非体外循环与体外循环冠状动脉旁路移植术治疗对老年冠心病患者脏器损伤及Th1/Th2免疫平衡的影响

金文杰，李修远，郝瑞

非体外循环与体外循环冠状动脉旁路移植术治疗对老年冠心病患者脏器损伤及Th1/Th2免疫平衡的影响

金文杰1，李修远1，郝瑞1

目的 探讨非体外循环冠状动脉旁路移植术（OPCAB）与体外循环冠状动脉旁路移植术（CABG）治疗对老年冠心病患者脏器损伤及Th1/Th2免疫平衡的影响。方法 将2014年11月～2016年11月于宜宾市第一人民医院就诊的老年冠状动脉粥样硬化性心脏病（冠心病）患者102例按随机数字表法分为两组，平均年龄为（73.5±5.4）岁。OPCAB组与CABG组各51例，两组性别、年龄等差异无统计学意义。对比两组治疗效果及手术并发症（指标包括桥血流量、输血量、血管搭桥数、气管插管时间、呼吸机使用时间、呼吸衰竭发生率、二次开胸率、新发心房颤动率、住院时间、死亡率、肺部感染发生率、急性肾衰发生率、脑梗死发生率）。检测患者脏器损伤的生化指标，包括肌酸激酶同工酶（CK-MB）、心肌肌钙蛋白I（cTnI）、谷草转氨酶（AST）、谷丙转氨酶（ALT）、血清肌酐（Scr）及尿素氮（BUN）水平及Th1/Th2免疫平衡指标，包括干扰素γ（INF-γ）、白介素-4（IL-4）、INF-γ/IL-4水平。结果 OPCAB组桥血流量、输血量、血管搭桥数、气管插管时间、呼吸机使用时间、呼吸衰竭发生率、二次开胸率、新发心房颤动率、住院时间、死亡率、肺部感染发生率、急性肾衰发生率、脑梗死发生率均明显低于CABG组（P均＜0.05）。OPCAB组在术后4 h、8 h、12 h、24 h及48 h CK-MB、cTnI、AST、ALT、Scr及BUN水平均明显低于CABG组（P均＜0.05），肺功能氧合指数（OI）明显高于CABG组（P＜0.05）。不同时间点各组间INF-γ、IL-4、INF-γ/IL-4水平差异无统计学意义（P均＞0.05）。结论 OPCAB法与CABG法对老年冠心病患者脏器均有一定损伤，且影响机体Th1/Th2免疫平衡，但OPCAB法损伤程度小，治疗效果更佳。

OPCAB；CABG；冠心病；脏器损伤；免疫

冠状动脉旁路移植术为目前治疗冠状动脉粥样硬化性心脏病（冠心病）的常用方法，其不仅能够改善冠状动脉狭窄状态，缓解粥样硬化状态，还能够提高血液灌注，调解机体血氧平衡[1]。尽管冠状动脉旁路移植术成功用于各类心脏外科手术，但其造成的脏器损伤及术后并发症不容忽视[2]。因此，对手术耐受力差、机体功能低下的老年冠心病患者在冠状动脉旁路移植术中发生的脏器损伤及免疫平衡变化应成为该手术关注热点[3,4]。本文通过对比两种冠状动脉旁路移植术（非体外循环冠状动脉旁路移植术（OPCAB）与体外循环冠状动脉旁路移植术（CABG）对老年冠心病患者脏器损伤及Th1/Th2免疫平衡的影响，试图寻找更适应老年冠心病患者的手术方法，具体报道如下。

1 研究对象和方法

1.1 研究对象 选取2014年11月～2016年11月于宜宾市第一人民医院就诊的老年冠心病患者102例，其中男性58例，女性44例，平均年龄为（73.5±5.4）岁。入选标准：符合加拿大心血管病学会（CCS）冠心病诊断标准[5]，且入选者均对本研究知情，并自愿签署知情同意书。排除标准：排除有恶性肿瘤、严重血液系统疾病、感染性疾病、心力衰竭以及重大手术史患者。采用随机数字分组方法将患者分为OPCAB组与CABG组，每组患者51例。

