妇科肿瘤患者腹腔镜术后谵妄预测的生物标志物分析

李瑞，陈宏伟

（华中科技大学同济医学院附属武汉中心医院 妇科，湖北 武汉 430000）

妇科肿瘤患者腹腔镜术后谵妄预测的生物标志物分析

李瑞，陈宏伟

（华中科技大学同济医学院附属武汉中心医院 妇科，湖北 武汉 430000）

目的探讨血清中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白（NGAL）与S-100β蛋白对妇科肿瘤患者腹腔镜术后谵妄（POD）的预测效果。方法选取2015年3月-2016年6月该院收治的256例行腹腔镜全麻手术的妇科肿瘤患者为研究对象，根据术后状况分为POD组（n=31）和非POD组（n=225）。比较两组的全麻前5 min、气管拔管即刻、出麻醉后监测治疗室（PACU）前、术后24、48和72 h的血清NGAL、S-100β蛋白、肌酐（Scr）和胱抑素C（Cys-c）的水平。采用受试者工作曲线下面积（AUC）来评价各指标对POD的预测效果。结果两组全麻后的血清NGAL与S-100β的水平均明显高于全麻前，差异有统计学意义（P＜0.05）。POD组的气管拔管即刻、出PACU前、术后24 h的血清NGAL水平明显高于非POD组，差异有统计学意义（P＜0.05）；POD组的气管拔管即刻、出PACU前、术后24、48和72 h的血清S-100β水平明显高于非POD组，差异有统计学意义（P＜0.05）。全部患者术后均未出现急性肾损伤（AKI），两组不同时间点的血清Scr与Cys-C水平比较，差异均无统计学意义（P＞0.05）。气管拔管即刻、出PACU前、术后24 h的血清NGAL与S-100β的AUC分别为0.75、0.77、0.66和0.85、0.83、0.80（P＜0.05）。结论血清NGAL和S-100β水平可作为妇科肿瘤患者腹腔镜术后谵妄的早期预测指标，且后者的预测效果更加好，尤其是气管拔管即刻与出PACU前。

谵妄；中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白；S-100β蛋白；预测；腹腔镜手术

谵妄，又称为急性脑综合征，是指一组表现为意识障碍、行为无章、没有目的、注意力无法集中的临床综合征，术后谵妄（postoperative delirium，POD）是指术后数日内患者出现谵妄状态，常起病较急，病情容易波动，好发于老年患者，此时患者的认知功能出现不同程度的下降，觉醒度与感知觉均出现异常，由于谵妄的表现形式复杂多样，故在临床上有不少谵妄患者未能被及时发现与诊治，从而出现较为严重的恶性后果，增加术后并发症的发生率，严重者可导致死亡[1]，故寻找POD简便、可靠的预测指标对其早期防治具有重要意义。目前POD的诊断主要依靠简易精神状态检查量表（mini-mental state examination，MMSE）等进行评估，缺乏一个特异的实验室指标，以往认为由于炎症反应的激活是POD的重要发病机制，故血中白细胞介素（interleukin，IL）等炎症因子的水平可能对POD的早期诊断有一定的预测意义，但其敏感性和特异性均较低[2]。人中性粒细胞明胶酶相关脂质运载蛋白（neutrophil gelatinase-associated lipocalin，NGAL）属于lipocalin超家族，最早是从中性粒细胞内提纯出来，可共价结合于明胶酶上，因而得名。目前认为其是一种新型的急性肾损伤（acute kidney injury，AKI）生物标志物，与炎症反应、应激等的发生有关。S-100β蛋白是一种酸性钙结合蛋白，主要存在于神经胶质细胞和雪旺细胞的胞液中，因其能在饱和硫酸铵中100%溶解而得名，目前认为其是一种中枢神经系统损伤灵敏且特异的生物标志物。本研究选取256例行腹腔镜全麻手术的妇科肿瘤患者为研究对象，旨在探讨术前血清NGAL与S-100β的水平对POD的预测效果，为临床提供参考依据。现报道如下：

