右美托咪啶对心脏瓣膜置换术患者中性粒细胞NF-κB活性的影响

缪剑霞 陈磊 王良荣 林丽娜

右美托咪啶对心脏瓣膜置换术患者中性粒细胞NF-κB活性的影响

缪剑霞 陈磊 王良荣 林丽娜

目的钼评价右美托咪啶对体外循环患者中性粒细胞NF-κB活性的影响。 方法 选择期行体外循环下心脏瓣膜置换术患者40例，采用随机数字表法将患者分为右美托咪啶组（D组）及对照组（C组），每组各20例。D组麻醉诱导后给予右美托咪啶负荷量0.5μg/kg，泵注给药时间为15min，之后以维持量0.5μg/（kg·h）继续泵注维持至手术结束；C组麻醉诱导后给予等量的0.9%氯化钠溶液。记录患者主动脉阻断、体外循环及麻醉维持时间。分别于给药前（T0）、停体外循环后2h（T1）、6h（T2）及12h（T3），采集桡动脉血样行血气分析，计算呼吸指数（RI）和氧合指数（OI），提取中性粒细胞核蛋白，测定NF-κB DNA结合活性；采用ELISA法测定血浆TNF-α和IL-6水平。 结果 与T0比较，T1～T3时两组患者RI升高，OI降低（均P＜0.05），与C组比较，D组患者T1～T3时RI降低（均P＜0.05），但两组OI比较差异无统计学意义（P＞0.05）。与C组比较，T1～T3时点D组血浆TNF-α、IL-6水平降低；T2～T3时点中性粒细胞NF-κB DNA结合活性降低（P＜0.05）。 结论 右美托咪啶可抑制体外循环下换瓣患者中性粒细胞NF-κB的激活，有助于减轻体外循环炎性反应，改善患者的肺功能。

右美托咪啶 体外循环 NF-κB 肺损伤

体外循环下心脏手术时，血液与体外循环机管道表面接触、血液再灌注损伤以及内毒素的作用等多种因素，可引起机体复杂的炎性反应，导致患者术后呼吸衰竭、低心排出量综合征等诸多并发症[1]。右美托咪啶是新型α2肾上腺素能受体激动剂，具有镇静和镇痛作用，常辅助用于心脏瓣膜置换手术的麻醉[2-3]。有研究表明，右美托咪啶可抑制NF-κB活性，减轻炎性反应，从而改善犬机械通气相关性肺损伤[4]；而其是否可通过抑制NF-κB通路而改善体外循环下换瓣患者肺功能却未见报道。本研究拟评价右美托咪啶对体外循环换瓣患者中性粒细胞NF-κB活性及肺损伤的影响。

1 资料和方法

1.1 一般资料 选取我院于2014年1至12月择期行体外循环下心脏瓣膜置换术患者40例，男28例，女12例，年龄45～65岁；ASA分级和纽约心脏病协会（NYHA）分级均为Ⅱ或Ⅲ级。术前左室射血分数≥40%，无心脏手术史，无冠心病、高血压及糖尿病病史，无肝、肾、肺功能明显异常。采用随机数字表法将患者分为右美托咪啶组（D组）和对照组（C组），每组各20例。两组患者一般资料及术中情况比较差异均无统计学意义（均P＞0.05），详见表1。本研究获本院医学伦理委员会批准，并与患者签署知情同意书。

表1 两组患者一般资料及术中情况的比较

1.2 方法 入手术室前30min肌肉注射吗啡10mg。患者入手术室后，在常规监测下开放外周静脉通道及左侧桡动脉穿刺置管，进行有创平均动脉压（MAP）监测。静脉注射咪达唑仑0.1～0.5mg/kg、舒芬太尼0.4～0.6μg/kg，依托咪酯0.3mg/kg和罗库溴铵0.6mg/kg后行麻醉插管机械通气，潮气量8～10ml/kg，通气频率10～14次/min，吸呼比1∶2，吸入氧浓度60%，维持呼吸末二氧化碳分压在35～40mmHg。麻醉诱导后，D组静脉泵入右美托咪啶0.5μg/kg，泵注时间为15min，之后以维持量0.5μg/（kg·h）继续泵注至术毕；C组静脉输注等量0.9%氯化钠溶液。术中以七氟醚1%～2%、异丙酚1～2 mg/（kg·h）和瑞芬太尼2～4 μg/（kg·h）维持麻醉，维持脑电双频谱指在40～50，保持血压和心率平稳，使其波动幅度不超过基础值的20%。

