持續(xù)肺動(dòng)脈灌注含烏司他丁氧合冷血對(duì)體外循環(huán)后肺損傷保護(hù)作用的臨床研究.pdf

1、背景：體外循環(huán)（CPB）仍可誘發(fā)全身性炎癥反應(yīng)綜合癥（SIRS），導(dǎo)致術(shù)后各臟器、系統(tǒng)不同程度的損傷，肺是最早最容易受到損傷的器官。CPB后肺損傷在臨床上大部分表現(xiàn)為亞臨床癥狀的術(shù)后肺功能障礙，進(jìn)一步可發(fā)展為術(shù)后肺部并發(fā)癥（15～30%），甚至急性呼吸窘迫綜合癥（ARDS）而引起死亡（2%）。CPB后肺損傷的嚴(yán)重程度直接影響術(shù)后的恢復(fù)和預(yù)后。目前，CPB后肺損傷已引起廣泛的重視，各種肺保護(hù)的方法應(yīng)運(yùn)而生。本研究緊密結(jié)合臨床，從體外循環(huán)術(shù)

2、后肺損傷發(fā)生的主要機(jī)制出發(fā)，探討在體外循環(huán)期間肺動(dòng)脈持續(xù)灌注氧合冷血和烏司他?。║TI）對(duì)肺的保護(hù)作用。
　　 目的：1）進(jìn)行CPB手術(shù)中建立持續(xù)肺動(dòng)脈灌注系統(tǒng)的研究，評(píng)價(jià)肺動(dòng)脈灌注系統(tǒng)的安全性和可行性；2）采用氧合冷血進(jìn)行持續(xù)肺動(dòng)脈灌注，探討CPB后SIRS導(dǎo)致肺損傷的機(jī)制，評(píng)價(jià)采用氧合冷血進(jìn)行持續(xù)肺動(dòng)脈灌注對(duì)肺損傷的保護(hù)作用；3）在心臟手術(shù)體外循環(huán)預(yù)沖液中加入不同劑量的UTI（1萬U·kg-1、2萬U·kg-1），通過觀測圍

3、術(shù)期細(xì)胞因子和呼吸功能的變化，探討UTI對(duì)CPB后肺損傷是否具有保護(hù)作用，如果有保護(hù)作用，這種作用是否有劑量-效應(yīng)關(guān)系。4）在氧合冷血進(jìn)行持續(xù)肺動(dòng)脈灌注的基礎(chǔ)上，在灌注液中加入U(xiǎn)TI，采取進(jìn)一步的干預(yù)性保護(hù)性措施，通過對(duì)生化、肺生理及組織形態(tài)學(xué)檢測評(píng)價(jià)持續(xù)肺動(dòng)脈灌注含烏司他丁氧合冷血對(duì)CPB后肺損傷保護(hù)作用是否優(yōu)于單純CPB預(yù)沖應(yīng)用UTI。
　　 方法：1）選擇30例單純二尖瓣狹窄患者，隨機(jī)分成對(duì)照組（C組）和灌注組（P組）兩組

4、，每組各15例，采用統(tǒng)一的麻醉方法，體外循環(huán)裝置及管理，對(duì)照組常規(guī)行二尖瓣置換術(shù)，灌注組在CPB主動(dòng)脈阻斷期間，采用28～30℃氧合冷血以15ml?kg-1?min灌注流速進(jìn)行持續(xù)肺動(dòng)脈灌注，同時(shí)行二尖瓣置換術(shù)。兩組在多個(gè)時(shí)點(diǎn)抽取橈動(dòng)脈血，行血?dú)夥治鰴z查及測定腫瘤壞死因子（TNF-α）、白細(xì)胞介素-6（IL-6）、白細(xì)胞介素-8（IL-8）、白細(xì)胞介素-10（IL-10）和丙二醛（MDA）的水平；兩組在多個(gè)時(shí)點(diǎn)抽取左、右心房血，行血白細(xì)

5、胞計(jì)數(shù)檢查；兩組分別于閉合胸骨前取右肺中葉大小約1.0×1.0×1.0cm3組織，行光學(xué)顯微鏡檢查。2）選擇45例單純二尖瓣狹窄患者，隨機(jī)分配為對(duì)照組（I組）、UTI 1萬U?kg-1組（II組）和UTI 2萬U?kg-1組（III組），每組各15例，三組在多個(gè)時(shí)點(diǎn)抽取橈動(dòng)脈血，行血?dú)夥治鰴z查及測定TNF-α、IL-6、IL-8、IL-10的水平；三組在多個(gè)時(shí)點(diǎn)抽取左、右心房血，行血白細(xì)胞計(jì)數(shù)檢查；三組在多個(gè)時(shí)點(diǎn)記錄潮氣量（VT）、吸入