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2015年3月-2016年6月我院收治的256例行腹腔镜全麻手术的妇科肿瘤患者为研究对象。其中，年龄25～71岁，平均（45.3±13.9）岁；病因：卵巢良性肿瘤150例，子宫良性肿瘤96例，宫颈癌5例，宫颈上皮内瘤变Ⅲ级病变5例。纳入标准：①所有患者的美国麻醉医师协会（American Society of Anesthesiologists，ASA）分级为Ⅰ～Ⅱ级，均成功进行手术，无术中中转开腹及死亡者；②术前意识清楚，MMSE评分高于正常值（中学及以上人群的总分≥24分、文盲≥17分、小学≥20分）；③手术前后均检测血清NGAL与S-100β的水平，临床资料完整可靠。排除标准：①术前即有谵妄或存在意识障碍；②合并严重的肝、肾功能障碍不全或其他神经系统疾病；③既往3个月内有脑外科手术史；④术后72 h内应用镇静催眠药或抗胆碱药物。本研究符合医学伦理学原则，已通过医院伦理委员会的批准。全部256例患者中有31例出现POD，发生率为12.1%，归为POD组，其余225例患者归为非POD组。两组的年龄、ASA分级、术前合并休克、手术时间≥3 h、术中失血量≥1 L和术后放置引流管≥3根等临床资料比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。见表1。

1.2 方法

1.2.1 围手术期的管理 所有患者均采用气管插管静脉全麻，进入手术室后常规给予面罩吸氧，监测心电图、血氧饱和度、呼末二氧化碳分压、心率和血压等，Narcotrend麻醉深度监测仪监测其深度。麻醉诱导方案是：舒芬太尼0.4μg/kg、咪唑安定0.05 mg/kg、异丙酚2.50 mg/kg、维库溴铵0.10 mg/kg，气管插管后行机械通气。麻醉维持方案：异丙酚2.5～4.0 mg/L、雷米芬太尼4.0～5.0μg/L靶控输注，根据需要间断给予维库溴铵1.0～2.0 mg，调整输注速度，将Narcotrend指数维持在40～60之间。手术结束后送麻醉后监测治疗室（postanesthesia care unit，PACU），常规给予胃复安10.0 mg预防呕吐，按需给予阿托品与新斯的明行肌松的拮抗处理，清醒后拔管，后送恢复室监护处理。

1.2.2 实验室检测 分别于在全麻前5 min、气管拔管即刻、出PACU前、术后24、48和72 h分别抽取3 ml静脉血，5 000 r/min离心15 min后留取血清，置于-80℃低温冰箱保存，采用南京诺尔曼生物技术有限公司提供的试剂盒检测血清NGAL的浓度（免疫增强比浊法），采用德国DRG公司提供的试剂盒检测血清S-100β的浓度（酶联免疫吸附测定法），采用美国贝克曼AU5800全自动生化分析仪检测血清肌酐（serum creatinine，Scr）和胱抑素C（cystatin C，Cys-c）的浓度。

表1 两组的临床资料比较Table1 Comparison of clinical data between the two groups

1.3 诊断标准

在全麻前、出PACU前、术后24和48 h均由专业人员进行POD的评定，采用精神紊乱评估法的标准进行判断，若同时符合以下第1条和第2条，且第3条或第4条中的一项，即可诊断为谵妄：①急性发作和病程波动；②注意力不集中；③思维无序；④意识改变[3]。比较两组的临床资料、不同时刻的血清NGAL、S-100β、Scr和Cys-C等水平。并参考2012年KDIGO制定的AKI诊断标准，若术后48 h内Scr升高程度≥26.5μmol/L或≥术前基础水平的1.5倍，则诊断为术后出现AKI[4]。

1.4 统计学方法

采用SPSS 19.0统计学软件进行数据分析，计量资料若呈正态分布，则以均数±标准差（±s）表示，两组比较用t检验。计数资料以例数和百分比（率）表示，采用χ2检验。绘制血清NGAL、S-100β水平对患者出现POD的预测价值的受试者工作曲线（receiver operating characteristic，ROC），根据曲线下面积（area under curve，AUC）评价各指标的诊断价值，0.50～0.70提示价值较低，0.70～0.90提示价值中等，＞0.90提示价值较高。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组不同时间点的血清NGAL与S-100β的水平比较

