抑肽酶对心脏体外循环术后TNF-α水平的影响

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     作者：刘立明胡建国徐敏

    单位：刘立明(第二附属医院心胸外科长沙 410011)；胡建国(第二附属医院心胸外科长沙 410011)；徐敏(第二附属医院心胸外科长沙 410011)

    关键词：抑肽酶；体外循环；细胞因子^*；全身炎症反应^*

    湖南医科大学学报000225[摘要] 采用双抗体夹心酶联免疫吸附法测定不同剂量抑肽酶对心脏体外循环(CPB)术中肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的含量。结果显示：CBP术后24h 血浆TNF-α含量，在全量抑肽酶组较对照组有明显降低(P<0.05)；在单次剂量抑肽酶组较对照组无差异(P<0.05)。表明全量抑肽酶具有抗炎效果。

    [中图分类号] R654.1，R654.2 [文献标识码] A [文章编号] 1000-5625(2000)02-0166-03

    Effects of Aprotinin on TNF-α levels after cardiopulmonary by pass

    LIU Li-ming, HU Jian-guo, XU Min

    Department of Cardiothoracic Surgery, The Second Affiliated Hospital, Hun an Medical University(Changsha 410011)

    [Abstract] Objective: This study evaluates the anti-inflammat o ry activity of full-dose and pump-prime-only(low-dose) aprotinin by means of comparing tumor necrosis factor α(TNF-α) levels of both groups after CPB. Me thods: Twenty-nine adults with rheumatic heart disease were randomized into thr ee groups: (1)full-dose aprotinin-treated group(Group A, n=10); (2)pump-p rime-only aprotinin-treated group(Group B, n=10), and (3) control group(Gr oup C, n=9). Plasma concentrations of TNF-α were measured by enzyme-linke d immunosorbent assay technique at baseline(before operation), and at 2,24 hours after CPB termination. Results: A significant(P<0.05) increase of TNF-α o ccurred in all three groups at 2 and 24 hours after CPB termination when compare d with the same group at baseline. In Group A, TNF-α level was significantly l ower than that in group C(P<0.05) at 24 hours after CPB, but not in group B (P>0.05). Conclusions: Both CPB and operative stimulus induce the increase o f cytokine TNF-α after CPB. Full-dose aprotinin has the anti-inflammatory ef fect by means of reducing TNF-α level after CPB. Low-dose aprotinin dose not reduce TNF-α level. So it no significant anti-inflammatory effect.

    [Key words] cardiopulmonary bypass; cytokine; systemic infl ammatory response; aprotinin

    体外循环(CPB)心脏手术所致的全身炎症反应，可以引起术后严重的并发症及增加手术死亡率^[1]。作为重要的炎症介质，细胞因子是全身炎症反应产生与发展过程中的中心环节。近年，国外学者报道应用全量抑肽酶可使CPB术后减少促炎症细胞因子释放，增加抗炎症细胞因子白细胞介素10(IL010)等的释放，抑制蛋白水解酶产物及补体、中性粒细胞的激活^[2，3]，提示全量抑肽酶可抑制CPB术后全身炎症反应。本研究通过比较应用全量抑肽酶及预充液单次剂量抑肽酶对CPB术后肿瘤坏死因子α(TNF-α)血浆浓度的影响，进一步探讨不同剂量抑肽酶在CPB心脏手术中的抗炎作用。

    1 对象与方法

    1.1 对象成人风湿性心脏病29例，男11例，女18例，平均年龄36.7±6 .8(18～55)岁。将29例病人分成3组：A组(全量抑肽酶组)，即在麻醉诱导后缓慢静脉注射抑肽酶200万KIU(相当于280mg)，再向心肺机预充液中追加200万KIU，于手术全过程以每小时50万KIU的速度持续静滴直至手术结束；B组(预充液单次剂量抑肽酶组)，即将抑肽酶的 200万KIU一次性注入预充液中，不再追加或维持；C组(对照组)，术中未用抑肽酶。分组病例资料见表1。

    表1 病例分组及一般资料比较(

±s) 组别

    n

    性别

    (男/女)

    年龄

    (岁)

    体重

    (kg)

    CPB时间

    (min)

    主动脉阻断

    时间(min)