1.2 治疗方法 两组均于胸骨正中切口，以大隐静脉及左乳内动脉为血管移植物。其中CABG组常规肝素化（1.0 mg/kg）后，于右心房下腔静脉及主动脉插管建立循环，阻断主动脉，灌注4:1含血停跳液，在中低温或浅低温条件下实施大隐静脉及左乳内动脉血管桥与心脏靶血管端侧吻合（远端吻合）。待心脏复跳后，再进行大隐静脉血管桥与升主动脉根部的端侧吻合（近端吻合）。OPCAB组则在小剂量肝素化（0.8 mg/kg）后，首先进行大隐静脉血管桥与升主动脉近端吻合，随后用局部心肌固定器（美国Cardio-Thoracic System公司生产）与特殊胸骨牵开器（美国Cardio-Thoracic System公司生产）固定心脏靶血管周围心肌，暴露冠状动脉各分支后，再实施心脏血管远端吻合。术后短期随访1个月，患者精神状态良好，前期临床症状减轻。CABG将体内静脉血引到体外进行氧合，再回输体内，血液可以不经过心脏和肺而进行循环，心脏内无血液流动。而OPCAB未阻断主动脉，心肌供血未中断。

1.3 评价指标及方法 疗效及手术并发症评价：对两组患者治疗后桥血流量、输血量、血管搭桥数、气管插管时间、呼吸机使用时间、呼吸衰竭发生率、二次开胸率、新发心房颤动率、住院时间、死亡率、肺部感染发生率、急性肾衰发生率、脑梗死发生率等相关指标进行比较。脏器损伤比较：于术前及术后4 h、8 h、12 h、24 h、48 h抽取患者肘动脉血6～8 ml，离心取上清后采用自动生化分析仪检测肌酸激酶同工酶（CK-MB）、谷草转氨酶（AST）、谷丙转氨酶（ALT）、血清肌酐（SCr）及尿素氮（BUN）。同时采用电化学自动免疫分析仪检测各组血清肌钙蛋白 I （cTnI）水平。此外，利用血气分析仪检测各组动脉氧气压（PaO2） 及吸入氧气分率（FiO2），并将二者相除，计算得到肺功能氧合指数（OI）。基线水平为手术前1 h各指标水平。采用ELISA法对两组患者血清中IL-4和INF-γ表达水平进行检测，具体检测步骤如下[6]：①于麻醉诱导后5 min（T1）、手术结束后5 min（T2）、24 h（T3）、48 h（T4）抽取患者肘动脉血2～3 ml，置于含抗凝剂的采血管中，离心后低温储存待测。待全部样本采集完成后一次性进行批量检测，以减少组间误差。②取ELISA板条，加入标准品或样本液100 μl，避光36 ℃孵育90 min后洗板，加入生物素化抗体液100 μl，继续孵育60 min。洗板后加酶结合物100 μl，孵育30 min后洗板加入100 μl TMB溶液，孵育15 min后加终止液终止反应。③采用酶标仪进行检测。检测波长450 nm。基线水平为手术前1 h各指标水平。

1.4 统计学分析 采用SPSS 19.0软件包进行统计学分析，计量数据以平均值±标准差（±s）表示，采用t检验进行比较；计数数据采用例数（构成比）表示，采用卡方检验进行分析比较。P＜0.05为差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者基线资料比较 两组年龄、性别、罹患高血压、糖尿病、中风、慢性阻塞性肺疾病的病例、纽约心脏病协会（NYHA）分级（Ⅲ/Ⅳ级）、LVEF差异均无统计学意义（P＞0.05）。

2.2 两组患者临床效果和并发症发生情况比较 结果发现，OPCAB组桥血流量、输血量、血管搭桥数、气管插管时间、呼吸机使用时间、呼吸衰竭发生率、二次开胸率、新发心房颤动率、住院时间、死亡率、肺部感染发生率、急性肾衰发生率、脑梗死发生率均明显低于CABG组，且差异具有统计学意义（P均＜0.05）（表2）。

