盐酸戊乙奎醚对体外循环心脏手术患者全身炎症反应的影响

黎笔熙，朱水波，殷桂林，张晓明，程旺生，程大新，陶 军

·临床研究·

盐酸戊乙奎醚对体外循环心脏手术患者全身炎症反应的影响

黎笔熙，朱水波，殷桂林，张晓明，程旺生，程大新，陶 军

目的 探讨盐酸戊乙奎醚（PHC）对体外循环（CPB）心脏手术患者术后全身炎症反应的影响。方法 择期体外循环下行心脏手术患者40例，心功能NYHA分级II～III级，按照随机数字法分为观察组和对照组，每组20例。观察组患者麻醉诱导前静脉注射PHC 0．03 mg／kg；对照组患者相同时间点注射等容量的生理盐水。分别于麻醉诱导前 （T0）、手术结束时（T1）、手术后6 h（T2）、12 h（T3）、24 h（T4）等5个时间点测定血浆IL－8、TNFα和NF－κB等水平。记录麻醉药物用量；记录患者气管导管留置时间、ICU住院时间、术后住院时间等临床指标。结果 T1至T4两组血浆IL－8和TNFα浓度显著升高（P＜0．05），观察组IL－8和TNFα浓度显著低于对照组（P＜0．05）。T1至T4两组血浆NF－κB浓度显著升高（P＜0．05），观察组NF－κB浓度显著低于对照组（P＜0．05）。观察组患者术后留置气管导管时间、ICU住院时间和术后总住院时间均小于对照组，但两组间差异无统计学意义（P＞0．05）。结论 PHC对CPB下心脏手术患者的系统性的炎症反应具有一定的抑制效应，其机制与其调控NF－κB信号通路的活性、减少IL－8和TNFα等炎性介质的释放有关。

体外循环；心脏手术；全身炎症反应；盐酸戊乙奎醚

炎症反应是体外循环（cardiopulmonary bypass，CPB）心脏手术后最基本的病理生理改变［1－3］。过度的炎症状态是诱发CPB下心脏手术患者术后发生低氧血症、呼吸窘迫综合征（ARDS）乃至多脏器衰竭（MODS）的重要因素［4－6］。文献报道盐酸戊乙奎醚（penehyclidine hydrochloride，PHC）对全身性炎症反应具有抑制作用，可以降低术后并发症的发生率［7－9］。本研究通过测定CPB下心脏手术患者应用PHC后，血浆白介素－8（IL－8）和肿瘤坏死因子α（TNFα）以及核转录因子－κB（NF－κB）等细胞因子表达水平的变化，探讨PHC对CPB后全身炎症反应的干预效应。

1 资料与方法

本研究方案报经医院伦理委员会批准，所有患者签署知情同意书。

1．1 病例选择和分组 本研究纳入40例年龄18～65岁、择期在CPB下行心脏手术的患者。同时排除术前合并先天性心脏病、肝肾功能异常、发生急性感染、严重营养不良以及术后二次开胸止血的手术患者。所有患者按照常规临床治疗方案进行治疗。按照随机数字法分为PHC观察组和对照组，每组20例。观察组患者麻醉诱导前静脉注射PHC 0．03 mg／kg，用生理盐水稀释至5 ml后缓慢推注；对照组患者麻醉诱导前静脉注射等量生理盐水。

1．2 麻醉方法 患者入室后开放外周静脉通道，常规监测心电图、脉搏血氧饱和度，局麻下左侧桡动脉穿刺置管持续监测动脉血压并用于采集血标本。麻醉诱导用药为咪唑安定0．01 mg／kg、依托咪酯0．2 mg／kg、舒芬太尼3μg／kg、罗库溴铵0．9 mg／kg顺序静脉推注，气管插管后接麻醉机辅助呼吸，呼吸参数设定为VT＝（6～8）ml／kg、f＝（12～15）bpm、I∶E＝1∶1．5，维持呼气末CO2分压（PETCO2）35～45 mm Hg。麻醉维持采用异丙酚持续泵注、舒芬太尼和罗库溴铵间断推注。全麻插管后经右侧颈内静脉穿刺置入7 F双腔导管用于输注血管活性药物、输血输液并监测中心静脉压。