体外循环均采用膜式氧合行非搏动性灌注，灌注流量2.2～2.6L/（min·m2），转流中维持MAP 50～90mmHg。冷血高钾停搏液停跳心脏，体外循环期间用α稳态处理酸碱血气状态，血流降温至鼻咽温32℃，降温速度为0.5～1℃/min，复温速度控制在1℃/4～5min。

1.3 观察指标与检测方法 分别于给药前（T0）、停体外循环后2h（T1）、6h（T2）及12h（T3）采集桡动脉血样6ml，取血样1ml，采用i-STAT300血气分析仪（美国Abbott公司）行血气分析，计算呼吸指数（respiratory index，RI）和氧合指数（oxygenation index，OI）。按下列公式计算：RI=P（A-aDO2）÷PaO2=[（Pb-PH2O）×FiO2-PaO2-PaCO2]÷ PaO2，P（A-aDO2）为肺泡-动脉血氧分压差，Pb为大气压，标准状态下为760mmHg，PH2O为室温下饱和水蒸气压，标准状态下为47mmHg；OI=PaO2÷FiO2。剩余5ml动脉血样离心后提取血浆，-20℃保存，采用ELISA法（试剂盒由瑞士Bo-chfinger Mannhclim公司提供）测定血浆TNF-α和IL-6水平。动脉血样离心后，取下层血细胞，参照文献[4]，采用Percoll非连续密度梯度法提取中性粒细胞；配制中性粒细胞悬液，用0.4%台盼蓝染色进行活细胞计数。采用细胞核蛋白/浆蛋白抽提试剂盒（北京博凌科为生物科技有限公司）提取中性粒细胞核蛋白，BCA法进行蛋白定量，-80℃保存备用。采用Cool Imager分析软件分析灰度值，以阳性对照的灰度值进行标准化，反映中性粒细胞NF-κB DNA结合活性。

1.4 统计学处理 采用SPSS 17.0统计软件，计量资料以表示，组间比较采用t检验，组内比较采用重复测量设计的方差分析，计数资料比较采用χ2检验。

2 结果

2.1 两组患者不同时点OI、RI的比较 与T0比较，T1～T3时两组患者RI升高，OI降低（均P＜0.05）；与C组比较，D组患者 T1～T3时RI降低（P＜0.05），但OI差异无统计学意义（P＜0.05），详见表2。

表2 两组患者不同时点OI、RI的比较

2.2 两组患者不同时点血浆TNF-α、IL-6水平及NF-κB DNA结合活性的比较 与T0比较，两组患者T1～T3时血浆TNF-α和IL-6水平均升高，D组T2～T3时及C组T1～T3时中性粒细胞NF-κB DNA结合活性升高（均P＜0.05）；与C组比较，D组患者T1～T3时血浆TNF-α、IL-6水平及中性粒细胞NF-κB DNA结合活性均降低（均P＜0.05），详见表3。

3 讨论

在心脏直视手术中，体外循环可激活炎性反应。肺脏因为低压循环、体外循环期间被隔离于体外循环系统之外而不能随全身同步降温，以及仅支气管动脉供血等原因，成为易受损伤的器官之一。

表3 两组患者不同时点血浆TNF-α和IL-6水平及NF-κB DNA结合活性的比较

肺损伤的主要临床表现为通气及换气功能障碍。RI受通气/血流比值、肺弥散功能及通气状况的影响，是反映肺的通气功能、氧交换是否正常的一个简单而实用的指标。RI的变化与肺功能呈明显相关性，RI越大肺功能越差。OI为PaO2与FiO2的比值，消除了FiO2对PaO2的影响，可较准确地反映肺损伤的程度。本研究结果表明，D、C组停体外循环后2～12h，OI较术前降低，RI升高，提示体外循环后患者发生的肺损伤。

