抗氧化對小兒缺血性心腦損害的防治研究.pdf

1、圍術(shù)期心臟停跳（CA）引起的小兒缺氧缺血（HI）性心腦損害是導(dǎo)致患兒急性死亡和慢性殘障的主要原因,目前尚缺乏理想的綜合預(yù)防和治療手段。低溫可降低細(xì)胞代謝、改善組織水腫，是體外循環(huán)（CPB）下小兒心臟手術(shù)心肌保護(hù)的重要措施，也是目前臨床最具應(yīng)用前景的CA后神經(jīng)保護(hù)手段，但存在治療時(shí)機(jī)和時(shí)間窗有限等問題。尋找能夠在低溫前有效擴(kuò)大治療時(shí)間窗的干預(yù)藥物或措施，對協(xié)同低溫發(fā)揮最佳心腦保護(hù)效果具有重要的臨床價(jià)值和科學(xué)意義。
　　研究證實(shí)，CA

2、及復(fù)跳期間，自由基引起的氧化應(yīng)激在缺氧缺血性心腦損害中扮演重要角色。我們發(fā)現(xiàn)低溫的心腦保護(hù)，與顯著減輕組織蛋白和核酸的氧化、硝基化及羰基化損傷密切相關(guān)，而且復(fù)蘇后早期抗氧化劑治療可以提供部分神經(jīng)保護(hù)作用。由此我們推測，在缺血早期，任何內(nèi)源性或外源性，能夠減輕氧化應(yīng)激，或清除自由基的干預(yù)措施或藥物，都極有可能為后期聯(lián)合低溫防治小兒缺血性心腦損害起到加強(qiáng)或協(xié)同的作用。電針刺激可模擬缺血預(yù)處理效應(yīng)，減輕成年動(dòng)物和人類心腦的缺血再灌注（I/R）

3、損傷；而且，電針預(yù)處理具有明顯增強(qiáng)抗氧化酶活性，減輕脂質(zhì)過氧化，增加機(jī)體清除氧自由基的能力。然而，經(jīng)皮穴位電刺激對小兒缺血性心腦損害是否具有同樣的抗氧化和保護(hù)功效尚不清楚。
　　因此，本研究第一部分首先通過動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，在小豬缺氧缺血腦損傷模型基礎(chǔ)上，探討早期外源性使用抗氧化劑聯(lián)合延遲開始的低溫治療是否具有協(xié)同的神經(jīng)保護(hù)作用。第二部分再通過臨床對照試驗(yàn)，觀察術(shù)前給予經(jīng)皮穴位電刺激，是否可通過內(nèi)源性抗氧化機(jī)制對小兒CA下低溫心內(nèi)直視手術(shù)

4、引起的缺血性心腦損傷起到預(yù)防作用，初步確定這些措施作為低溫背景下聯(lián)合防治圍術(shù)期CA所致小兒缺氧缺血性心腦損害的有效性和可行性。
　　第一部分早期抗氧化劑聯(lián)合延遲低溫對小豬缺氧缺血性腦損傷的治療作用
　　目的:確定復(fù)氧后早期，給予新型抗氧化劑EUK-134（錳超氧化物歧化酶及過氧化氫酶模擬物）抑制氧化損傷，聯(lián)合復(fù)蘇后延遲4小時(shí)開始，持續(xù)一天的全身低溫治療，是否對窒息性CA引起的小豬缺氧缺血性（HI）腦損傷具有協(xié)同的神經(jīng)保護(hù)作用

5、。
　　方法:選擇1周大雄性小豬，采用缺氧40min(吸入氧濃度為10％)、窒息7min，然后人工心肺復(fù)蘇的方法制備HI腦損傷模型。動(dòng)物隨機(jī)分為5組：假手術(shù)（Sham）組，HI常溫（HI+NT+saline）組，HI低溫（HI+HT+saline）組，HI+NT+EUK-134組，和HI+HT+EUK-134組，每組各10只。EUK-134在自主循環(huán)恢復(fù)（ROSC）后30min給予，首次劑量2.5mg/kg，iv.，然后以1.25