2.3 不同时间点各组脏器损伤生化指标比较 比较各组心、肺损伤情况后发现，两组术后各时间点CK-MB、cTnI 均明显高于基线水平，OI水平明显低于基线水平，且差异具有统计学意义（P均＜0.05）。此外，除基线点外其余各点CKMB、cTnI及OI水平组间差异具有统计学意义（P＜0.05）（表3）。两组在术后48 h AST、ALT、Scr及BUN水平明显高于基线水平，且OPCAB组各指标明显低于CABG组，且差异具有统计学意义（P＜0.05）（表4）。

2.4 不同时间点各组INF-γ、IL-4、INF-γ/IL-4水平比较 结果显示，INF-γ水平在各时间点变化无明显统计学差异（P＞0.05），且不同时间点两组间也无统计学差异（P均＞0.05）。而血清中IL-4水平则在进行体外循环后呈现先升高再降低的趋势，其中术后5 min时IL-4浓度最高，术后24 h恢复至基线水平。但不同时间点两组间差异无统计学意义（P均＞0.05）。INF-γ/IL-4在体外循环后呈现先降低再升高的趋势，在术后5 min时浓度最低。但不同时间点两组间差异无统计学意义（P＞0.05）（表5）。

表1 两组患者基线资料比较

3 讨论

冠心病因其较高的致残率及死亡率备受人们关注，冠状动脉旁路移植术通过患者胸部、手臂内部或腿部取下血管来构建冠状动脉流路，以期改善心脏血流，降低心肌梗塞发生率。其中在CABG法过程中，体外循环管道系统通常直接与血液接触，容易引发机体炎症反应及免疫系统反应[7,8]；而 OPCAB法能够在不破坏机体的凝血系统平衡的状态下构建循环新系统，大大降低了患者手术并发症的发生率[9]。本次研究结果显示，OPCAB组桥血流量、输血量、血管搭桥数、气管插管时间、呼吸机使用时间、住院时间均明显低于CABG组，且差异具有统计学意义（P均＜0.05）。主要由于OPCAB法能够在心脏正常跳动下完成搭桥手术，不必依靠体外循环，因此能够降低手术过程中输血量及出血量，提高手术效率，缩短重症监护的停留时间。由于不依靠体外循环过程，OPCAB组中全身性炎性发生率较低，故OPCAB组呼吸衰竭发生率、二次开胸率、新发心房颤动率、死亡率、肺部感染发生率、急性肾衰发生率、脑梗死发生率明显低于CABG组。

据报道[10]，心脏手术过程中因降低机体心、肝、肺、肾等各靶器官的血流灌注，易造成脏器不同程度的损伤。由于老年患者手术耐受力低，机体各功能器官日益衰竭，功能不全，因此对心脏手术造成的损伤尤为敏感。本研究中选取CK-MB、cTnI、OI、AST、ALT、Scr及BUN等指标，分别监测老年患者在术后各时段心功能、肺功能、肝功能及肾功能变化情况。当心肌受损时，机体CK-MB、cTnI水平随之升高[11,12]，该结论在本研究中得以证实。手术过程中OPCAB组及CABG组患者体内CK-MB、cTnI水平明显高于基线水平。此外，两组患者在手术过程中OI水平明显低于正常值400～500 mmHg， BUN及SCr值均明显高于正常范围（BUN正常范围3.2～7.1 mmol/L；SCr正常范围53～106 μmol/L）。说明两组患者各脏器在治疗过程中受到不同程度的损伤，其中OPCAB组除OI值外，其余各指标值均低于CABG组，表明各器官在OPCAB法下受损程度较低。王志维等[13]研究发现，老年人进行非体外循环冠状动脉旁路移植术后，患者CK-MB及cTnI水平先升高后降低，自术后30 min至术后72 h CABG组明显高于OPCAB组，与本研究结果基本一致。说明OPCAB对患者心肌损伤低。但王志维学者报道中仅对患者心肌损伤程度进行探讨，而未对其他重要脏器功能进行观察。本研究对患者心脏、肝脏及肾脏等重要脏器进行考察，较为全面评估患者术后体征。