两组全麻后的血清NGAL与S-100β的水平均明显高于全麻前，差异有统计学意义（P＜0.05）。两组比较，POD组的气管拔管即刻、出PACU前、术后24 h的血清NGAL水平明显高于非POD组，差异有统计学意义（P＜0.05）；POD组的气管拔管即刻、出PACU前、术后24、48和72 h的血清S-100β水平明显高于非POD组，差异有统计学意义（P＜0.05）。见表2。

2.2 两组不同时间点的血Scr与Cys-C水平比较

全部患者术后均未出现AKI。组内比较，两组患者的术后24 h内的血Scr均明显高于全麻前5 min（P＜0.05），之后逐渐降低，手术前后的血Cys-C无显著变化。组间比较，两组的不同时点血清Scr与Cys-C水平比较，差异均无统计学意义（P＞0.05）。见表3。

2.3 不同时间点的血清NGAL与S-100β的水平对发生POD的预测价值比较

预测POD方面，气管拔管即刻、出PACU前和术后24 h的血清NGAL与S-100β的AUC分别为0.75、0.77、0.66和 0.85、0.83、0.80，与 AUC=0.50相比，差异均有统计学意义（P＜0.05）。见表4。各ROC分析曲线参见图1～3。由图可知，无论是哪个时刻，S-100β对POD的预测效果优于同期的NGAL，且气管拔管即刻的血清S-100β的预测价值最高。

表2 两组不同时间点的血清NGAL与S-100β的水平比较 （±s）Table 2 Comparison of serum NGAL and S-100β levels between the two groups at different time points （±s）

表2 两组不同时间点的血清NGAL与S-100β的水平比较 （±s）Table 2 Comparison of serum NGAL and S-100β levels between the two groups at different time points （±s）

注：†与组内全麻前5 min的水平比较，P ＜0.05

组别 全麻前5 min 气管拔管即刻 出PACU前 术后24 h 术后48 h 术后72 h血 NGAL/（ng/ml）POD组（n =31） 42.90±14.70 115.40±47.20† 123.80±50.10† 139.70±31.60† 101.60±22.70† 59.70±9.30†非POD组（n =225） 39.70±18.20 98.70±35.70† 105.10±37.30† 126.90±32.70† 92.90±24.00† 63.20±15.50†t值 0.94 2.34 2.50 2.05 1.90 1.23 P值 0.350 0.020 0.013 0.041 0.058 0.221血 S-100β/（pg/ml）POD组（n =31） 62.60±12.30 123.70±28.90† 142.60±32.30† 150.70±45.60† 138.90±38.70† 123.80±33.30†非POD组（n =225） 58.90±12.80 72.70±15.40† 95.70±18.70† 101.80±30.30† 92.60±27.00† 85.70±25.40†t值 1.52 15.17 11.78 7.86 8.44 7.52 P值 0.131 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000

表3 两组不同时间点的血Scr与Cys-C水平比较 （±s）Table 3 Comparison of serum Scr and Cys-C levels between the two groups at different time points （±s）

表3 两组不同时间点的血Scr与Cys-C水平比较 （±s）Table 3 Comparison of serum Scr and Cys-C levels between the two groups at different time points （±s）

注：†与组内全麻前5 min的水平比较，P ＜0.05

组别 全麻前5 min 气管拔管即刻 出PACU前 术后24 h 术后48 h 术后72 h血 Scr/（μg/L）POD组（n =31） 63.60±20.50 65.70±22.30 71.70±25.90 77.20±19.70† 68.20±18.80 65.90±15.50非POD组（n =225） 59.10±25.70 62.10±26.60 66.80±30.50† 69.80±21.10† 65.60±23.00† 62.70±20.80 t值 0.93 0.72 0.85 1.85 0.60 0.83 P值 0.351 0.473 0.395 0.066 0.548 0.410血 Cys-C/（μmol/L）POD 组（n =31） 1.02±0.25 1.03±0.29 0.97±0.31 0.95±0.33 0.89±0.28 0.91±0.23非 POD 组（n =225） 0.98±0.27 1.02±0.33 1.01±0.35 1.03±0.32 0.95±0.34 0.96±0.29 t值 0.78 0.16 0.60 1.30 1.10 0.92 P值 0.436 0.873 0.546 0.195 0.274 0.358

表4 不同时间点的血清NGAL与S-100β的水平对发生POD的预测价值比较Table 4 Comparison of predictive value of serum NGAL and S-100β levels on POD at different time points