1．3 CPB管理 CPB使用Jostra HL30型人工心肺机、Medtronic成人膜肺、国产CPB配套管路和动脉微栓过滤器，初始预充液采用佳乐施1 000 ml＋勃脉力A 500 ml。所有患者均取正中劈胸骨切口，全身肝素化（3 mg／kg）后分别经升主动脉和上、下腔静脉插管建立体外循环，采用中低温（28～30℃）、非搏动灌注，灌注流量为60～80 ml／（kg·min），维持平均动脉压50～60 mm Hg；采用中度血液稀释，维持红细胞比容0．25～0．30，根据监测结果适时输注库存红细胞或采用超滤浓缩血液；转流过程血气分析采用α稳态管理，氧流量与灌注流量比值设定为0．5～1．0∶1，维持PaCO2在35～45 mm Hg；心肌保护采用4∶1冷血停搏液顺行灌注，首次灌注量为15～20 ml／kg，灌注间隔时间为30 min，后续灌注量为10～15 ml／kg；复温时水温与鼻咽温的差值最大不超过8℃，最高水温不超过39．0℃。

1．4 监测指标 观察的主要指标为血浆 IL－8、TNFα和NF－κB浓度。分别于麻醉诱导前（T0）、手术结束时（T1）、手术后6 h（T2）、12 h（T3）、24 h（T4）5个时间点用一次性注射器抽取2 ml动脉血标本保存于无菌离心管中，静置30 min后以4 000 r／min的速度离心10 min，取上清液用无菌离心管保存于－40℃冰箱，用ELISA法集中测定IL－8、TNFα和NF－κB等细胞因子的含量。次要指标为患者术后气管导管拔管时间、ICU住院时间、术后住院时间等早期预后临床指标。记录麻醉期间各种麻醉药物用量；记录麻醉期间和术后24 h内血和液体出入量。

1．5 样本量计算 在试验前进行了每组4例的预试验，在T3时点测得观察组和对照组的NF－κB水平分别为（2．36±0．50）μg／L和（1．79±0．49）μg／L。以a＝0．05，1－β＝0．90，计算两组出现NF－κB值有差别所需最小样本量为17名，考虑到约20%的误差，则每组纳入20名患者。

1．6 统计学方法 应用SPSS 22．0统计软件进行分析。符合正态分布的计量资料以均数±标准差（ୱx± s）表示，组间比较采用独立样本的t检验；不同时点间的比较采用重复测量的方差分析。不符合正态分布的计量资料用中位数和四分位间距表示，组间比较采用Mann－Whitney U检验。计数资料用频数表示，采用X2检验；P＜0．05为差异有统计学意义。

2 结 果

对照组有1例患者术后行开胸探查止血术，将其剔出统计分析。纳入统计分析的样本量分别为观察组20例、对照组19例。

2．1 患者临床资料 两组患者年龄、体重指数、性别构成比、疾病分布等差异无统计学意义（P＞0．05）；麻醉、手术时间以及体外循环转流时间和升主动脉阻断时间等组间比较差异无统计学意义（P＞0．05）；麻醉药物用量、心肌保护液灌注次数以及转流过程中超滤液量两组间比较差异无统计学意义（P＞0．05）。两组患者术中和术后24 h内输血、输液量和液体出入量比较差异无统计学意义（P＞0．05），见表1。

2．2 血浆IL－8浓度变化 T1至T4时点两组患者血浆IL－8浓度均显著升高（P＜0．01）。T1至T4时点观察组血浆IL－8浓度均显著低于对照组（P＜0．01）。见图1。

