右美托咪啶对老年患者全麻术后炎症因子水平及单核细胞TLR2和TLR4表达的影响

王文伟 叶克平 王丽姝 叶琦刚 符新春 王华庆

右美托咪啶对老年患者全麻术后炎症因子水平及单核细胞TLR2和TLR4表达的影响

王文伟 叶克平 王丽姝 叶琦刚 符新春 王华庆

目的 观察右美托咪啶对老年腹部手术患者围术期炎症因子水平及单核细胞TLR2和TLR4表达的影响。方法 选择老年全麻患者91例，采用随机数字表法将患者分为：右美托咪啶组（D组）46例和对照组（C组）45例。两组均常规咪达唑仑、顺苯磺酸阿曲库铵、舒芬太尼、依托咪酯行麻醉诱导，诱导前10min，D组静脉输注右美托咪啶针，负荷量0.5μg/kg，再分别恒速静脉输注右美托咪啶针0.5μg/（kg·h）至术毕前30min；C组采用同样方法静脉输注等容量0.9%氯化钠溶液。记录舒芬太尼、瑞芬太尼和异丙酚用量。于麻醉前（T0）、手术开始1h（T1）、手术结束后12h（T2）及24h（T3）时各采集右颈内静脉血5ml，采用ELISA测定HMGBl、TNF-α、IL-6水平，并采用流式细胞仪检测单核细胞TLR2和TLR4的表达水平。结果 与C组比较，D组瑞芬太尼针和丙泊酚针用量明显减少（P＜0.01），舒芬太尼用量差异无统计学意义（P＞0.05）。与C组比较，D组TNF-α、IL-6和HMGB1水平在T1、T2、T33个时点均明显降低（P＜0.05）；D组单核细胞TLR2和TLR4的表达水平在T1、T2、T33个时点均明显降低（均P＜0.05）。结论 右美托咪啶可以降低老年腹部手术患者围术期炎症因子水平及抑制单核细胞TLR2和TLR4表达。

右美托咪啶 老年患者 炎症因子 Toll样受体

手术本身的创伤性可以引起强烈的炎症反应。围术期炎症反应与机体多种病理过程相关，尤其是老年患者，包括术后认知功能障碍（POCD）及全身炎症反应综合征（SIRS）等。右美托咪啶是一种高选择性α2肾上腺素能受体激动药，其有镇静、抗交感作用，并有抗炎，抑制炎症因子释放等作用[1]。Toll样受体2、4（TLR2、TLR4）是TLRs家族中重要的成员，在免疫系统和急性炎性反应调节中发挥着重要的作用，具有启动和放大炎性反应的作用[2]。本研究拟观察右美托咪啶对老年腹部手术患者围术期炎症因子水平及单核细胞TLR2、TLR4表达的影响，并探讨其可能机制。

1 资料和方法

1.1 一般资料 选取2014年9月至2015年10月我院行腹部手术老年患者91例，其中直肠癌根治术23例，胃癌31例，结肠癌37例。男46例，女45例，年龄63～80（72±8）岁；ASAⅠ或Ⅱ级；无中枢神经系统或心理疾病病史，未长期服用镇静、镇痛药、抗抑郁药，心、肝、肾功能未见严重异常，无心动过缓，无酗酒及吸毒史，无严重的听力或视觉障碍。采用随机数字表法将患者分为右美托咪啶组（D组）46例和对照组（C组）45例。本研究经本院伦理委员会同意，所有患者均知情同意。