6、氧濃度（FiO2）、氣道平臺(tái)壓（PAP）、呼氣末正壓（PEEP），分別計(jì)算氧合指數(shù)（OI）、肺泡-動(dòng)脈氧分壓差（PA-aO2）、肺靜態(tài)順應(yīng)性（Cst）。3）選擇60例單純二尖瓣狹窄患者，隨機(jī)分成對(duì)照組（I組）、UTI預(yù)沖組（II組）和含UTI氧合冷血肺灌注組（III組），每組各20例，III組在CPB手術(shù)期間經(jīng)肺動(dòng)脈插管持續(xù)灌注含UTI（總量2萬U?kg-1）氧合冷血，同時(shí)行二尖瓣置換術(shù)；II組給予以UTI（總量2萬Ukg-1），以10

7、0ml生理鹽水溶解稀釋后加入預(yù)沖液，經(jīng)CPB轉(zhuǎn)機(jī)進(jìn)入體內(nèi)，同時(shí)行二尖瓣置換術(shù)。I組為標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照，即不用UTI，也不行肺動(dòng)脈灌注，只行二尖瓣置換術(shù)。三組在多個(gè)時(shí)點(diǎn)抽取橈動(dòng)脈血，行血?dú)夥治鰴z查及測定TNF-α、IL-6、IL-8、IL-10、MDA、髓過氧化物酶（MPO），可溶性P-選擇素（sP-selectin）、可溶性細(xì)胞間粘附分子-1（sICAM-1）的水平；三組在多個(gè)時(shí)點(diǎn)抽取左、右心房血，行血白細(xì)胞計(jì)數(shù)檢查；三組在多個(gè)時(shí)點(diǎn)記錄VT、F

8、iO2、氣道平臺(tái)壓PAP、PEEP，分別計(jì)算OI、PA-aO2、Cst。三組分別于閉合胸骨前取右肺中葉大小約1.0×1.0×1.0cm3組織，分別行光學(xué)顯微鏡、電子顯微鏡及基質(zhì)金屬蛋白酶-9（MMP-9）的免疫組化檢查。
　　 結(jié)果：1）在CPB主動(dòng)脈阻斷期間采用28～30℃氧合冷血以10ml?kg-1?min灌注流速進(jìn)行持續(xù)肺動(dòng)脈灌注，灌注壓力＜20mmHg，與對(duì)照組相比，并沒有明顯增加手術(shù)操作難度及延長手術(shù)時(shí)間。2）兩組CP

9、B開始后右心房與左心房血白細(xì)胞計(jì)數(shù)之比（RWBC/LWBC）均明顯升高（P=0.0011），但P組升高程度明顯低于C組（P=0.0214）；兩組CPB開始后TNF-α、IL-6、IL-8、IL-10水平均明顯升高（P=0.0000，P=0.0000，P=0.0021，P=0.0000），但P組TNF-α、IL-6、IL-8升高程度明顯低于C組，而IL-10的升高程度明顯高于C組（P=0.0032，P=0.0132，P=0.0284，P=

10、0.0139）；兩組CPB開始后氧合指數(shù)（OI）和肺靜態(tài)順應(yīng)性（Cst）均明顯下降（P=0.0001，P=0.0082），但P組下降程度明顯低于C組（P=0.0083，P=0.0104）；兩組CPB開始后肺泡-動(dòng)脈氧分壓差（PA-aO2）均明顯升高（P=0.0000），但P組升高程度明顯低于C組（P=0.0024）；P組的術(shù)后帶管時(shí)間短于I組（P=0.0187）；光鏡下I組可見肺泡結(jié)構(gòu)破壞，廣泛肺泡萎陷，肺泡壁增厚，肺間質(zhì)及肺泡腔內(nèi)明顯

11、充血水腫及大量白細(xì)胞聚集，而P組示部分肺泡萎陷，肺泡壁輕度增厚，肺間質(zhì)及肺泡腔內(nèi)輕度充血水腫及少量白細(xì)胞聚集。3）三組CPB開始后RWBC/LWBC均明顯升高（P=0.0164），但I(xiàn)II組升高程度明顯低于II組，同時(shí)II組低于I組（P=0.0253）；三組CPB開始后TNF-α、IL-6、IL-8、IL-10水平均明顯升高（P=0.0000，P=0.0000，P=0.0037，P=0.0000），但I(xiàn)II組TNF-α、IL-6、IL-

