先天性心脏病患儿心内直视手术围手术期血浆NO/cGMP通路分子的变化以及与血流动力学的相关性分析

陈峰，韩霞，李雪莹

先天性心脏病（CHD）作为儿科最常见的心血管疾病之一，是由于胎儿时期心脏和大血管发育畸形所致，在我国，发病率约为10‰左右[1]。近些年，随着心外科手术技术的日臻成熟以及体外循环技术的深入发展，先天性心脏病患儿手术成功率已经取得了长足进展，但是仍有部分患儿术后恢复并不理想，主要是由于体外循环流转、主动脉阻断心脏停跳、手术创伤、氧化应激反应等造成的心肌细胞损伤[2]，因此术后密切监测血流动力学变化对于指导循环支持以及进一步的诊断和治疗具有重要的临床价值。婴幼儿本身属于耐受性较差的特殊群体，循环呼吸生理变化复杂[3]，目前临床上关于先天性心脏病患儿心内直视围手术期血流动力学变化机制尚未明确，笔者希望通过本项研究更多地了解影响心血管功能的分子调控机制，从而为先天性心脏病患儿围手术期的合理干预以新的治疗方案的研发提供理论依据。一氧化氮（NO）/环磷酸鸟苷（cGMP）是近些年研究较多的信号传导通路，NO经亚硝基化反应后，生成NO储存体-蛋白质亚硝基硫醇（RSNO），对所有NO相关的信号通路均产生不同程度的影响[4]。目前关于先天性心脏病患儿心内直视围手术期NP/cGMP通路分子与血流动力学相关性研究尚少，且存在争议。希望通过本项研究为婴幼儿围手术期血流动力学动态变化的分子机制探讨提供合理的方向。现研究报告如下：

1 资料与方法

1.1 临床资料本项研究选取2016年1月～2017年11月期间在武汉亚洲心脏病医院儿科住院并接受体外循环心内直视手术治疗的先天性心脏病患儿58例，男性患儿35例，女性患儿23例，年龄为3个月～3岁，平均年龄为（19.45±3.28）个月。所有患儿均表现为紫绀、活动后心悸，心前区可闻Ⅱ～Ⅳ级收缩期杂音（SM）。经心电图、超声心动图、X线胸片、常规检查以及生化检查确诊为先天性心脏病。其中18例患儿为单纯室间隔缺损（VSD），26例患儿为VSD合并肺动脉高压（PH），14例患儿为法洛四联症（TOF）。本项研究获得当地伦理委员会批准。患儿纳入标准：①所有患儿符合CHD的诊断标准；②年龄＜3岁；③均无左室或右室流出道梗阻；④由患儿家属或其法定监护人签署知情同意书。排除标准：①不符合上述纳入标准的患儿；②合并肝脏、肾脏功能严重不全者；③合并免疫系统、血液疾病、严重出血倾向、急慢性感染者；④合并其他内脏器官病变或畸形者；⑤股动脉穿刺或热稀释导管置入禁忌者；⑥预估生存时间≤3个月者。

1.2 研究方法及观察指标

1.2.1 麻醉及体外循环所有患儿全麻后，气管插管。经颈内静脉置入5Fr中心静脉导管（美国Arrow公司），用于监测中心静脉压（CVP）、输液等，术后给予呼吸机辅助通气，并常规进行血管活性药物治疗，采用MP50监护仪（德国Philips公司）监测中心静脉压、左房压、心率、经皮氧饱和度等。随后经股动脉置入3F动脉热稀释导管（德国Pulsion公司），连接Picco plus循环监测仪（德国Pulsion公司），监测动脉压和脉搏波形（PC）。

1.2.2 经肺热稀释法测量血流动力学参数分别于术后置入导管即刻（t0）、4 h（t1）、24 h（t2）、48 h（t3）测量心脏指数（CI）、体循环阻力指数（SVRI）、肺血管通透性指数（PVPI），每个时间点连续测量三次，取平均值。

1.2.3 生化指标测定采集晨起空腹静脉血，置于EDTA抗凝管中，3000 rpm离心10 min，取上清，置于-20℃保存备用。采用纳米金方法测定RSNO水平，采用硝酸还原酶法（试剂盒购自南京建成生物工程研究所）测定NO含量；采用cGMP试剂盒（上海江莱生物科技有限公司）检测血浆中cGMP水平。