1.2 方法 无术前用药。常规监测平均以动脉压（MAP）、中心静脉压（CVP）、心电图（ECG）、脉搏血氧饱和度（SpO2）、呼气末二氧化碳分压（PetCO2）、气道峰压、脑电双频指数（BIS）。局麻下行左桡动脉穿刺置管，右颈内静脉穿刺。常规诱导前10min，D组静脉输注右美托咪啶针（批号：14070932，江苏恒瑞医药股份有限公司），负荷量0.5μg/kg，再分别恒速静脉输注右美托咪啶针0.5μg/（kg·h）至术毕前30min；C组采用同样方法静脉输注等容量0.9%氯化钠溶液。麻醉诱导：静脉注射咪达唑仑0.05mg/kg、舒芬太尼0.4μg/kg、依托咪酯0.3mg/kg、顺式阿曲库铵0.2mg/kg。5min后行气管插管，连接Drug Fabius Plus麻醉机控制呼吸，设定潮气量8～10ml/kg，呼吸频率12～15次/min，吸：呼比为1∶2。机械通气30min时，行血气分析，PetCO2维持在30～40 mmHg，氧浓度100%。麻醉维持：两组患者均采用全凭静脉麻醉，泵注丙泊酚3～9mg/（kg·h），瑞芬太尼0.1～0.4μg/（kg·min），间断静推顺式阿曲库铵静脉注射维持肌松。术中根据BIS值调整丙泊酚和瑞芬太尼给药速度，维持BIS值为40～49。术中根据失液量或出血量补充相应的晶体、胶体或者血制品，并记录总量。手术结束后，患者意识清楚，咳嗽反射活跃、自主呼吸恢复（潮气量＞6ml/kg），呼吸频率＞10次/min，PetCO2＜45mm Hg后拔除气管导管，送麻醉恢复室，面罩吸氧并进行常规监测。

1.3 观察指标 记录舒芬太尼、瑞芬太尼和异丙酚用量。记录手术时间、出血量、尿量及输液量。于麻醉前（T0）、手术开始1h（T1）、手术结束后12h（T2）及24h（T3）时各采集右颈内静脉血5ml，以3 000r/min，离心15min，离心半径10cm，分离血清，置于-20℃的冰箱中保存待测。采用免疫夹心双抗酶联免疫吸附法（ELISA）测定血清高迁移率族蛋白1（HMGBl）、TNF-α、IL-6（均上海沪尚生物科技公司提供试剂盒）水平。于上述时点另取颈内静脉血样2ml置于EDTA抗凝管中，静置分离血浆，离心后弃上清液。吸取样本100ml，放入3ml试管中。向试管中加入FITC标记的抗人TLR2、PE标记的抗人TLR4（美国eBioscience公司生产）各5ml，混匀，常温避光放置20min。加入红细胞裂解液500ml，混匀，常温避光放置10min，离心5min后弃红色上清液。加入PBS缓冲液1ml，重悬沉淀，离心后弃上清液。加入500ml PBS，重新悬浮细胞。采用流式细胞仪（美国Becton Dickinson公司产品）检测静脉血单核细胞TLR2和TLR4的表达水平。

1.4 统计学处理 应用SPSS 13.0统计软件，计量资料以表示，两组间比较采用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 两组患者一般资料、手术时间和术中出血量等比较 两组患者一般资料、手术时间和术中出血量、尿量和输液量比较差异均无统计学意义（P＞0.05），见表1。

表1 两组患者一般资料和术中情况比较

2.2 两组患者全麻药使用情况比较 与C组比较，D组瑞芬太尼针和丙泊酚针用量明显减少（P＜0.01），舒芬太尼用量比较差异无统计学意义（P＞0.05），见表2。

表2 两组患者术中全麻药使用量比较

2.3 两组患者不同时点TNF-α、IL-6、HMGB1水平变化比较 与C组比较，D组TNF-α、IL-6和HMGB1水平在T1、T2、T33个时点均明显降低。与术前比较，D组TNF-α水平、IL-6水平在术后T1、T2两个时点明显升高，HMGB1水平在术后T2、T3两个时点明显身高；C组TNF-α、IL-6和HMGB1水平在T1、T2、T33个时点均明显升高，见表3。

