右美托咪啶對心臟瓣膜置換術患者中性粒細胞NF-κB活性的影響

繆劍霞 陳磊 王良榮 林麗娜

右美托咪啶對心臟瓣膜置換術患者中性粒細胞NF-κB活性的影響

繆劍霞 陳磊 王良榮 林麗娜

目的鉬評價右美托咪啶對體外循環(huán)患者中性粒細胞NF-κB活性的影響。 方法 選擇期行體外循環(huán)下心臟瓣膜置換術患者40例，采用隨機數(shù)字表法將患者分為右美托咪啶組（D組）及對照組（C組），每組各20例。D組麻醉誘導后給予右美托咪啶負荷量0.5μg/kg，泵注給藥時間為15min，之后以維持量0.5μg/（kg·h）繼續(xù)泵注維持至手術結束；C組麻醉誘導后給予等量的0.9%氯化鈉溶液。記錄患者主動脈阻斷、體外循環(huán)及麻醉維持時間。分別于給藥前（T0）、停體外循環(huán)后2h（T1）、6h（T2）及12h（T3），采集橈動脈血樣行血氣分析，計算呼吸指數(shù)（RI）和氧合指數(shù)（OI），提取中性粒細胞核蛋白，測定NF-κB DNA結合活性；采用ELISA法測定血漿TNF-α和IL-6水平。 結果 與T0比較，T1～T3時兩組患者RI升高，OI降低（均P＜0.05），與C組比較，D組患者T1～T3時RI降低（均P＜0.05），但兩組OI比較差異無統(tǒng)計學意義（P＞0.05）。與C組比較，T1～T3時點D組血漿TNF-α、IL-6水平降低；T2～T3時點中性粒細胞NF-κB DNA結合活性降低（P＜0.05）。 結論 右美托咪啶可抑制體外循環(huán)下?lián)Q瓣患者中性粒細胞NF-κB的激活，有助于減輕體外循環(huán)炎性反應，改善患者的肺功能。

右美托咪啶 體外循環(huán) NF-κB 肺損傷

體外循環(huán)下心臟手術時，血液與體外循環(huán)機管道表面接觸、血液再灌注損傷以及內(nèi)毒素的作用等多種因素，可引起機體復雜的炎性反應，導致患者術后呼吸衰竭、低心排出量綜合征等諸多并發(fā)癥[1]。右美托咪啶是新型α2腎上腺素能受體激動劑，具有鎮(zhèn)靜和鎮(zhèn)痛作用，常輔助用于心臟瓣膜置換手術的麻醉[2-3]。有研究表明，右美托咪啶可抑制NF-κB活性，減輕炎性反應，從而改善犬機械通氣相關性肺損傷[4]；而其是否可通過抑制NF-κB通路而改善體外循環(huán)下?lián)Q瓣患者肺功能卻未見報道。本研究擬評價右美托咪啶對體外循環(huán)換瓣患者中性粒細胞NF-κB活性及肺損傷的影響。

1 資料和方法

1.1 一般資料 選取我院于2014年1至12月?lián)衿谛畜w外循環(huán)下心臟瓣膜置換術患者40例，男28例，女12例，年齡45～65歲；ASA分級和紐約心臟病協(xié)會（NYHA）分級均為Ⅱ或Ⅲ級。術前左室射血分數(shù)≥40%，無心臟手術史，無冠心病、高血壓及糖尿病病史，無肝、腎、肺功能明顯異常。采用隨機數(shù)字表法將患者分為右美托咪啶組（D組）和對照組（C組），每組各20例。兩組患者一般資料及術中情況比較差異均無統(tǒng)計學意義（均P＞0.05），詳見表1。本研究獲本院醫(yī)學倫理委員會批準，并與患者簽署知情同意書。

表1 兩組患者一般資料及術中情況的比較

1.2 方法 入手術室前30min肌肉注射嗎啡10mg。患者入手術室后，在常規(guī)監(jiān)測下開放外周靜脈通道及左側橈動脈穿刺置管，進行有創(chuàng)平均動脈壓（MAP）監(jiān)測。靜脈注射咪達唑侖0.1～0.5mg/kg、舒芬太尼0.4～0.6μg/kg，依托咪酯0.3mg/kg和羅庫溴銨0.6mg/kg后行麻醉插管機械通氣，潮氣量8～10ml/kg，通氣頻率10～14次/min，吸呼比1∶2，吸入氧濃度60%，維持呼吸末二氧化碳分壓在35～40mmHg。麻醉誘導后，D組靜脈泵入右美托咪啶0.5μg/kg，泵注時間為15min，之后以維持量0.5μg/（kg·h）繼續(xù)泵注至術畢；C組靜脈輸注等量0.9%氯化鈉溶液。術中以七氟醚1%～2%、異丙酚1～2 mg/（kg·h）和瑞芬太尼2～4 μg/（kg·h）維持麻醉，維持腦電雙頻譜指在40～50，保持血壓和心率平穩(wěn)，使其波動幅度不超過基礎值的20%。