6、mg/kg/h的速度持續(xù)泵注3.5h；低溫在ROSC后4h開始，采用全身快速降溫，目標(biāo)體溫34°C，低溫持續(xù)20h。常溫組維持正常體溫（38.5°C）。所有動(dòng)物在治療期間采取全身麻醉，并行機(jī)械通氣以防寒戰(zhàn)可能引起的糖原消耗。通過比較5組新生豬恢復(fù)時(shí)期神經(jīng)行為缺陷評分、腦紋狀體及感覺運(yùn)動(dòng)皮層神經(jīng)元病理形態(tài)學(xué)特征和存活密度，綜合評價(jià)不同處理的腦復(fù)蘇療效。
　　結(jié)果：恢復(fù)期低溫組體重增長明顯慢于常溫組和Sham組；在恢復(fù)第10天，HI+

7、NT+saline組殼核神經(jīng)元存活密度由正常對照Sham組的100±18％降至17±9％(P<0.01)。與HI+NT+saline組相比，HI+NT+EUK-134組殼核神經(jīng)元存活密度為40±17％(P<0.05)；HI+HT+saline組殼核神經(jīng)元存活密度為46±21％(P<0.05)；但與HI+NT+EUK-134組和HI+HT+saline組比，HI+HT+EUK-134組殼核神經(jīng)元存活密度（47±25％）沒有明顯差異。尾核和

8、感覺運(yùn)動(dòng)皮層損傷不及殼核嚴(yán)重，聯(lián)合治療對該區(qū)域神經(jīng)元存活密度，同樣沒有明顯較單獨(dú)治療結(jié)果有顯著提升。HI各組動(dòng)物存活第4天神經(jīng)行為學(xué)評分差異沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表明盡管早期抗氧化劑EUK-134自身和延遲低溫治療均可提供部分神經(jīng)保護(hù)作用，但早期抗氧化劑聯(lián)合延遲低溫治療沒有協(xié)同的保護(hù)效果。
　　結(jié)論：在小豬大腦對HI損傷高度敏感的基底神經(jīng)節(jié)區(qū)，心肺復(fù)蘇后30min抗氧化劑EUK-134治療對延遲4h開始的低溫神經(jīng)保護(hù)缺乏有效協(xié)同的作用。

9、聯(lián)合治療失敗的原因，一方面可能是在抗氧化劑EUK-134治療前，對HI高度敏感的神經(jīng)元已經(jīng)遭受了死亡信號(hào)的嚴(yán)重攻擊，發(fā)生了不可逆的死亡；另一種可能是EUK-134和低溫是經(jīng)過同一條信號(hào)通路或相似的抗氧化損傷機(jī)制發(fā)揮的神經(jīng)保護(hù)作用。
　　第二部分經(jīng)皮穴位電刺激對小兒心臟手術(shù)心腦損害的影響---隨機(jī)對照臨床試驗(yàn)
　　目的：在小兒心臟直視手術(shù)患者中，驗(yàn)證經(jīng)皮穴位電刺激（TEAS）預(yù)處理的心腦保護(hù)效應(yīng)，并以氧化應(yīng)激和炎癥反應(yīng)為切入點(diǎn)

10、探討其可能機(jī)制，為TEAS技術(shù)廣泛用于臨床，預(yù)防圍術(shù)期心腦損傷提供科學(xué)依據(jù)。
　　方法：選擇2-12歲，擇期行先天性心臟缺陷修補(bǔ)手術(shù)的患兒，隨機(jī)按1:1分為兩組，TEAS組和對照組。TEAS組在手術(shù)當(dāng)日進(jìn)入手術(shù)室后，基礎(chǔ)麻醉下給予雙側(cè)內(nèi)關(guān)穴（P6）經(jīng)皮電刺激（疏密波2/15Hz、強(qiáng)度以中指出現(xiàn)微顫動(dòng)為止）30min。對照組除不給予刺激外，其余操作與TEAS組相同。分別在TEAS前、主動(dòng)脈開放后30min、2h、8h和24h五個(gè)時(shí)間

11、點(diǎn)抽取動(dòng)脈血、離心提取血清，采用酶聯(lián)免疫吸附試驗(yàn)（ELISA）進(jìn)行生化指標(biāo)檢測。主要觀察指標(biāo)：主動(dòng)脈開放后24小時(shí)內(nèi)血清心肌肌鈣蛋白I（cTnI）和腦損傷特異指標(biāo)S100β濃度的組間差異。次要指標(biāo)：臨床預(yù)后包括術(shù)后氣管帶管時(shí)間、血管活性藥物使用情況、ICU停留期間前24小時(shí)尿量、并發(fā)癥、心腦不良事件、ICU停留時(shí)間、術(shù)后住院天數(shù)；其它生化指標(biāo)包括血清肌紅蛋白（Myo）、8-異構(gòu)前列腺素F2α（8-isoPGF2α）以及白介素（IL）6、