表3 两组患者不同时点TNF-α、IL-6、HMGB1水平变化比较

2.4 两组患者不同时点单核细胞TLR2和TLR4的表达水平比较 与C组比较，D组单核细胞TLR2和TLR4的表达水平在T1、T2、T33个时点均明显降低。与T0比较，D组D组单核细胞TLR2和TLR4的表达水平在术后T1、T2两个时点明显升高；C组单核细胞TLR2和TLR4的表达水平在T1、T2、T33个时点均明显升高，见表4。

表4 3组患者各时点单核细胞TLR2和TLR4表达比较（%）

3 讨论

本研究中右美托咪啶采用常规剂量[3]用于麻醉辅助，结果表明：在老年腹部手术患者中使用右美托咪啶可以明显减少丙泊酚和瑞芬太尼的用量，这和该药的镇静、催眠、镇痛及明显抗交感等药理作用是相符合的。

单核细胞Toll样受体成员中TLR2和TLR4是TLRs家族中重要的成员，可启动细胞内信号通路，激活NF-κB，诱导细胞合成和释放大量炎性因子，包括TNF-α、HMGBl等，诱发炎症反应。TNF-α作为早期促炎因子，可激活TNF-α/NF-κB信号通路和损伤内皮细胞的功能[4]。HMGBl作为一种晚期炎症因子，可促进巨噬细胞等炎性细胞的活化和聚集，引起瀑布式炎症反应，诱导多种炎症因子如TNF-α，IL-1，IL-6和IL-8等释放[5]。此外，HMGBl可激活小胶质细胞TLR4表达上调[6]，HMGBl作为TLR4的内源性受体，与TLR4结合后激活髓样分化因子88依赖和非依赖性2条信号转导通路，从而进一步激活下游丝裂素活化蛋白激酶（MAPKs）以及NF-κB[7]。通过这些通路，可以诱导炎症因子如TNF-α，IL-1，IL-6和IL-8等的释放。而这些因子又能够诱发HMGBl的合成和释放，形成了一个正反馈的炎症级联机制。本研究结果表明，老年腹部手术术后单核细胞TLR2和TLR4的表达水平明显增加，术后各种早期炎症因子如IL-6、TNF-α及和中晚期炎症因子如HMGBl水平均有大幅度的提高，提示手术创伤已经造成了系统性炎症反应，触发了机体炎性级联反应。

右美托咪啶是一种高效的α2肾上腺素受体激动剂，其可通过血脑屏障，具有镇静、镇痛和抗焦虑作用，是临床上应用广泛的麻醉辅助药，且能够保持正常的免疫反应[8]。本研究结果表明，右美托咪啶应用于老年腹部手术患者，可明显降低早期炎症因子IL-6、TNF-α和中晚期炎症因子HMGBl的水平，而且右美托咪啶也能明显地下调术后单核细胞TLR2和TLR4表达。其作用机制可能是右美托咪啶激活α2肾上腺素受体，调控细胞外信号调节蛋白激酶，激活单核细胞烟碱型乙酰胆碱受体，单核细胞上烟碱型乙酰胆碱受体被激活后通过抑制CD14和TLR4的表达，降低NF-κB介导的下游炎性因子的释放[9]。另有研究表明，TLR2、TLR4与CDl4、髓样分化蛋白两组成内毒素受体,内毒素与中性粒细胞表面的内毒素受体结合后，通过与TLR4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肿瘤坏死因子受体相关因子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-1、TNF-α等促炎性因子的表达。右美托咪啶可抑制此内毒素受体介导的炎性细胞信号通路的激活[10]，抑制NF-κB信号通路的激活，降低TNF-α和IL-6的水平，从而减轻全身炎性反应。

综上所述，右美托咪啶可以降低老年腹部手术患者围术期炎症因子水平及抑制单核细胞TLR2和TLR4表达，可以有效抑制围术期炎症反应，减少并发症。

[1]Sato K,Kimura T,Nishikawa T,et al.Neuroproteetive effects of a combination of dexmedetomidine and hypothermia after incomplete cerebralischemia in rats[J].Acta AnaesthesiolScand,2010, 54(3):377-382．

[2]Sabroe I,Parker L C,Dower S K,et al.The role of TLR activation in inflammation[J].J Pathol,2008,214(2):126-135.