體外循環(huán)均采用膜式氧合行非搏動性灌注，灌注流量2.2～2.6L/（min·m2），轉流中維持MAP 50～90mmHg。冷血高鉀停搏液停跳心臟，體外循環(huán)期間用α穩(wěn)態(tài)處理酸堿血氣狀態(tài)，血流降溫至鼻咽溫32℃，降溫速度為0.5～1℃/min，復溫速度控制在1℃/4～5min。

1.3 觀察指標與檢測方法 分別于給藥前（T0）、停體外循環(huán)后2h（T1）、6h（T2）及12h（T3）采集橈動脈血樣6ml，取血樣1ml，采用i-STAT300血氣分析儀（美國Abbott公司）行血氣分析，計算呼吸指數(shù)（respiratory index，RI）和氧合指數(shù)（oxygenation index，OI）。按下列公式計算：RI=P（A-aDO2）÷PaO2=[（Pb-PH2O）×FiO2-PaO2-PaCO2]÷ PaO2，P（A-aDO2）為肺泡-動脈血氧分壓差，Pb為大氣壓，標準狀態(tài)下為760mmHg，PH2O為室溫下飽和水蒸氣壓，標準狀態(tài)下為47mmHg；OI=PaO2÷FiO2。剩余5ml動脈血樣離心后提取血漿，-20℃保存，采用ELISA法（試劑盒由瑞士Bo-chfinger Mannhclim公司提供）測定血漿TNF-α和IL-6水平。動脈血樣離心后，取下層血細胞，參照文獻[4]，采用Percoll非連續(xù)密度梯度法提取中性粒細胞；配制中性粒細胞懸液，用0.4%臺盼藍染色進行活細胞計數(shù)。采用細胞核蛋白/漿蛋白抽提試劑盒（北京博凌科為生物科技有限公司）提取中性粒細胞核蛋白，BCA法進行蛋白定量，-80℃保存?zhèn)溆谩２捎肅ool Imager分析軟件分析灰度值，以陽性對照的灰度值進行標準化，反映中性粒細胞NF-κB DNA結合活性。

1.4 統(tǒng)計學處理 采用SPSS 17.0統(tǒng)計軟件，計量資料以表示，組間比較采用t檢驗，組內(nèi)比較采用重復測量設計的方差分析，計數(shù)資料比較采用χ2檢驗。

2 結果

2.1 兩組患者不同時點OI、RI的比較 與T0比較，T1～T3時兩組患者RI升高，OI降低（均P＜0.05）；與C組比較，D組患者 T1～T3時RI降低（P＜0.05），但OI差異無統(tǒng)計學意義（P＜0.05），詳見表2。

表2 兩組患者不同時點OI、RI的比較

2.2 兩組患者不同時點血漿TNF-α、IL-6水平及NF-κB DNA結合活性的比較 與T0比較，兩組患者T1～T3時血漿TNF-α和IL-6水平均升高，D組T2～T3時及C組T1～T3時中性粒細胞NF-κB DNA結合活性升高（均P＜0.05）；與C組比較，D組患者T1～T3時血漿TNF-α、IL-6水平及中性粒細胞NF-κB DNA結合活性均降低（均P＜0.05），詳見表3。

3 討論

在心臟直視手術中，體外循環(huán)可激活炎性反應。肺臟因為低壓循環(huán)、體外循環(huán)期間被隔離于體外循環(huán)系統(tǒng)之外而不能隨全身同步降溫，以及僅支氣管動脈供血等原因，成為易受損傷的器官之一。

表3 兩組患者不同時點血漿TNF-α和IL-6水平及NF-κB DNA結合活性的比較

肺損傷的主要臨床表現(xiàn)為通氣及換氣功能障礙。RI受通氣/血流比值、肺彌散功能及通氣狀況的影響，是反映肺的通氣功能、氧交換是否正常的一個簡單而實用的指標。RI的變化與肺功能呈明顯相關性，RI越大肺功能越差。OI為PaO2與FiO2的比值，消除了FiO2對PaO2的影響，可較準確地反映肺損傷的程度。本研究結果表明，D、C組停體外循環(huán)后2～12h，OI較術前降低，RI升高，提示體外循環(huán)后患者發(fā)生的肺損傷。