图1 气管拔管即刻的血清NGAL与S-100β的水平对发生POD的预测ROC曲线Fig.1 ROC curve of serum NGAL and S-100β levels on POD at immediate tracheal extubation

图2 出PACU前的血清NGAL与S-100β的水平对发生POD的预测ROC曲线Fig.2 ROC curve of serum NGAL and S-100β levels on POD before PACU

图3 术后24 h的血清NGAL与S-100β的水平对发生POD的预测ROC曲线Fig.3 ROC curve of serum NGAL and S-100β levels on POD at postoperative 24 h

3 讨论

谵妄的特征是意识水平、认知功能和情感等功能出现波动性紊乱，POD是手术后的常见急性脑病综合征，能显著延长住院天数，增加并发症的发生风险和死亡率，加重了家庭和社会的负担。本研究选取256例行腹腔镜全麻手术的妇科肿瘤患者为研究对象，发现POD的发生率达到12.1%，POD与非POD患者的年龄、ASA分级、病因、术前合并休克、手术时间≥3 h、术中失血量≥1 L和术后放置引流管≥3根等临床资料比较，差异无统计学意义（P＞0.05），提示常见的围手术期资料可能难以准确预测POD的发生风险，有必要寻找一个可早期预测POD的简便、可靠的实验室指标，来达到早期诊治的目的。

NGAL是中性粒细胞激活后合成并释放的蛋白质之一，在正常情况下，机体内NGAL的表达水平极低，但在炎症反应或应激条件下，肾脏、肺部和结肠等多个组织细胞均可合成NGAL，且其表达水平与机体代谢关系密切，故可作为全身炎症反应的标志物[5-6]，尤其是在AKI患者中，多个研究[7-8]表明血液和尿液NGAL对AKI的发生具有较好的预测效果。黄鹏等[9]研究表明尿液中NGAL对重症颅脑外伤患者AKI的早期诊断价值高于Scr，可作为早期诊断AKI的标志物。值得注意的是，外科手术本身是一个应激因素，术后患者处于不同程度的炎症状态，而POD与炎症反应关系密切[10]，故围手术期的NGAL水平与POD之间可能有关。部绍晋等[11]研究表明老年单侧全髋、膝关节置换术患者气管插管时、术后24 h的血浆/尿液NGAL对POD的早期诊断和预测有一定价值。本研究选取行腹腔镜全麻手术的妇科肿瘤患者为研究对象，结果表明全部患者行麻醉诱导后的血清NGAL的水平明显升高，至少持续到术后72 h，且POD患者的气管拔管即刻、出PACU前、术后24 h的血清NGAL水平明显高于非POD组（P＜0.05），ROC曲线分析结果表明气管拔管前、出PACU前、术后24 h的血清NGAL水平对预测POD的AUC分别为0.75、0.77、0.66（P＜0.05），提示这3个时间点的血清NGAL水平具有早期预测价值，尤其是气管拔管前、出PACU前，其AUC均超过0.70，敏感性和特异性均在80.0%左右，具有中等的早期诊断价值，且全部患者术后均未出现AKI，两组的血Scr与Cys-C水平比较无显著差异，提示血清NGAL水平除了早期诊断AKI外，对手术患者的POD同样具有早期预测价值。

