不同劑量丙泊酚靶控輸注對體外循環心臟手術病人細胞因子 TNF－α、IL－10mRNA表達的影響

劉鐵成，張秋雷，周升柱，岳 靜，王澤平，隋成玉，柳克祥，周 明

（1.吉林大學第二醫院 麻醉科，吉林 長春130041；2.吉林大學第二醫院 心血管外科；3.日本秋田大學醫學部）

體外循環（CPB）是現今心臟外科手術中應用的重要方法之一，然而諸多實踐證實CPB過程可觸發全身性炎癥反應綜合征（SIRS），CPB后SIRS的形成主要是由于炎性細胞因子的釋放，如促炎性細胞因子腫瘤壞死因子－α（TNF－α）、白細胞介素－6（IL－6）、白細胞 介 素－8（IL－8）以 及 單 核 細 胞 趨 化 激 活 因 子（MCAF）等和抑炎性細胞因子白細胞介素－10（IL－10）等。丙泊酚可以通過抑制 TNF－α、IL－6、IL－8等促炎性因子的產生和釋放，增加抑炎性因子IL－10的產生，從而減輕心肌缺血再灌注損傷［1］。本研究以TNF－α、IL－10為指標，探索不同劑量丙泊酚在體外循環心臟手術病人中對其mRNA表達的影響，從而證實丙泊酚能否降低體外循環引起的心肌缺血再灌注損傷、更好的保護心肌。本研究旨在尋找丙泊酚的最佳靶控輸注劑量，為臨床應用提供可行性依據。

1 材料與方法

1.1 一般資料 本研究經吉林大學第二醫院醫學倫理委員會批準后實施。選擇擬行體外循環（CPB）的心臟手術成年患者60例 ，ASAⅡ～Ⅲ級，隨機分為低劑量組（A 組）2μg／ml，中劑量組（B組）3μg／ml，高劑量組（C組）4μg／ml，每組男 、女各10例。麻醉機為Drager Primus，監護儀為PHILIPS MP70。

1.2 麻醉處理 術前30min肌注嗎啡0.1mg／kg、東莨菪堿0.01mg／kg。麻醉誘導 ：靜注咪達唑侖0.05mg／kg、依托咪酯0.3mg／kg、舒芬太尼5μg／kg、維庫溴銨0.1mg／kg，經口明視氣管插管；接麻醉機行機械通氣。VT 8～10ml／kg，RR 12次／分，I∶E為1∶1.5，術中連續監測ECG、HR、SpO2、PETCO2，行有創動靜脈穿刺連續監測BP、MAP、CVP，間斷行動脈血氣分析。分別于切皮前、轉流開始前及轉流結束后間斷追加芬太尼和肌松劑。麻醉維持給予丙泊酚血漿靶控輸注，濃度分別為2μg／ml、3μg／ml、4μg／ml。

1.3 體外循環 胸骨正中切口，經上、下腔靜脈及主動脈置管建立CPB；肝素鈉3mg／kg靜脈注射全身肝素化，術中維持活化凝血時間（ACT）＞480s；采用Mx19－HL2型高級智能化人工心肺機、膜式氧合器。全身淺低溫實施CPB，灌注流量50～70ml／（kg·min），維持平均動脈壓45－80mmHg；預充液主要成分為乳酸鈉平衡液，中度血液稀釋，冷晶體停搏液保護心??；轉流結束后魚精蛋白中和肝素（1：1），主動脈開放后聯合靜脈泵注多巴胺等血管活性藥以維持循環功能。

1.4 標本采集及檢測 分別于麻醉誘導后（T1）、停體外循環即刻（T2）、CPB后30min（T3）、CPB后60min（T4）、CPB后3h（T5）五個時間點抽取未抗凝靜脈血8ml，用外周血淋巴細胞分離液進行梯度離心，從獲得的淋巴細胞中提取RNA，逆轉錄合成cDNA，PCR后電泳掃描求積，即通過逆轉錄－聚合酶鏈反應（RT－PCR）法檢測細胞因子 TNF－α、IL－10mRNA的表達，細胞因子PCR引物序列及相應產物的長度見表1。本研究引入β－actin作為內對照，以 TNFα、IL－10mRNA／β－actin mRNA 表示試驗結果。

表1 細胞因子PCR引物序列及其擴增產物片段的長度

1.5 統計學處理 采用SPSS16.0軟件包進行統計學分析。數據以均數±標準差（）表示，每組數據均進行正態性檢驗和方差齊性檢驗，方差齊者采用方差分析比較組間的差異，P＜0.05表示差異有統計學意義；方差不齊者采用秩和檢驗。組內比較采用t檢驗，P＜0.05表示差異有統計學意義。

