老年脊柱手术患者血清炎性细胞因子水平与术后认知功能障碍的关系

郭昌军 洪荣华

(台州市第一人民医院骨科，浙江 台州 318020)

术后认知功能障碍是老年人术后常见的并发症之一，随着老年手术人群的增多术后认知功能障碍的发生率也不断升高，术后认知功能和年龄有关，认知功能障碍发生率随年龄升高而升高〔1〕。术后认知功能障碍的发病机制尚不十分清楚，神经炎性机制是术后认知功能障碍的重要理论之一，老年患者的中枢神经系统原本就处于慢性炎症状态，手术创伤可引起炎性因子水平升高，从而增加术后认知功能障碍的发生风险。手术大小和术后认知功能障碍也有密切关系〔2，3〕，骨科、心脏大手术等术后认知功能障碍的发生率高于腹腔镜手术术后认知功能障碍的发生率。本文对老年脊柱手术患者血清炎性细胞因子水平进行研究，探讨其与术后认知功能障碍的关系。

1 资料与方法

1.1临床资料 选择台州市第一人民医院2015年1月至2016年12月骨科老年脊柱手术患者100例，其中腰椎椎间盘切除椎管减压椎间植骨融合手术患者58例，颈椎椎间盘切除椎管减压椎间植骨融合手术患者42例；男56例，女44例；年龄(76.82±3.15)岁；体重(57.94±9.21)kg；手术时间(2.51±1.19)h；术中失血量(324.23±115.94)ml。100例脊柱手术患者中31例出现术后认知功能障碍，作为认知功能障碍组，69例未发生认知功能障碍，作为非认知功能障碍组。与非认知功能障碍组比较，认知功能障碍组患者年龄明显升高(P<0.05)，认知功能障碍组性别、体重、手术时间及术中失血量和非认知功能障碍组比较差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

表1 认知功能障碍组和非认知功能障碍组一般资料比较

1.2纳入、排除及诊断标准 纳入标准：美国麻醉医师协会(ASA)分级Ⅰ～Ⅲ级，年龄70岁以上，手术时间>2 h。排除标准：感染性或免疫系统疾病者，严重呼吸系统疾病者，脑梗死、心肌梗死病史者，精神神经系统疾病者，不配合完成认知功能测试者，术中大出血者，术后出现严重并发症者，术前简易智力状态评估(MMSE)量表评分≤23分者。术后认知功能障碍诊断标准：计算术前MMSE量表评分标准差，术后7 d MMSE量表评分与术前MMSE量表评分基础值的差值≥1个标准差则诊断为术后认知功能障碍。

1.3血清白细胞介素(IL)-1β、IL-6、肿瘤坏死因子(TNF)-α、高敏C反应蛋白(hs-CRP)水平测定 抽取患者术前和术后1 d外周静脉血3 ml，离心(3 000 r/min)5 min，取血清，采用酶联免疫吸附试验(ELISA)测定血清IL-1β、IL-6、TNF-α水平(IL-1β、IL-6、TNF-α ELISA试剂盒购自美国Sigma公司)。采用免疫浊度法测定血清hs-CRP水平(hs-CRP试剂盒购自美国Sigma公司)。

1.4研究方法 对比认知功能障碍组与非认知功能障碍组术前及术后1 d血清炎症因子水平，分析术后认知功能障碍发生率与血清炎症因子水平的相关性。

1.5统计学方法 采用SPSS20.0软件进行t及χ2检验，相关性采用Pearson相关分析。

2 结 果

2.1认知功能障碍组和非认知功能障碍组血清IL-1β、IL-6、TNF-α、hs-CRP水平比较 术前，认知功能障碍组血清各炎性指标水平和非认知功能障碍组比较差异无统计学意义(P>0.05)。术后，认知功能障碍组和非认知功能障碍组患者血清IL-1β、IL-6、TNF-α、hs-CRP水平均明显高于术前(P<0.001)，认知功能障碍组血清IL-1β、IL-6、TNF-α、hs-CRP水平明显高于非认知功能障碍组(P<0.001)。见表2。