S-100β蛋白主要聚集在大脑星形胶质细胞和雪旺细胞内，具有多种细胞调节功能，在正常情况下，由于该蛋白的分子量较大，不能透过血脑屏障，故血中难以检测到S-100β，但当出现中枢神经系统细胞受损或血-脑屏障破坏时，大量S-100β蛋白进入血循环，导致血S-100β的水平明显增加，故血S-100β蛋白水平是颅脑损伤和/或血-脑屏障完整性降低的生物标记物之一[3]。手术创伤可促进如IL、肿瘤坏死因子（tumor necrosis factor，TNF）和干扰素等促炎细胞因子的释放，从而引起弥散性微循环功能障碍，出现血管壁上皮细胞肿胀、白细胞的黏附、毛细血管狭窄、组织细胞灌注减少，导致脑细胞水肿，血-脑屏障通透性增加，甚至促进脑细胞凋亡，最终促使S-100β蛋白外渗入血，出现血S-100β蛋白水平升高。VAN MUNSTER等[3]研究表明老年POD患者的血S-100β蛋白水平变化与白细胞介素-6（interleukin-6，IL-6）和白细胞介素 -8（interleukin-8，IL-8）浓度变化相关，其认为神经系统炎性反应与脑功能紊乱有关，可能是POD的病理生理途径之一。方开云等[12]根据年龄将在全麻下行腹部手术的400例患者分为青年组（Ⅰ组，18～44岁）、中年组（Ⅱ组，45～59岁）、老年组（Ⅲ组，60～74岁）与高龄组（Ⅳ组，≥75岁），结果表明Ⅰ组～Ⅳ组的血清S-100β蛋白浓度对判断POD的ROC曲线的AUC分别为0.33、0.35、0.62和0.92，灵敏度与特异度分别为50.0%、50.0%、56.0%、88.0% 与 29.0%、22.0%、46.0%、86.0%，提示血清S-100β蛋白浓度升高可预测高龄患者POD的发生。杨云丽等[13]研究表明行髋关节置换术的高龄患者术后若出现谵妄，其血S-100β蛋白浓度明显升高，可作为早期诊断POD的指标。本研究结果表明，对于行腹腔镜全麻手术的妇科肿瘤患者而言，POD组的气管拔管即刻、出PACU前、术后24、48和72 h的血清S-100β水平明显高于非POD组（P＜0.05），气管拔管即刻、出PACU前和术后24 h的AUC分别为 0.85、0.83和0.80（P＜0.05），提示血清S-100β水平对POD具有早期诊断价值，尤其是气管拔管即刻，且同时刻的血清S-100β水平的预测价值高于NGAL。

综上所述，血清NGAL和S-100β水平可作为妇科肿瘤患者腹腔镜术后谵妄的早期预测指标，且后者的预测效果更加好，尤其是气管拔管即刻与出PACU前。

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Biomarker analysis of prediction of delirium after laparoscopic surgery in gynecologic oncology

Rui Li, Hong-wei Chen
(Department of Gynecology, Central Hospital of Wuhan, Tongji Medical College, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan, Hubei 430000, China)

ObjectiveTo investigate the prognostic value of serum neutrophil gelatinase associated protein lipocalin (NGAL) and S-100β protein level on postoperative delirium (POD) in patient underwent gynecological laparoscopic tumor resection.Methods256 patients underwent gynecological laparoscopic tumor resection from March 2015 to June 2016 were enrolled the study and divided into POD group (n= 31) and non-POD group(n= 225). Serum levels of NGAL, S-100β protein, creatinine (Scr) and cystatin C (Cys-c) were compared between the two groups at 5 min before anesthesia induction, immediately after extubation, during their stay in post anesthesia care unit (PACU) and at 24, 48, 72 h after operation. The area under receiver-operating characteristic curve (AUC)was performed to evaluate prognostic value of each index in POD.ResultsSerum levels of NGAL and S-100β after anesthesia in the two groups were all significantly higher than those before anesthesia (P＜ 0.05). Serum levels of NGAL in POD group immediately after extubation, during their stay in PACU and at 24 h after operation were signi ficantly higher than those in non-POD group (P＜ 0.05). Serum levels of S-100β protein in POD group immediately after extubation, durng their stay in PACU and at 24, 48, 72 h after operation were signi ficantly higherthan those in non-POD group (P＜ 0.05). There was no acute renal injury in all patients. There were no signi ficant difference in serum levels of Scr and Cys-C between two groups at every time points (P＞ 0.05). The AUC of serum NGAL and S-100 protein immediately after extubation, durng their stay in PACU and at 24h after operation were 0.75, 0.77, 0.66 and 0.85, 0.83, 0.80 respectively (P＜ 0.05).ConclusionsSerum NGAL and S-100β protein levels could be used as predictors of POD in patients undergoing gynecological laparoscopic tumor resection, and prediction effect of the latter was better, especially immediately after extubation and durng their stay in PACU.

delirium; neutrophil gelatinase associated protein lipocalin; S-100β protein; prediction;laparoscopic surgery

R749

A

10.3969/j.issn.1007-1989.2017.09.005

1007-1989（2017）09-0024-07

2017-02-14

（吴静 编辑）