2 結果

2.1 三組病人性別、年齡、體重、術中失血情況、手術時間、麻醉時間、圍術期血流動力學變化及監護室觀察時間均無顯著差異（P＞0.05）。三組病人麻醉及手術期間血流動力學變化無顯著差異（P＞0.05）。

2.2 三組病人不同時間點 TNF－α、IL－10mRNA／βactin mRNA比值的結果見表2。在麻醉誘導后（T1）及停止體外循環即刻（T2）兩個時間點檢測到的 TNF－α、IL－10mRNA／β－actin mRNA 比值變化無顯著差異（P＞0.05）；在停止CPB后30min（T3）、60min（T4）、3h（T5）三個時間點檢測到的 TNF－α、IL－10mRNA／β－actin mRNA 比值與停止 體外循 環即刻（T2）相比，TNF－α及IL－10mRNA 的表達呈不同程度增強，組內差異有統計學意義（P＜0.05）；停止CPB后不同時間點TNF－αmRNA的表達增強，在停止CPB后60min（T4）、3h（T5）兩個時間點中劑量組TNF－αmRNA的表達與低劑量組相比程度減弱，差異有統計學意義（P＜0.05）；在停止CPB后60min（T4）、3h（T5）兩個時間點高劑量組TNF－αmRNA的表達與低劑量組相比程度減弱，差異有統計學意義（P＜0.05）；停止CPB后不同時間點IL－10mRNA的表達增強，在停止CPB后30min（T3）、60min（T4）、3h（T5）三個時間點中劑量組與低劑量組比較差異有統計學意義（P＜0.05），在停止CPB后60min（T4）、3h（T5）兩個時間點中劑量組與高劑量組比較差異有統計學意義（P＜0.05）。

表2 三組病人不同時間點TNF－α、IL－10mRNA／β－actin mRNA比值的比較（）

表2 三組病人不同時間點TNF－α、IL－10mRNA／β－actin mRNA比值的比較（）

與停止體外循環即刻（T2）比較，＊P＜0.05；與低劑量組（A組）比較 ，＃P＜0.05與高劑量組（C組）比較 ，△P＜0.05

指標 組別T1 T2 T3 T4 T5 A組 0.48±0.17 0.49±0.18 0.57±0.18＊ 0.62±0.13＊ 0.65±0.08＊TNF－α B組 0.51±0.17 0.51±0.18 0.55±0.15＊ 0.57±0.11＊＃ 0.60±0.07＊＃C組 0.50±0.18 0.51±0.18 0.57±0.19＊ 0.60±0.12＊＃ 0.64±0.08＊＃A組 0.40±0.17 0.40±0.13 0.47±0.07＊ 0.53±0.03＊ 0.48±0.06＊IL－10 B組 0.40±0.16 0.41±0.13 0.48±0.07＊＃ 0.56±0.03＊?！?0.47±0.05＊＃△C組 0.40±0.16 0.40±0.12 0.47±0.06＊ 0.54±0.03＊ 0.49±0.05＊

3 討論

體外循環（CPB）是目前心臟手術中應用的重要方法，然而CPB過程中的非生理性灌注，外科手術造成的損傷、麻醉等因素導致人體體溫的變化、器官的缺血－再灌注等除了包括凝血系統、纖溶系統及補體系統的進一步激活外，最重要的是激活中性粒細胞、單核－巨噬細胞系統和內皮細胞等，導致炎性介質如 TNF－α、IL －6、IL－8等細胞因子的釋放，使內皮細胞損傷、血管舒張、通透性增加及中性粒細胞外滲，近而造成組織浸潤、組織受損、重要器官功能受損［2］，甚至觸發全身炎性反應綜合征（SIRS），同時促炎性細胞因子的釋放與MOF的發生與發展有關。雖然周子超等［3］曾做過關于丙泊酚對體外循環心臟手術病人細胞因子的影響研究，也有Koen Raedschelders［4］等對體外循環下心臟手術中丙泊酚靶控劑量的探討，但對在體外循環下與細胞因子表達相關的丙泊酚靶控劑量的研究卻少有報道，而丙泊酚靶控輸注（TCI）的血藥濃度和血液動力學變化之間具有密切的相關性［5］。本研究旨在通過RT－PCR法檢測細胞因子 TNF－α、IL－10mRNA的表達，從而探索丙泊酚用于體外循環心臟手術病人的最佳靶控輸注劑量。