12、IL-10、腫瘤壞死因子（TNF-a）、超敏C-反應(yīng)蛋白（hsCRP）濃度變化。
　　結(jié)果：納入的74例患兒中70例全程完成試驗(yàn)，對照組36例和TEAS組34例。兩組患兒術(shù)前平均年齡（3.45±2.1vs.3.95±2.4歲）及體重（14±3.9vs.15±3.1kg）組間沒有明顯差異。CPB轉(zhuǎn)機(jī)時(shí)間及主動(dòng)脈阻斷時(shí)間組間差異也沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。兩組患兒術(shù)前血清cTnI濃度均處于較低水平（0.017ng/mLvs.0.021ng/mL

13、）且組間沒有明顯差異；血清Myo基礎(chǔ)水平組間也無明顯差異(21.8±14.9μg/Lvs.22.4±11.3μg/L)。所有患兒主動(dòng)脈開放后，血清cTnI和Myo濃度顯著上升并保持較高水平（與基礎(chǔ)值相比，P<0.001）；與TEAS組相比，對照組恢復(fù)灌注后2h血清Myo濃度(432.7±146.4μg/Lvs.287.1±125.2μg/L,P=0.037），以及8h和24h的血清cTnI濃度（分別為13.19±2.3ng/mLvs.9

14、.21±2.0ng/mL,P=0.043和8.48±1.9ng/mLvs.5.68±1.7ng/mL,P=0.046)明顯處于更高水平。所有患兒術(shù)前血清S100β水平均不超過0.02μg/L，主動(dòng)脈開放后開始迅速顯著升高，30min時(shí)升高值達(dá)最大（對照組1.44±0.67μg/Lvs.TEAS組1.35±0.58μg/L），然后開始快速下降，2h時(shí)約降至30min時(shí)的一半（0.67±0.46μg/Lvs.0.77±0.4μg/L）；8h

15、時(shí)降至基礎(chǔ)偏高水平，24h時(shí)基本恢復(fù)術(shù)前水平；各時(shí)間點(diǎn)血清S100β濃度升高程度，組間相比沒有明顯差異。與TEAS組患者相比，對照組術(shù)后機(jī)械通氣時(shí)間和ICU停留持續(xù)時(shí)間明顯延長（分別為10(8.5-20)hvs.6(5.5-10)h,P=0.004和46(24-50)hvs.41(23-47)h,P=0.032）。血清8-isoPGF2α在主動(dòng)脈開放后明顯升高，2h時(shí)出現(xiàn)峰值，但各時(shí)間點(diǎn)組間差異沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。血清IL-6、IL-10濃

16、度在主動(dòng)脈開放后同樣在2h達(dá)最高峰，隨后平穩(wěn)下降；而CRP和TNF-α濃度在主動(dòng)脈開放后持續(xù)升高，術(shù)后24h血清濃度值最大。兩組間相應(yīng)各時(shí)間點(diǎn)血清IL-6、IL-10和TNF-α濃度變化差異沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；然而，與對照組相比，TEAS組開放后8h的血清hsCRP濃度相對較低（2292±116pg/mLvs.1642±187pg/mL,P=0.039）。
　　結(jié)論：CPB結(jié)束后早期，血清心肌損傷標(biāo)記物cTnI、Myo和腦損傷標(biāo)記物S

17、100β濃度明顯升高，表明小兒先心術(shù)后存在一定程度的心腦損傷；主動(dòng)脈開放后氧化應(yīng)激指標(biāo)8-isoPGF2、細(xì)胞促炎因子IL-6、TNF-α、hsCRP和抗炎因子IL-10血清水平的明顯升高更加證實(shí)了這一點(diǎn)。術(shù)前給予患兒雙側(cè)內(nèi)關(guān)穴30min的TEAS可明顯降低開放后cTnI和Myo的釋放，縮短術(shù)后輔助通氣時(shí)間，具有一定的心肌保護(hù)作用。此作用可能部分與抑制急性缺血再灌注條件下hsCRP的釋放有關(guān)。TEAS沒有表現(xiàn)出明顯的腦保護(hù)作用，可能與穴