    A

    10

    4/6

    38.3±5.5

    55.2±3.0

    85.6±5.3

    57.5 ±4.1

    B

    10

    3/7

    37.4±4.6

    54.5±3.1

    81.8±5.0

    55.8±4 .0

    C

    9

    4/5

    34.6±4.9

    56.2±2.8

    82.3±5.2

    56. 3±4.3

    以上病例均排除合并心内膜炎、糖尿病、严重心衰以及肝、肾功能不全等疾病，且术前、术中、术后24h内均未使用糖皮质激素、肾上腺素、免疫抑制剂、阿斯匹林等药物治疗。

    1.2 方法

    1.2.1 麻醉及体外循环的建立 29例患者均在CPB下行瓣膜直视手术，常规用静脉吸入复合麻醉(药物为Propofol,Fentanyl,Domirium,Norcuron)，并作气管插管及建立监测系统。CPB采用Sarns 9000或STK心肺机，滚压式血泵和西京90型鼓泡式人工肺，浅低温至中低温(28℃～32℃)。CPB灌流速度为2.0～2.4L^.min^-1.m^-2，动脉压维持在50～80mmHg(平均压)，心肌保护采用顺灌冷高钾晶体心脏停跳液；用肝素(3mg^.kg-1)抗凝，ACT监测，保持ACT不少于480s，停机后常规用100mg鱼精蛋白中和肝素，测ACT，必要时可追加少量鱼精蛋白。心脏停跳液中及停机后均未使用糖皮质激素。

    1.2.2 标本的获取与保存分别于手术开始前、CPB停机后2h及CPB停机后24h 3个时间点位抽取1.8ml静脉血置入含0.2ml枸橼酸钠无菌试管内(9∶1)。血标本立即以3000rpm离心10min，获取血浆后立即分装于-20℃冰箱中冷冻保存。

    1.2.3 TNF-α的测定用Elx800酶标仪(Bio-Tek Instrument, ITC)，人TNF-α ELISA试剂盒(深圳晶美生物工程有限公司)，抑肽酶(丽宝生物化学制药有限公司产)。按试剂盒说明书操作，采用双抗体夹心ELISA法(酶联免疫吸附法)测得标准品及各样本 OD值，以标准品浓度作横坐标，OD值作纵坐标，绘制标准曲线，根据OD值可在标准曲线上分别查出各样品浓度。

    1.3 统计学处理数据结果用均数±标准差(

±s)表示，三组间两两比较用q检验。

    2 结果

    29例患者术中均平稳，顺利脱机，于术后第1～3d转出ICU，无再次开胸止血或严重并发症者，无死亡病例。三组病例TNF-α血浆浓度检测结果见表2。

    表2 三组病例TNF-α水平的变化(

±s) 组别

    例数

    术前

    CPB后(h)

    2

    24

    A

    10

    3.51±0.63

    11.39±1.87^①

    4 .68±0.80^①②

    B

    10

    3.43±0.68

    11.03±1.92^①

    9.21±1.05^①

    C

    9

    3.58±0.57

    10.81±1.75^①

    8.83±1.13^①

    ①与同组术前比较P<0.05；②与B或C组同时间比较P<0.05

    三组病例TNF-α血浆浓度术前基础值均较低，组间比较差异无显著性(P>0.05) ；CPB后2h及CPB后24h TNF-α水平与同组术前比较有明显升高(P<0.05)，其最高值均出现在CPB停机后2h。在CPB后24h，A组TNF-α水平与C组或B组比较，均有明显降低(P<0.05)；而B组与C组比较差异无显著性(P>0.05)。三组TNF-α水平在CPB后2 h比较差异无显著性(P>0.05)。

    3 讨论

    体外循环心脏手术所致的全身炎症反应是近年备受人们关注的问题。大量实验及临床研究表明，CPB所致的全身炎症反应与细胞因子水平的变化及作用有着密切的联系^[4]，全身炎症反应可引起CPB术后心脏、肺缺血再灌注损伤及多器官功能损害，对CPB术后并发症的发生及预后起着关键作用。在CPB过程中及术后血浆促炎症细胞因子与抗炎症细胞因子浓度均有不同程度的升高，本研究结果显示，三组病例CPB后2h及CPB后24h TNF-α水平较术前基础水平均有明显升高(P<0.05)；TNF-α水平最高值均在CPB后2h出现，于CP B后24h降低至较低水平(但较术前仍有升高)，与McBride等^[5]，Wan等^{[5 ]}报道相符。