有研究證實丙泊酚能夠減少自由基生成，抑制脂質過氧化和減輕細胞膜損傷，對心肌缺血再灌注損傷具有一定的保護作用［6］。丙泊酚能提高心肌組織中超氧化物歧化酶（SOD）活性；抑制細胞內鈣離子超載，抑制中性粒細胞（PMN）參與炎性反應，減少兒茶酚胺的釋放從而間接減少氧自由基的生成。然而臨床應用中丙泊酚的抗氧化作用并不與濃度呈正相關，當丙泊酚濃度增加到一定程度時，抗氧化作用反而有所下降，因此并不是丙泊酚濃度越高越好。有研究證實心血管手術患者使用丙泊酚時其誘導和維持靶濃度較非心臟病患者低［7］。丙泊酚對缺血－再灌注心肌的保護作用體現在可以保護心肌的舒張、收縮功能，減少灌注后心律失常的發生率及減輕心肌頓抑［1］。

本研究中反映炎癥反應發生的細胞因子TNF－α在停止體外循環后、心臟等器官發生缺血再灌注等損傷后，于不同時間點檢測其基因表達呈不同程度增強，與行體外循環前相比差異有統計學意義（P＜0.05），說明體外循環能夠對組織器官尤其是心肌造成損傷，與 Mosser DM［8］等證實的TNF－α參與了炎癥反應相符。其中中劑量組丙泊酚靶控輸注能夠顯著降低促炎性細胞因子TNF－αmRNA的表達，從而減少促炎因子的釋放，減輕全身炎癥反應。本研究中在停止體外循環后不同時間點中劑量組TNF－αmRNA表達增加的程度減弱，說明促炎性細胞因子的表達受到抑制，同時中劑量組IL－10mRNA表達程度增強，且與低劑量組和高劑量組相比差異顯著，說明靶控輸注3μg／ml丙泊酚時有助于抑炎性細胞因子IL－10mRNA的表達。

IL－10作為一種免疫抑制因子，起到相應的抗炎作用，在機體免疫應答中有調節和保護作用，對病人術中炎癥反應的發生及術后轉歸有重要意義。有研究證實IL－10能抑制單核細胞與巨噬細胞的活性并抑制TNF－α和IL－6的合成［9］，同時其對缺血再灌注心肌的保護作用也可能是通過抑制缺血心肌細胞凋亡的結果［10］。因此CPB期間的抑炎性細胞因子IL－10mRNA的表達可以抑制促炎性細胞因子TNF－αmRNA的表達而起保護作用，與張建欣［11］等人所做的關于體外循環觸發的炎性反應－病理生理機制及治療策略的探討的結論相一致。

綜上所述，本研究中中劑量（3μg／ml）丙泊酚靶控輸注時促炎性細胞因子TNF－αmRNA表達的程度減弱，而抑炎性細胞因子IL－10mRNA表達顯著增強，有利于機體整體抗炎能力的提高，更好地保護缺血再灌注心肌，改善體外循環心臟手術病人的預后，值得在臨床上應用和推廣。

［1］張大志，田玉科.丙泊酚對心肌缺血－再灌注損傷的保護作用及其機制［J］.臨床麻醉學雜志，2004，20（9）：572.

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［3］周子超，袁世熒.丙泊酚對體外循環心臟手術病人細胞因子的影響［J］.華中醫學雜志，2005，29（2）：97.

［4］Koen R，BSc.Yu Hui，Bradley L，et al.Target－achieved propofol concentration during on－pump cardiac surgery：apilot dose－finding study［J］.Can J Anesth／J Can Anesth，2009，56：658.

［5］王 江，鄭 宏，曹興華.靶控輸注丙泊酚期間血藥濃度與血液動力學變化關系的探討［J］.臨床麻醉學雜志，2005，21（2）：90.

［6］Sayin MM，Ozatamer O，Tasoz R，et al.Propofol attenu－ares myocardial1ipid peroxidation during coronary artery bypass grafting surgery［J］.Br J Anaesth，2002，89：242.

［7］林 雪，李立環.靶控輸注丙泊酚在心血管麻醉中的應用［J］.臨床麻醉學雜志，2005，21（7）：503.

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［11］張建欣，徐美英.體外循環觸發的炎性反應－病理生理機制及治療策略的探討（一）［J］.臨床麻醉學雜志，2000，16（9）：456.