NF-κB是一组存在于细胞中调控许多基因表达的重要转录因子，与体外循环期间的炎性反应机制关系密切。在正常情况下NF-κB与其抑制因子（IKB）结合，以非激活的形式存在。体外循环早期NF-κB被细胞因子如IL-1、IL-6激活[5]，激活后的NF-κB能调控一系列基因的表达，诱导多种炎性介质合成，尤其是诱导TNF-α合成增多[6]。TNF-α是主要的炎性介质，在炎性“瀑布样”反应中起主导作用[7]。TNF-α、IL-6等既是NF-κB活性增加后表达增加的产物，又是能提高NF-κB活性的激动药[8]，因此形成一个正反馈，从而导致炎性产物的大量生成。本研究表明，体外循环后患者肺换气功能损伤，NF-κB DNA结合活性明显升高，提示机体的炎性反应与呼吸功能可能相关。由此我们认为，体外循环所致的炎性反应可能是导致急性肺损伤的重要因素之一。因此，研究如何抑制NF-κB的激活，减少促炎基因的表达，从而减轻组织损伤和炎性反应，在体外循环过程中具有重要意义。

右美托咪啶是一种新型、高选择性肾上腺素α2受体激动剂，有镇静、镇痛、抗交感神经作用，在临床麻醉中应用广泛。本研究中，与C组比较，D组NF-κB DNA结合活性T2～T3降低，血浆TNF-α、IL-6水平在T1～T3时均降低，提示右美托咪啶具有降低NF-κB活性，减少其活化，进而减轻炎症因子释放的作用。有研究发现，右美托咪啶可抑制内毒素受体介导的炎性细胞信号通路的激活[9-10]。内毒素受体是Toll样受体4、CDl4、髓样分内毒素受体结合后，通过与Toll样受体4胞内区的连接蛋白myd88结合，激活IL-1受体连接的蛋白激酶和TNF受体相关因子6，激活NF-κB信号通路，使NF-κB得以进入细胞核内调节多种基因，包括IL-6、TNF-α等促炎性因子的表达。因此推测右美托咪啶可能是通过下调中性粒细胞内Toll样受体4 mRNA的表达，抑制Toll样受体4的合成[9]，抑制NF-κB信号通路的激活，降低TNF-α和IL-6水平，从而减轻全身炎性反应，但具体机制尚待进一步研究。

综上所述，右美托咪啶可降低体外循环手术换瓣患者NF-κB的活性，降低TNF-α、IL-6水平，从而减轻体外循环导致的炎症反应，改善患者的肺功能。

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Effects of dexmedetomidine on NF-κB activity in patients undergoing cardiac valve replacement with cardiopulmonary bypass

MIAO Jianxia,CHEN Lei,WANG Lianglong,et al.Department of Anesthesiology,the First Affiliated Hospital of Wenzhou Medical University, Wenzhou 325000,China

【 Abstract】 Objective To investigate the effects of dexmedetomidine on NF-κB activity in patients undergoing valve replacement with cardiopulmonary bypass(CPB). Methods Forty ASA II or III,NYHA II or III patients undergoing cardiac valve replacement with CPB were randomly divided into dexmedetomidine group(group D,n=20)and control group(group C,n=20).After intubation,patients in group D received an initial bolus dose of dexmedetomidine(0.5μg/kg)in 15 min,immediately followed by a continuous infusion of 0.5μg/(kg·h)until the end of the operation.The equal volume normal saline was given instead of dexmedetomidine in group C.Before administration(T0),and at 2,6 and 12h after termination of CPB(T1～T3),blood samples were collected for determination of plasma TNF-α,IL-6 and for blood gas analysis.The nuclear protein of neutrophil granulocytes was extracted for detection of NF-κB DNA binding activity.Respiratory index(RI)and oxygenation index(OI)were calculated. Results Compared with T0,RI was increased and OI was decreased at T1～T3(P＜0.05)in two groups.Compared with group C,RI was significantly decreased at T1～T3in group D(P＜0.05),and no significant difference in OI was found between two groups(P＞0.05).Compared with group C,the plasma concentrations of TNF-α and IL-6 at T1～T3and NF-κB DNA binding activity at T2～T3were significantly lower(P＜0.05). Conclusion Dexmedetomidine can reduce the activity of NF-κB and it may be involved in pulmonary protection during CPB.

Dexmedetomidine Cardiopulmonary bypass NF-κB Lung injury

2015-05-25）

（本文编辑：严玮雯）

325000 温州医科大学附属第一医院麻醉科

林丽娜，E-mail：wzlinlina@163.com