表2 认知功能障碍组和非认知功能障碍组术前和术后血清IL-1β、IL-6、TNF-α、hs-CRP水平比较

与本组术前比较:1)P<0.05

2.2术后认知功能障碍发生率与血清IL-1β、IL-6、TNF-α、hs-CRP水平升高值的相关性 术后认知功能障碍发生率与血清IL-1β(r=0.587，P=0.000)、IL-6(r=0.632，P=0.000)、TNF-α(r=0.614，P=0.000)、hs-CRP水平升高值均呈正相关(r=0.579，P=0.000)。

3 讨 论

术后认知功能障碍主要表现为社交活动、精神活动、认知能力的改变，认知能力包括定向障碍、语言障碍、记忆障碍、计算力下降等。术后认知功能障碍是麻醉手术后比较常见的神经系统并发症，不仅导致生活质量下降、康复延迟，还增加社会和家庭负担；老龄是术后认知功能障碍的独立危险因素，随着我国人口的不断老龄化，术后认知功能障碍发生率随之升高〔4〕。

影响术后认知功能障碍的因素有多种，年龄、麻醉方式、冠心病、手术创伤、药物、术后疼痛、术中缺氧、低血压等都是术后认知功能障碍的影响因素。术后认知功能障碍的机制尚不十分清楚，目前普遍认为术后认知功能障碍是在中枢神经退行性变得基础上，有麻醉、手术、药物等因素诱发或加重中枢神经退行性变所导致的，可能涉及免疫系统、内分泌系统、中枢神经系统等多系统功能紊乱所引起。研究发现手术创伤引起的中枢炎症反应与术后认知功能障碍的关系比麻醉方式更为密切〔5〕。

手术创伤引起的外周炎症反应通过多种机制激活中枢神经系统炎症反应：手术创伤引起的外周炎症因子、IL-1、IL-6、TNF-α等通过血脑屏障直接作用于中枢神经系统引起炎症反应；外周炎症因子、IL-1、IL-6、TNF-α等通过血脑屏障上的受体主动转运到中枢神经系统引起炎症反应；外周炎性因子激活血脑屏障上的免疫分子，激活的免疫分子产生炎症因子，进入中枢神经系统；进入中枢神经系统的炎症因子刺激血脑屏障上的小胶质细胞和星形胶质细胞等脑内固有免疫细胞引起免疫反应，释放大量中枢炎症因子〔6～8〕。

IL-1β为促炎细胞因子之一，手术创伤等应激可引起外周强烈炎症反应，促使IL-1β等促炎细胞因子大量产生和释放，外周IL-1β水平的升高激活小胶质细胞，引起中枢神经系统的炎症反应，IL-1β等炎性细胞因子的大量表达可影响突触的可塑性，损伤记忆和学习等认知功能〔9，10〕。IL-6在炎症反应、免疫反应等方面具有重要作用，在中枢神经系统中也具有重要作用，可影响神经细胞生长、分化；影响学习和记忆能力；颅脑胶质细胞等分泌的IL-6和脑损伤有一定关系；正常浓度的IL-6具有保护和修复神经细胞的作用，但IL-6浓度过高时则加重小胶质细胞和神经细胞损伤〔11，12〕。TNF-α由巨噬细胞分泌产生，具有调节炎症反应和免疫反应等广泛的生物学活性，在调节神经内分泌中具有重要作用；TNF-α与吃饭、睡觉、其他自主活动等多种生命活动关系密切；TNF-α参与记忆和学习过程，可能通过抑制神经细胞的生长及分化、影响突触的塑形等在术后认知功能障碍的病理过程中发挥重要作用〔13，14〕。hs-CRP是常用的炎性标志物，手术创伤和术后疼痛可引起血清hs-CRP水平升高，血清hs-CRP水平升高与术后认知功能障碍关系也比较密切〔15〕。

本研究表明老年脊柱手术患者术后认知功能障碍的发生与手术创伤引起的外周炎性细胞因子水平升高有关，其机制可能为：手术创伤等应激引起外周强烈的炎症反应，导致外周大量IL-1β、IL-6、TNF-α、hs-CRP等炎性细胞因子的释放，外周炎症反应通过多种机制激活中枢神经系统炎症反应，影响突触的可塑性，引起学习、记忆等认知功能障碍。