    CPB所致的组织器官缺血再灌注损伤是CPB后细胞因子产生与释放的首要因素。细胞因子主要作用为细胞间信使，介导、激活各种炎性细胞(如内皮细胞、中性粒细胞、淋巴细胞等)，使之释放大量血管活性及细胞毒性物质，增加粘附分子表达，促进活化中性粒细胞与内皮细胞的粘附作用，从而促进炎症反应的进程，导致CPB心脏手术后多种并发症。在诸多促炎症细胞因子中，TNF-α是炎症反应过程中释放最早、最重要的内源性炎症介质之一，但其CPB后浓度测定结果各报道不一，TNF-α有促进IL-1，IL-6，IL-8，IL-10及TNF受体等释放的作用，有学者将其描述为全身炎症反应中的“扳机”，而体液中众多的细胞因子网络间的相互作用，可能是脏器受损的重要因素。本研究结果表明，在全量抑肽酶组TNF-α血浆浓度于CPB后24h较对照组(包括单次剂量抑肽酶组)有明显降低(P<0.05)；而三组间CPB 时间、主动脉阻断时间均无差异(表1)。Hill等^[3，6]认为，全量抑肽酶可以增加CPB术后IL-10的释放，它与糖皮质激素、肾上腺素有类似的抗炎效果。也有学者认为，抑肽酶可降低CPB术后血浆中TNF-α，IL-6，IL-8浓度及整合素CD11b的表达^{[6， 7]}。

    抑肽酶在CPB心脏手术中的用药剂量一直是人们关注的问题，除本研究中使用的两种用法外，还有一种较常用的半量抑肽酶法，其用法与全量抑肽酶法相同，但剂量均减半。抑肽酶在 CPB心脏手术中防治非外科性渗血的效果已得到国内外学者的普遍认同。大量报道显示，上述三种抑肽酶用法均可改善CPB术后凝血，能有效降低术后失血，但亦有报道认为应用单次剂量抑肽酶无效^[8]。全量抑肽酶可以抑制CPB所致炎症反应^[2，3]；半量抑肽酶亦有抗炎效果^[6]；但尚未发现应用单次剂量抑肽酶在CPB术中使用有抗炎效果的报道。本研究结果也证实全量抑肽酶组于CPB术后24h，TNF-α水平较对照组明显降低(P<0.05)；而单次剂量抑肽酶组(小剂量)与对照组比较差异无显著性( P>0.05)。提示应用全量抑肽酶可以抑制CPB所致的全身炎症反应，有利于CPB心脏手术后的恢复并防止并发症的发生。

    参考文献：

    [1] Steinberg JB, Kapelanski DP, Olson JD. Cytokine and comp lement levels in patients undergoing cardiopulmonary bypass[J]. J Thorac Cardi ovasc Surg, 1993,106:1008-1016.

    [2] Wachtfogel YT, Kucich U, Hack CE, et al. Aprotinin inhibitis the cont act, neutrophil, and platelet activation systems during simulated extracorporeal perfusion[J]. J Thorac Cardiovasc Surg, 1993,106:1-10.

    [3] Huill GE, Robert P, Diego, et al. Aprotinin enhances the endogenous r elease of interleukin-10 after cardiac operation[J]. Ann Thorac Surg, 1998,65 :66-69.

    [4] Wan S, Marchant A, DeSment JM, et al. Human cytokine responses to car diac tansplantation and coronary artery bypass grafting[J]. J Thorac Cardiovas c Surg, 1996,11:469-477.

    [5] McBride WT, Armstrong MA, Crokard AD, et al. Cytokine balance and imm unosuppressive changes at cardiac surgery: contrasting response between patients and isolated CPB circuits[J]. Br J Anaesth, 1995,75:724-733.

    [6] Hill GE, Alonso A, Spurzen JR, et al. Aprotinin and methylprednisolon e equally blunt cardiopulmonary bypass-induced inflammation in human[J]. J Th orac Cardiovasc Surg, 1995,110:1658-1662.

    [7] Hill GE, Pohorecki R, Alonso A, et al. Aprotinin reduces interleukin -8 production and lung neutrophil accumulation after cardiopulmonary bypass[J ]. Anesth Analg, 1996,83:696-700.

    [8] Jeffey B, Rich MD. The efficacy and safety of aprotinin use in cardiac su rgery[J]. Am Thorac Surg, 1998,66:S6-11. (文章出处：湖南医科大学学报 2000年第2期第25卷)