1.3 统计学分析将资料输入SPSS 17.0统计学软件进行处理分析，符合正态分布的计量资料以平均数±标准差（±s）表示，采用重复测量方差分析法检验各时间点数据的趋势分布；采用Spearman等级相关性分析各指标之间的相关性。P＜0.05表示差异具有统计学意义。

2 结果

2.1 三组患儿基本资料比较三组患儿的年龄、性别、体重等基本资料未见统计学差异（P＞0.05）；VSD组患儿体外循环时间、主动脉阻断时间、机械通气时间、术后住院时间均少于其他两组患儿，差异有统计学意义，P＜0.05（表1）。

2.2 三组患儿血流动力学指标比较①CI比较：VSD组患儿各时间点CI均高于VSD+PH组和TOF组患儿，并且VSD+PH组患儿各时间点CI均高于TOF组患儿（P＜0.05）。②SVRI比较：除了在t1时间点以外，VSD组患儿其他各时间点SVRI均低于VSD+PH组和TOF组患儿，并且VSD+PH组患儿各时间点CI均低于TOF组患儿（P＜0.05）。③PVPI比较：在t0和t1时间点，三组患儿PVPI基本一致，无统计学差异（P＞0.05）。但是在t2和t3时间点，VSD组患儿PVPI低于VSD+PH组和TOF组患儿，并且VSD+PH组患儿PVPI低于TOF组患儿（P＜0.05）。④CVP比较：VSD组和TOF组患儿CVP基本没有变化，各时间点未见统计学差异（P＞0.05）。但是VSD组患儿在各时间点CVP均高于TOF组患儿（P＜0.05）；而VSD+PH组患儿CVP逐渐降低，在t0、t1和t2时间点，高于VSD组患儿（P＜0.05），但是在t3时间点，VSD+PH组患儿和VAS组患儿CVP基本一致（P＞0.05）（表2）。

2.3 三组患儿血液生化指标比较①RSNO比较：在各时间点，VSD组和TOF组患儿RSNO含量基本一致，无统计学差异（P＞0.05），但是均高于VAS+PH组患儿（P＜0.05）。②cGMP比较：在t2时间点时，三组患儿cGMP含量均达到峰值，随后逐渐下降，但是VSD组患儿在各时间点cGMP含量均高于VSD+PH组和TOF组患儿，并且VSD+PH组患儿cGMP含量高于TOF组患儿（P＜0.05）。②NOx比较：在t2时间点时，VSD组和TOF组患儿NOx含量均达到最低值，随后逐渐升高，而VSD+PH组患儿NOx含量基本没有明显变化，各个时间点比较，未见统计学差异（P＞0.05）；在t2和t3时间点时，VSD组和TOF组患儿NOx含量均低于VSD+PH组（P＜0.05）（表3）。

表2 三组患儿血流动力学参数比较（x±s）

表3 三组患儿血液生化指标比较（x±s）

2.4 围手术期RSNO与NO/cGMP通路分子以及血流动力学的相关性①经Spearman等级相关性分析，只有VAS组患儿RSNO与cGMP含量呈正相关性，P＜0.05。②分别比较三组患儿血浆RSNO与各血流动力学指标（CI、SVRI、PVPI、CVP）的相关性，结果显示，VSD患儿血浆RSNO含量与PVPI呈负相关性（r=-0.679，P＜0.05）；VSD+PH组患儿血浆RSNO含量与CI呈负相关性（r=-0.378，P＜0.05）；而TOF组患儿未见血浆RSNO含量与任何血流动力学指标存在明显的相关性（P＞0.05）。③分别比较三组患儿不同时间点血浆RSNO与各血流动力学指标（CI、SVRI、PVPI、CVP）的相关性，结果显示，在t0和t3时间点时，VSD组和TOF组患儿血浆RSNO含量均与PVPI呈负相关性（VSD组：rt0=-0.581，rt3=-0.529，P＜0.05；VSD组：rt0=-0.365，rt3=-0.311，P＜0.05）。VSD+PH组患儿在t2和t3时间点时，血浆RSNO含量与CI呈负相关性（rt2=-0.395，rt3=-0.417，P＜0.05）（表4）。