表1 各组患者临床资料比较（±s）

表1 各组患者临床资料比较（±s）

项目 观察组（n＝20）对照组（n＝19） P值年龄（岁） 45．4±11．4 45．0±8．9 0．900体重指数（kg／m2） 21．95±1．94 20．78±2．16 0．078男／女（n） 12／8 10／9 0．643麻醉维持用药异丙酚（mg／kg） 24．52±6．64 25．22±7．63 0．760舒芬太尼（μg／kg） 8．12±3．31 7．59±2．31 0．562罗库溴铵（mg／kg） 2．36±0．62 2．48±0．48 0．479病种分布 0．634风湿性心脏病（n） 11 9冠状动脉粥样硬化性心脏病（n） 9 10心功能NYHA分级 0．821Ⅱ级（n） 13 13Ⅲ级（n） 7 6麻醉时间（min） 349．8±77．9 329．7±73．8 0．407手术时间（min） 302．4±76．7 282．5±68．1 0．391转流时间（min） 134．9±35．7 126．9±14．2 0．355阻断时间（min） 82．9±26．0 72．7±19．1 0．164停搏液灌注次数 2．3±0．7 2．3±0．6 1．000超滤（ml） 1435．0±544．1 1630．0±585．0 0．282术中输入量红细胞（ml） 500．0±239．0 500．0±106．1 1．000血浆（ml） 360．0±164．7 370．0±301．2 0．934人工胶体（ml） 1520．0±262．4 1580．0±204．9 0．688晶体液（ml） 750．0±220．5 686．8±253．9 0．104术中出量出血量（ml） 632．5±53．0 680．0±54．9 0．160尿量（ml） 1485．0±661．2 1480．0±679．5 0．981术后24 h输入量红细胞（ml） 432．3±231．8 515．4±190．8 0．304血浆（ml） 647．5±316．4 772．5±237．2 0．166晶体液（ml） 2462．5±514．7 2525．5±383．6 0．663术后24 h出量胸腔引流量（ml） 434．7±172．4 428．5±151．0 0．904尿量（ml） 2634．9±429．1 2263．5±842．8 0．087

图1 各组患者血浆IL－8浓度变化趋势

2．3 血浆TNFα浓度变化 T1至T4时点两组患者血浆TNFα浓度均显著升高（P＜0．01）。T1至T4时点观察组血浆TNFα浓度均显著低于对照组（P＜0．01）。见图2。

2．4 血浆NF－κB浓度变化 T1至T4时点两组患者血浆NF－κB浓度均显著升高（P＜0．01）。T1至T4时点观察组血浆NF－κB浓度均显著低于对照组（P＜0．01）。见图3。

2．5 早期预后与临床转归 观察组患者术后留置气管导管时间、ICU住院时间和术后总住院时间均小于对照组，但组间比较无统计学意义（P＞0．05）。两组患者住院期间无死亡病例发生。见表2。

图2 各组患者血浆TNF－α浓度变化趋势

图3 各组患者血浆NF－κB浓度变化趋势

表2 两组患者气管导管留置时间、ICU住院时间、术后住院天数比较（中位数和四分位间距）

3 讨 论

与CPB心脏手术相关的、最重要的细胞因子包括IL－8和TNFα等促炎因子［1］。IL－8是最强的中性粒细胞趋化因子，可以诱导肺毛细血管内的中性粒细胞在肺组织的浸润，继而诱发一系列的链式反应，从而启动炎症级联反应导致一系列的继发性病理生理变化［6－10］。TNFα是内皮细胞早期分泌的主要促炎细胞因子，在肺损伤的早期阶段发挥启动因子的角色。它可以通过一系列的调控作用启动内皮细胞等炎性反应细胞的活性，促进炎症反应过程的发生发展［11］。研究结果显示，两组手术患者IL－8和TNFα等炎性因子表达显著上升，表明随着外科手术的开始和体外循环等创伤性操作的进展，触发了体内的炎症级联反应，体内炎性因子保持高分泌状态，并延续到术后治疗阶段。两组手术患者术后NF－κB的表达显著上调，表明在CPB心脏手术患者的全身性和局部的炎症反应存在NF－κB信号通路的调控作用。NF－κB激活后，可诱导IL、TNFα等炎性介质的产生，而这些炎性因子又作为激动剂反馈性作用于NF－κB，形成一个复杂的、具有级联放大效应的反馈调节环路，加重机体的炎症反应和组织损伤作用［12］。