NF-κB是一組存在于細胞中調(diào)控許多基因表達的重要轉錄因子，與體外循環(huán)期間的炎性反應機制關系密切。在正常情況下NF-κB與其抑制因子（IKB）結合，以非激活的形式存在。體外循環(huán)早期NF-κB被細胞因子如IL-1、IL-6激活[5]，激活后的NF-κB能調(diào)控一系列基因的表達，誘導多種炎性介質(zhì)合成，尤其是誘導TNF-α合成增多[6]。TNF-α是主要的炎性介質(zhì)，在炎性“瀑布樣”反應中起主導作用[7]。TNF-α、IL-6等既是NF-κB活性增加后表達增加的產(chǎn)物，又是能提高NF-κB活性的激動藥[8]，因此形成一個正反饋，從而導致炎性產(chǎn)物的大量生成。本研究表明，體外循環(huán)后患者肺換氣功能損傷，NF-κB DNA結合活性明顯升高，提示機體的炎性反應與呼吸功能可能相關。由此我們認為，體外循環(huán)所致的炎性反應可能是導致急性肺損傷的重要因素之一。因此，研究如何抑制NF-κB的激活，減少促炎基因的表達，從而減輕組織損傷和炎性反應，在體外循環(huán)過程中具有重要意義。

右美托咪啶是一種新型、高選擇性腎上腺素α2受體激動劑，有鎮(zhèn)靜、鎮(zhèn)痛、抗交感神經(jīng)作用，在臨床麻醉中應用廣泛。本研究中，與C組比較，D組NF-κB DNA結合活性T2～T3降低，血漿TNF-α、IL-6水平在T1～T3時均降低，提示右美托咪啶具有降低NF-κB活性，減少其活化，進而減輕炎癥因子釋放的作用。有研究發(fā)現(xiàn)，右美托咪啶可抑制內(nèi)毒素受體介導的炎性細胞信號通路的激活[9-10]。內(nèi)毒素受體是Toll樣受體4、CDl4、髓樣分內(nèi)毒素受體結合后，通過與Toll樣受體4胞內(nèi)區(qū)的連接蛋白myd88結合，激活IL-1受體連接的蛋白激酶和TNF受體相關因子6，激活NF-κB信號通路，使NF-κB得以進入細胞核內(nèi)調(diào)節(jié)多種基因，包括IL-6、TNF-α等促炎性因子的表達。因此推測右美托咪啶可能是通過下調(diào)中性粒細胞內(nèi)Toll樣受體4 mRNA的表達，抑制Toll樣受體4的合成[9]，抑制NF-κB信號通路的激活，降低TNF-α和IL-6水平，從而減輕全身炎性反應，但具體機制尚待進一步研究。

綜上所述，右美托咪啶可降低體外循環(huán)手術換瓣患者NF-κB的活性，降低TNF-α、IL-6水平，從而減輕體外循環(huán)導致的炎癥反應，改善患者的肺功能。

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Effects of dexmedetomidine on NF-κB activity in patients undergoing cardiac valve replacement with cardiopulmonary bypass

MIAO Jianxia,CHEN Lei,WANG Lianglong,et al.Department of Anesthesiology,the First Affiliated Hospital of Wenzhou Medical University, Wenzhou 325000,China

【 Abstract】 Objective To investigate the effects of dexmedetomidine on NF-κB activity in patients undergoing valve replacement with cardiopulmonary bypass(CPB). Methods Forty ASA II or III,NYHA II or III patients undergoing cardiac valve replacement with CPB were randomly divided into dexmedetomidine group(group D,n=20)and control group(group C,n=20).After intubation,patients in group D received an initial bolus dose of dexmedetomidine(0.5μg/kg)in 15 min,immediately followed by a continuous infusion of 0.5μg/(kg·h)until the end of the operation.The equal volume normal saline was given instead of dexmedetomidine in group C.Before administration(T0),and at 2,6 and 12h after termination of CPB(T1～T3),blood samples were collected for determination of plasma TNF-α,IL-6 and for blood gas analysis.The nuclear protein of neutrophil granulocytes was extracted for detection of NF-κB DNA binding activity.Respiratory index(RI)and oxygenation index(OI)were calculated. Results Compared with T0,RI was increased and OI was decreased at T1～T3(P＜0.05)in two groups.Compared with group C,RI was significantly decreased at T1～T3in group D(P＜0.05),and no significant difference in OI was found between two groups(P＞0.05).Compared with group C,the plasma concentrations of TNF-α and IL-6 at T1～T3and NF-κB DNA binding activity at T2～T3were significantly lower(P＜0.05). Conclusion Dexmedetomidine can reduce the activity of NF-κB and it may be involved in pulmonary protection during CPB.

Dexmedetomidine Cardiopulmonary bypass NF-κB Lung injury

2015-05-25）

（本文編輯：嚴瑋雯）

325000 溫州醫(yī)科大學附屬第一醫(yī)院麻醉科

林麗娜，E-mail：wzlinlina@163.com