[3]张颖,赵其宏,顾尔伟,等.右美托咪啶对CPB下心脏瓣膜置换术患者肠粘膜损伤的影响[J].中华麻醉学杂志,2015,35(2):154-157.

[4]Ebong S,CallD,Nemzek J,et al.Immunopathologic alterations in murine models of sepsis of increasing severity[J].Infect Immun, 1999,67:6603-6610.

[5]Huang W,Tang Y,Li L.HMGB1,a potent proinflammatory cyto-kine in sepsis[J].cytokine,2010,51(2):119-126.

[6]Laird MD,Shields J S,sukumari-Ramesh S,et al.High mobilitygroup box protein-1 promotes cerebral edema after traumatic braininjury via activation of toll-like receptor 4[J].Glia,2014,62 (1):26-38.

[7]Akira S,Takeda K.Toll-like receptor signaling[J].Nat Rev Immunol,2004,4:499-511.

[8]黄青青.右美托咪啶在重症监护病房中的应用[J].中国危重病急救医学,2010,22:578-580.

[9]Xiang H,Hu B,LiZ,et al.Dexmedetomidine controlssystemic cytokine levels through the cholinergic anti-inflammatorypathway [J].Inflammation,2014,37(5):1763-1770.

[10]Shi Q Q,Wang H,Fang H.Dose-response and mechanism of protective functions of selective alpha-2 agonist dexmedetomidine on acute lung injury in rats[J].Saudi Med J,2012,33(4): 375-381.

Effects of dexmedetomidine on inflammatory response and monocytes Toll-like receptor 2 and Toll-like receptor 4 expression in elderly patients receivmg abdominal operation in general anesthesia

WANG Wenwei,YE Keping,WANG Lishu,et al.Department of Anesthesiaology,Taizhou First People's Hospital,Taizhou 318020,China

【 Abstract】 Objective To investigate the effects of dexmedetomidine on inflammatory response and monocytes Toll-like receptor 2 and Toll-like receptor 4 expression in elderly patients receiving abdominal surgery in general anesthesia. Methods Ninty one ASA physical status I orⅡpatients,aged 63-80 yr,scheduled for elective abdominal surgery under general anesthesia were randomly divided into two groups:control group(group C,n=45)and dexmedetomidine group(group D,n=46).Anesthesia was induced with midazolam,cisatracurium besilate,fentanil and etomidate.In group D,dexmedetomidine was infused over 10 min with loading dose 0.5μg/kg and then0.5μg/(kg·h)as a maintenance dose until 30 min before the end of operation.Group C patients received the same volume of saline.Total anesthetics consumption were recorded．Before anesthesia induction(T0),at 1 h after the beginning of operation(T1),at 12 h after operation(T2)and at 24 h after operation(T3),venous blood samples were taken for determination of monocytes Toll-like receptor 2 and Toll-like receptor 4 expression by flow cytometrybased method and for serum concentrations of TNF-α、IL-6 and high mobility group box-l protein(HMGBl)by ELISA. Results The consumption of anesthetics were lower in dexmedetomidine group than that in control group(P＜0.05).Compared with group C,the expression of TLR2 and TLR4 in monocytes of venous blood was significantly down-regulated in dexmedetomidine group at the point of T1, T2and T3(P＜0.05),and the serum TNF-α、IL-6 and HMGBl levels were decreased in dexmedetomidine group at the point of T1,T2and T3(P＜0.05). Conclusion Dexmedetomidine can suppress the inflammatory cytokines released and down regulate the expression of TLR2 and TLR4 in monocytes of venous blood.

Dexmedetomidine Elderly patients Inflammatory factors Toll-like receptor

2016-03-09）

（本文编辑：田云鹏）

浙江省卫计委一般科技项目（2012KYB246）

318020 台州市第一人民医院麻醉科

王文伟，E-mail：www2229@163.com