12、8升高程度明顯低于II組，同時(shí)II組低于I組，而IL-10的升高程度明顯高于II組，同時(shí)II組高于I組（P=0.0021，P=0.0183，P=0.0134，P=0.0004）；三組CPB開始后OI和Cst均明顯下降（P=0.0002，P=0.0011），但I(xiàn)II組下降程度明顯低于II組，同時(shí)II組低于I組（P=0.0052，P=0.0115）；三組CPB開始后PA-aO2均明顯升高（P=0.0000），但I(xiàn)II組升高程度明顯低于II組

13、，同時(shí)II組低于I組（P=0.0024）；三組CPB開始后MDA水平明顯升高（P=0.0000），但I(xiàn)II組升高程度明顯低于II組，同時(shí)II組低于I組（P=0.0001）；三組CPB開始后sPselectin、sICAM-1水平明顯升高（P=0.0003，P=0.0000），但I(xiàn)II組升高程度明顯低于II組，同時(shí)II組低于I組（P=0.0035，P=0.0017）；三組CPB開始后MPO水平均明顯升高（P=0.0000），但I(xiàn)II組升高

14、程度明顯低于II組，同時(shí)II組低于I組（P=0.0003）P組的術(shù)后帶管時(shí)間短于I組（P=0.0024）；光鏡下I組可見肺泡結(jié)構(gòu)破壞，廣泛肺泡萎陷，肺泡壁增厚,而II組示部分肺泡萎陷，肺泡壁輕度增厚，肺間質(zhì)及肺泡腔內(nèi)輕度充血水腫及少量白細(xì)胞聚集，III組基本正常；電鏡I組可見肺泡上皮細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞明顯腫脹、破碎，基底膜暴露，血?dú)馄琳掀茐模?xì)血管內(nèi)充血及大量炎癥細(xì)胞激活，II組肺泡上皮細(xì)胞微絨毛脫落較少，氣血屏障增寬，可見較多毛細(xì)血管內(nèi)

15、激活、附壁的炎癥細(xì)胞，III組CPB后可見肺泡Ⅰ、Ⅱ型上皮細(xì)胞、血管內(nèi)皮細(xì)胞及基膜輕度水腫，結(jié)構(gòu)完整、清晰，氣血屏障大致正常；I組MMP-9在肺血管內(nèi)皮細(xì)胞的表達(dá)染色強(qiáng)陽性，II組染色陽性而III組呈弱陽性。
　　 結(jié)論：1）本研究采用氧合冷血進(jìn)行持續(xù)肺動(dòng)脈灌注方案（控制灌注液溫度28～30℃、灌注壓力＜20mmHg、灌注流速10ml?kg-1?min-1）是安全可行的。2）．在CPB期間采用氧合冷血進(jìn)行持續(xù)肺動(dòng)脈灌注可以減少肺

16、內(nèi)白細(xì)胞扣押，清除氧自由基、抑制促炎因子的水平增加抗炎因子水平，減輕CPB后SIRS的嚴(yán)重程度，具有肺保護(hù)作用。因而具有肺保護(hù)作用。3）．UTI應(yīng)用于CPB可減輕肺內(nèi)白細(xì)胞的扣押，抑制促炎因子的水平而增加抗炎因子的水平，改善氧合指數(shù)、降低肺泡-動(dòng)脈氧分壓差、保護(hù)肺順應(yīng)性，具有肺保護(hù)作用，并且這種作用存在劑量-效應(yīng)關(guān)系，UTI劑量較大組（2萬U·kg-1）肺保護(hù)作用更明顯。4）．將UTI與氧合冷血持續(xù)肺動(dòng)脈灌注結(jié)合，兩者可產(chǎn)生協(xié)同作用。C

17、PB期間采用含UTI氧合冷血行持續(xù)肺動(dòng)脈灌注可以減少肺內(nèi)白細(xì)胞扣押，抑制促炎因子的釋放而增加抗炎因子的水平，清除自由基，抑制黏附分子的表達(dá)，穩(wěn)定溶酶體膜，減少中性粒細(xì)胞MMP-9、MPO等水解酶的的釋放并抑制其活性；可以改善氧合指數(shù)、降低肺泡-動(dòng)脈氧分壓差、保護(hù)肺順應(yīng)性。因而具有明確肺保護(hù)作用，其效果優(yōu)于單純CPB中應(yīng)用UTI。5）．本研究在生理、生化、免疫組化及組織形態(tài)學(xué)層面揭示CPB后SIRS的發(fā)生機(jī)制，證實(shí)CPB期間肺動(dòng)脈持續(xù)灌注