表4 三组患儿血浆RSNO与NO/cGMP通路分子以及血流动力学的相关性分析

3 讨论

先天性心脏病是新生儿科和儿科常见的心血管系统疾病，是导致婴幼儿死亡的主要原因之一[5]。目前，外科手术是临床上最主要的治疗方案，随着体外循环技术的发展，虽然先天性心脏病患儿的治愈率大大提高，但是部分患儿由于受到手术创伤、停跳、内环境改变等因素的影响，预后较差[6]。因此密切监视患儿围手术期血流动力学变化是保证手术成功极为重要的环节。婴幼儿由于各个器官系统尚未发育成熟，加上心脏结构和功能存在缺陷，导致患儿对手术的耐受性较差，并且与成人相比，围手术期血流动力学波动特点复杂且特殊[7]，因此笔者希望通过探讨先天性心脏病患儿心内直视围手术期血流动力学变化规律以及与NO/cGMP信号通路某些主要分子的相关性，为心内直视术对患儿心血管功能的影响机制以及围手术期药物研发提供新的思路。

进入本世纪以来，PiCCO是在临床上应用最为广泛的微创血流动力学监测技术，具有创伤小、不经过右心、感染风险小、同时提供CO、监测PVPI等优势，在重危儿科和新生儿科具有十分广阔的应用前景[8,9]。但是，我国是近几年才引入该项技术，尚处于起步阶段[10]，临床应用经验较少，本课题旨在通过PiCCO监测以明确不同类型心脏畸形患儿心内直视术后血流动力学特点。结果显示，VSD组患儿各时间点CI均高于VSD+PH组或TOF组患儿，而SVRI、PVPI和CVP均低于其他两组患儿，与既往文献报道基本一致。而TOF组患儿围手术期CI较其他患儿更低，而SVRI、PVPI和CVP较其他两组患儿更高，提示TOF患儿心内直视术后心功能严重不全，更需要密切监测血流动力学，加强对循环的管理，以协助患儿度过危险期，提高手术成功率。

NO是心肌细胞中调控氧化还原信号最重要的第二信使，主要有一氧化氮合酶（NOS）合成[11]。NOS包括内皮型（eNOS）、神经型（nNOS）和诱导型NOS（iNOS）三个亚型，正常生理状态下，心肌细胞以表达内皮型和神经型NOS为主，几乎不表达iNOS；但是在病理状态下，eNOS和nNOS表达异常，而iNOS则呈高表达。NO在iNOS的作用下，通过非依赖型cGMP途径与蛋白质亲核巯基发生亚硝基反应生成RSNO[12]。RSNO属于生成快、降解却很慢，极为稳定的物质，具有储备NO的作用，并且可以调控所有NO参与的信号通路，尤其是对于心血管系统的调控作用[13]。很多研究认为RSNO可作为多种疾病的监测指标；并且，目前已经有人工合成RSNO作为NO供体药物应用于临床[14]。大量研究显示，NO与cGMP水平升高密切相关[15]。在本项研究中，笔者发现三组患儿RSNO含量在术后早期均出现上升，随后逐渐下降；而cGMP先出现短暂下降，随后上升，提示三组患儿心内直视术后早期对于NO/cGMP通路有暂时的抑制作用，而且VSD+PH组和TOF组患儿抑制更为明显。但是笔者仅发现VAS组患儿RSNO与cGMP含量呈正相关性，而VSD+PH组和TOF组患儿均未见RSNO对血浆cGMP含量的影响。另外，VAS组和TOF组患儿RSNO与PVPI呈负相关性，这主要是由于大量NO聚集到微血管，发挥扩血管作用，但是相较于VSD组和TOF组患儿，VSD+PH组患儿肺血流量较高，血浆亚硝酸亚和cGMP含量升高，从而易受到外界因素如NO供体类药物、肾功能不全等影响，因此不同文献对于RSNO与cGMP以及血流动力学指标相关性的结论可能也存在差异性。Moya等[16]通过研究也证实，外源性RSNO-亚硝酸乙酯在不影响体循环的条件下可以选择性的降低肺循环阻力，且无停药反弹现象。

综上所述，三组患儿在心内直视术后早期均存在不同程度的NO/cGMP通路的抑制作用，相较于VSD组患儿，VSD+PH组和TOF组患儿的抑制作用更明显。另外血浆RSNO含量对于cGMP和NOx含量具有一定的影响作用，并且在心内直视术早期以及48 h后与VSD和TOF患儿PVPI呈负相关性。提示血浆RSNO参与心内直视术围手术期心血管功能以及肺血管张力的改变，从而对患儿预后产生重要影响。