观察组患者血浆IL－8和TNFα等促炎细胞因子上升速度和峰值浓度均显著低于对照组，表明预先静脉注射PHC能够有效抑制患者体内的炎症反应、降低细胞因子的分泌水平。循环中 IL－8和TNFα的升高与术后并发症的发生和发展具有密切的关系［13－14］。IL－8和TNFα分泌减少，可以抑制全身性和局部组织的炎症反应，减少组织器官内白细胞的聚集和细胞凋亡，从而减少组织器官的损伤并改善其功能［15］，促进患者的术后康复，在临床上表现为观察组患者气管导管留置时间、ICU及术后住院时间缩短。Schwartz等［16］研究发现，NF－κB信号通路激活、诱导促炎因子的大量释放是炎症反应造成组织器官损伤的关键发病环节，NF－κB的持续活化与组织器官损伤的严重程度有关［12］。研究结果显示，观察组患者NF－κB的表达水平显著低于对照组，表明PHC可以抑制NF－κB的表达，从而抑制NF－κB信号通路的活性，减少IL－8和TNFα等促炎细胞因子的释放，最终降低机体的炎症反应，减轻组织损伤、改善器官功能。

综上所述，PHC对CPB下心脏手术患者的系统性炎症反应具有一定的抑制效应，其机制与其调控NF－κB信号通路的活性、减少IL－8和TNFα等炎性介质的释放有关。

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Effects of penehyclidine hydrochloride on system ic inflammatory reaction in pa⁃tients undergoing cardiac surgery w ith cardiopulmonary bypass

Li Bi－xi，Zhu Shui－bo，Yin Gui－lin，Zhang Xiao－ming，Cheng Wang－sheng，Cheng Da－xin，Tao Jun Department ofAnesthesiology，Wuhan General Hospital ofGuangzhou Command，Wuhan 430070，China Corresponding author：Zhang Xiao－ming，Email：whzyyzxm＠sina．com

Objective To investigate effects of penehyclidine hydrochloride（PHC）on systemic inflammatory reaction in pa⁃tients undergoing cardiac surgery with cardiopulmonary bypass（CPB）．M ethods Forty patients undergoing cardiac surgery with car⁃diopulmonary bypass were enrolled in the study．All patients were randomly divided into trial group and control group（twenty in each group）．Patients in trial groupreceived an intravenous injection of 0．03 mg／kg PHC before anesthesia induction and those in control group were given the same volume of normal saline．Blood sampleswere collected at the following time points：before anesthesia induc⁃tion（T0），the end of the operation（T1），6 hours（T2），12 hours（T3）and 24 hours postoperatively（T4）for themeasurement of IL－8，TNFαand NF－κB．The outcomes included duration of intubation（DOI），length of intensive care unit stay（LOI）and length of hospital stay after the surgery（LOH）．Results The plasma levels of IL－8 and TNFαincreased significantly from T1 to T4 in both groups，and those in trial group were statistical lower than control group from T1 to T4（P＜0．05）．The plasma level of NF－κB in⁃creased significantly from T1 to T4 in both groups，and those in trial group were lower than control group from T1 to T4（P＜0．05）．The DOI，LOIand LOH in trial groupwere shorter than control group，but therewere no statistically significantbetween two groups（P＞0．05）．Conclusion PHC inhibits systemic inflammatory response in patients undergoing cardiopulmonary bypass，and itsmecha⁃nisms is relevant to the regulation of NF－κB signal way on the production of proinflammatory cytokinesas，like IL－8 and TNFα．

Cardiopulmonary bypass；Cardio surgery；Systemic inflammatory reaction；Penehyclidine hydrochloride

2016⁃03⁃15）

2016⁃03⁃28）

10．13498／j．cnki．chin．j．ecc．年．期．流水号

430070武汉，广州军区武汉总医院麻醉科（黎笔熙、程旺生、程大新、陶 军）；广州军区武汉总医院心胸外科（朱水波、殷桂林、张晓明）

张晓明，Email：whzyyzxm＠sina．com