡、體重、血氧飽和度、體溫、平均動(dòng)脈壓、心率的差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.05)。 2.手術(shù)期間主要監(jiān)測指標(biāo)：四組實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的體外循環(huán)轉(zhuǎn)流時(shí)間、自動(dòng)復(fù)跳例數(shù)、呼吸機(jī)使用時(shí)間、血管活性藥物及麻醉藥品使用情況的差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.05)；四組實(shí)驗(yàn)動(dòng)物阻斷時(shí)間及呼吸機(jī)使用時(shí)間相同。 3.圍CPB期血流動(dòng)力學(xué)的變化：四組實(shí)驗(yàn)動(dòng)物血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)平均動(dòng)脈壓(MAP)、心率(HR)、血氧飽和度(Sp02)以及體溫(T)的差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.05)；術(shù)后無嚴(yán)重并發(fā)癥發(fā)生。 4.血清促炎癥細(xì)胞因子TNF-a水平的變化：四組實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的TNF-a水平在CPB前15min(即T0時(shí))差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.05)；CPB開始后各組TNF-a水平均呈現(xiàn)升高,T1、T2、T3時(shí)點(diǎn)各組TNF-a水平均較T0時(shí)點(diǎn)有顯著地升高(P0.05),并于T2時(shí)點(diǎn)(即CPB結(jié)束后約2h)達(dá)到峰值,后逐漸下降,至T4時(shí)各組TNF-a水平仍高于術(shù)前水平(P0.05)；在T1、T2、T3、T4時(shí)點(diǎn),SS10組與SS20組的TNF-a水平明顯低于SS00組(P0.05),而SS05組與SS00組的TNF-a水平則無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P0.05)；SS10組與SS20組在各時(shí)點(diǎn)TNF-a水平的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.05)。 5.血清促炎癥細(xì)胞因子IL-6水平的變化：四組實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的IL-6水平在T0時(shí)點(diǎn)的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.05); T1、T2、T3時(shí)點(diǎn)各組IL-6水平均較T0時(shí)點(diǎn)有顯著性升高(P0.05),并于T2時(shí)點(diǎn)達(dá)到峰值,此后逐漸降低,至T4時(shí)點(diǎn)各組IL-6水平仍高于術(shù)前水平(P0.05)；在T1、T2、T3、T4時(shí)點(diǎn),SS10組與SS20組的IL-6水平明顯低于SS00組(P0.05),SS05組、SS10組、SS20組的IL-6峰值濃度分別較SS00組降低了約20%、40%和46%,其中SS00組與SS10組、SS20組存在差異性(P0.05),而SS00組與SS05組的IL-6水平則無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P0.05)；sS10組與SS20組在各時(shí)點(diǎn)IL-6水平的差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.05)。 6.血清抗炎癥細(xì)胞因子IL-10水平的變化：四組實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的IL-10水平在TO時(shí)點(diǎn)無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P0.05); T1、T2、T3、T4時(shí)點(diǎn)各組IL-10水平均較TO時(shí)點(diǎn)有顯著地升高(P0.05)；在T1、T2、T3、T4時(shí)點(diǎn),SS10組與SS20組的IL-10水平明顯高于SS00組(P0.05),且ss10組與SS20組的IL-10到達(dá)峰值濃度更快,峰值更高,持續(xù)時(shí)間更長,而SS05組與SS00組的IL-10水平則無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P0.05)；SS10組與SS20組在各時(shí)點(diǎn)的IL-10水平差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P0.05)。 結(jié)論 1.動(dòng)物豬體外循環(huán)模型是一種能夠較好地模擬臨床體外循環(huán)手術(shù)的動(dòng)物模型,其具有心血管系統(tǒng)解剖結(jié)構(gòu)與人相似、循環(huán)穩(wěn)定、復(fù)跳較為順利等特點(diǎn)。 2.在動(dòng)物豬的體外循環(huán)手術(shù)中應(yīng)用不同劑量的生長抑素(思他寧)不影響手術(shù)安全性,術(shù)后不出現(xiàn)生長抑素相關(guān)的副作用或者并發(fā)癥。 3.體外循環(huán)本身的非生理性轉(zhuǎn)流、器官缺血-再灌注損傷等不僅激活了實(shí)驗(yàn)豬的全身性炎癥反應(yīng),具體表現(xiàn)為腫瘤壞死因子α、白細(xì)胞介素6等炎性細(xì)胞因子水平顯著地升高,同時(shí)也誘發(fā)了機(jī)體的抗炎反應(yīng),機(jī)體的炎癥反應(yīng)與抗炎癥反應(yīng)相繼啟動(dòng),基本上呈現(xiàn)同步變化趨勢,這就說明體外循環(huán)所誘發(fā)的炎性反應(yīng)是一種由多因素共同作用的復(fù)雜調(diào)控過程。 4.體外循環(huán)開始前經(jīng)靜脈泵注劑量為5μg/kg的生長抑素未能充分地抑制體外循環(huán)后促炎細(xì)胞因子TNF-a、IL-6的水平或促進(jìn)抗炎細(xì)胞因子IL-10的釋放,從而不能達(dá)到調(diào)控體外循環(huán)急性期炎癥反應(yīng)的作用。 5.體外循環(huán)前開始靜脈泵注劑量為10μg/kg的生長抑素能抑制CPB后促炎細(xì)胞因子TNF-a和IL-6的水平,促進(jìn)抗炎細(xì)胞因子IL-10的釋放,維持促炎癥細(xì)胞因子與抗炎癥細(xì)胞因子的再平衡,從而達(dá)到減輕體外循環(huán)急性期間炎癥反應(yīng)的作用；而將生長抑素的劑量增加至20μg/kg時(shí),其調(diào)控體外循環(huán)后急性期全身炎癥反應(yīng)的效應(yīng)并未顯著地增強(qiáng),故CPB前持續(xù)給予10μg/kg劑量的生長抑素可能為相對較優(yōu)選擇。 綜上,各組實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的血清TNF-a、IL-6及IL-10濃度均于體外循環(huán)轉(zhuǎn)流開始后出現(xiàn)迅速升高,在術(shù)后約為2h時(shí)達(dá)到高峰值,之后逐漸緩慢降低,直到術(shù)后6h仍高出術(shù)前水平,這說明體外循環(huán)過程是防治體外循環(huán)相關(guān)性全身炎癥反應(yīng)綜合癥的關(guān)鍵時(shí)期,在CPB開始前即給予強(qiáng)力而且持續(xù)的抗炎癥治療可能更有益處,相比較而言,使用較大劑量的生長抑素后體外循環(huán)急性期炎癥反應(yīng)能夠得到有效減輕,而不對手術(shù)的安全性產(chǎn)生影響。
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【學(xué)位授予單位】：南方醫(yī)科大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2014
【分類號】：R654.2

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2313516