表2 两组临床效果及短期并发症发生情况比较

表3 不同时间点各组心、肺损伤情况比较

表4 不同时间点各组肝、肾损伤情况比较

表5 不同时间点各组INF-γ、IL-4、INF-γ/IL-4水平比较

在机体免疫应答机制中，辅助性 T 淋巴细胞亚群（Th）处中心环节，主宰着机体的免疫调节功能[14]。Th主要通过能够分泌各类细胞因子发挥抑制细胞毒性 T 淋巴细胞、B 细胞、巨噬细胞及T 淋巴细胞的作用，调节机体免疫平衡。Th1细胞与Th2细胞分别为Th细胞的两个亚群，前者靠分泌INF-γ，发挥细胞免疫功能；后者靠分泌IL-4，发挥体液免疫功能；两者比例平衡才能保证机体免疫功能的正常[15,16]。本研究通过监测手术过程中机体血清中INF-γ、IL-4浓度研究机体在手术过程中Th1/Th2平衡状态，及机体免疫功能变化。研究表明体外循环后两组患者Th1/Th2平衡均出现偏移，但在术后24 h又均恢复正常水平。这可能与体外循环过程中引发的一系列炎症反应有关。但由于机体自身的免疫调节作用，故术后血清中INF-γ、IL-4浓度能自动恢复至基线水平。

本研究尚存在一定的局限性，如研究样本量较少，研究单位较单一，尚待进一步扩大样本量及联合多中心进行深入研究。综上所述，OPCAB法与CABG法均对老年冠心病患者脏器有一定损伤，并影响机体Th1/Th2免疫平衡，但OPCAB法损伤程度小，治疗效果更佳，值得临床推广使用。此外，研究中入选例数较低，且随访时间较短，日后应延长对患者随访时间，观察长期手术疗效。

[1] Bhamidipati D,Goldhammer JE,Sperling MR,et al. Cognitive Outcomes After Coronary Artery Bypass Grafting[J]. J Cardiothorac Vasc Anesth, 2017,31(2):707-18.

[2] Deppe AC,Arbash W,Kuhn EW,et al. Current evidence of coronary artery bypass grafting off-pump versus on-pump: a systematic review with meta-analysis of over 16,900 patients investigated in randomized controlled trials[J]. Eur J Cardiothorac Surg,2016,49(4):1031-41.

[3] 唐桂春,徐文红,武智慧,等. 冠状动脉旁路移植术后老年患者早期肺部并发症危险因素分析[J]. 现代生物医学进展,2016,16(9):1727-30.

[4] 查正彪,杨滔,孙寒松,等. 65岁以上患者心脏瓣膜手术同期行冠状动脉旁路移植术的危险因素分析[J]. 中华胸心血管外科杂志,2016,32(3):151-4.

[5] Hashemian M,Poustchi H,Mohammadi-Nasrabadi F,et al. Systematic review of zinc biochemical indicators and risk of coronary heart disease[J]. ARYA Atheroscler,2015,11(6):357-65.

[6] 朱勇斌,蔡幸生,徐海玲. 血清IFN-γ、IL-4、IL-5及IL-17对儿童哮喘影响及相关性研究[J]. 临床肺科杂志,2016,21(8):1401-3.

[7] Jones NJ,Villavaso CD. An interprofessional team approach to decreasing surgical site infection after coronary artery bypass graft surgery[J]. Crit Care Nurs Clin North Am,2017,29(1):1-13.

[8] Cao C,Indraratna P,Doyle M,et al. A systematic review on robotic coronary artery bypass graft surgery[J]. Ann Cardiothorac Surg,2016,5(6):530-43.

[9] Attaran S,Moscarelli M,Athanasiou T,et al. Is coronary artery bypass grafting an acceptable alternative to myotomy for the treatment of myocardial bridging?[J]. Interact Cardiovasc Thorac Surg,2013,16(3):347-9.

[10] 张仁腾,王辉山,姜辉,等. 非体外循环冠状动脉旁路移植术后肾损伤风险因素的分析[J]. 心肺血管病杂志,2016,35(4):285-9.

[11] Moludi J,Keshavarz S,Tabaee AS,et al. Q10 supplementation effects on cardiac enzyme CK-MB and troponin in patients undergoing coronary artery bypass graft: a randomized, double-blinded, placebocontrolled clinical trial [J]. J Cardiovasc Thorac Res,2016,8(1):1-7.

[12] Guerin V,Ayed SB,Varnous S,et al. Release of brain natriureticrelated peptides (BNP, NT-proBNP) and cardiac troponins (cTnT, cTnI) in on-pump and off-pump coronary artery bypass surgery[J]. Surg Today,2006,36(9):783-9.

[13] 王志维,范国华,涂仲凡,等. 老年人非体外循环冠状动脉旁路移植术的心肌保护作用[J]. 临床外科杂志,2005,13(7):449-51.

[14] Kumagai J,Hirahara K,Nakayama T. Pathogenic Th cell subsets in chronic inflammatory diseases[J]. Nihon Rinsho Meneki Gakkai Kaishi, 2016,39(2):114-23.

[15] O'Shea J. A first look at TH cell transcriptomes[J]. Nat Rev Immunol, 2015,15(11):668-9.

[16] Jin C,Jia Y,Jin C,et al. Therapeutic effect of Halofuginone on ITP mice by regulating the differentiation of Th cell subsets[J]. Int Immun opharmacol,2014,18(2):213-6.

本文编辑：阮燕萍

Influences of off-pump coronary artery bypass grafting and coronary artery bypass grafting on organ damage and Th1/Th2 immune balance in elderly patients with coronary heart disease

JIN Wen-Jie*, LI Xiuyuan, HAO Rui.*Department of Thoracic Surgery, First People's Hospital of Yibin City, Yibin 644000, China.

JIN Wen-Jie, E-mail: affj5886@126.com

Objective To investigate the influences of off-pump coronary artery bypass grafting (OPCABG) coronary artery bypass grafting (CABG) on organ damage and Th1/Th2 immune balance in elderly patients with coronary heart disease (CHD). Methods Elderly CHD patients (n=102 and average age=73.5±5.4) were chosen from the First People’s Hospital of Yibin City from Nov. 2014 to Nov. 2016, and then randomly divided into OPCABG group and CABG group (each n=51). The difference in sex and age had no statistical significance between 2 groups. The curative effects (including bypass flow volume, transfusion volume, number of bypass vessels, intubation duration and mechanical ventilation duration) and surgical complications (including incidence of respiratory failure, second chest-open surgery and new-onset atrial fibrillation, duration of hospital stays, mortality, and incidence of pulmonary infection, acute renal failure and cerebral infarction) were compared between 2 groups. The levels of biochemistry indexes of organ damage including creatine kinase-M B isoenzyme (CK-MB), cardiac troponin I (cTnI), aspertate aminotransferase (AST), alanine aminotransferase (ALT), serum creatinine (SCr) and blood urea nitrogen (BUN), and indexes of Th1/Th2 immune balance including interferon γ (IFN-γ), interleukin-4 (IL-4) and ratio of INF-γ to IL-4 (INF-γ/IL-4) were detected. Results The bypass flow volume, transfusion volume, number of bypass vessels, intubation duration and mechanical ventilation duration, and incidence of respiratory failure, second chest-open surgery and new-onset atrial fibrillation, duration of hospital stays, mortality, and incidence of pulmonary infection, acute renal failure and cerebral infarction were all significantly lower in OPCABG group than those in CABG group (all P<0.05). The levels of CK-MB, cTnI, AST, ALT, SCr and BUN were significantly lower (all P<0.05), and oxygenation index (OI) was significantly higher (P<0.05) in OPCABG group than those in CABG group after the surgery for 4 h, 8 h, 12 h, 24 h and 48 h. The difference in levels of INF-γ, IL-4 and INF-γ/IL-4 had no statistical significance between 2 groups at all time points (all P>0.05). Conclusion OPCABG and CABG both can induce organ damage and influence Th1/Th2 immune balance, while OPCABG hasless damage and higher curative effect in elderly CHD patients.

Off-pump coronary artery bypass grafting; Coronary artery bypass grafting; Coronary heart disease; Organ damage; Immunity

R541.4

A

1674-4055(2017)06-0712-04

1644000 宜宾,宜宾市第一人民医院心胸外科

金文杰,E-mail:affj5886@126.com

10.3969/j.issn.1674-4055.2017.06.20