烏司他丁聯合右美托咪啶在小兒體外循環中的腦保護作用

張立濤 馬亞群 戴宜武 柴瑞行

隨著醫療技術迅速發展，體外循環下行心臟直視矯正手術日益增多，但術后神經系統功能障礙仍是圍術期死亡和術后致殘的重要原因。研究表明，術后神經系統功能障礙可能與炎癥反應相關［1］。烏司他丁是一種非特異性蛋白酶抑制劑，具有抑制中性粒細胞的過度激活及炎癥介質釋放的作用。右美托咪啶是一種高選擇性的α2 腎上腺素受體激動劑，具有鎮靜、鎮痛、抗焦慮等特點［2］，通過抑制神經細胞凋亡發揮神經保護作用。二者單獨使用都能對體外循環嬰幼兒心臟手術中產生神經保護作用，然而二者聯合應用是否可以產生更加顯著的腦保護作用目前仍未可知，本研究以體外循環下接受心臟直視術的患兒為研究對象，研究烏司他丁聯合應用右美托咪定在嬰幼兒體外循環中的腦保護作用。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選2014 年10 ～12 月擇期行室間隔或房間隔修補術的患兒36 例，其中男23 例，女13 例。病例入選標準(1)ASAⅠ～Ⅱ;(2)年齡2 ～12 個月，體重3 ～10 kg;(3)術前無先天性腦病及精神障礙;(4)3 周內無嚴重上呼吸道感染;(5)術前無心、肺、腎等功能衰竭，術后血流動力學穩定。患者隨機分為對照組(C 組)，烏司他丁組(U 組)，右美托咪啶組(D組)和烏司他丁+右美托咪啶組(B 組)，每組9 例。4組患兒在性別比、年齡、體重、ASA 分級、體外循環時間等術前資料比較，差異無統計學意義(P ＞0.05)。見表1。

表1 4 組患兒一般情況比較 n =9， ± s

表1 4 組患兒一般情況比較 n =9， ± s

組別 性別(例，男/女) 年齡(月) 體重(kg) ASA 分級 體外循環時間(min)C 組 7/2 7.01 ±4.09 7.81 ±3.36 Ⅰ～Ⅱ40.23 ±12.44 D 組 6/3 7.04 ±3.43 7.02 ±2.18 Ⅰ～Ⅱ 45.34 ±8.67 U 組 4/5 6.05 ±2.71 6.53 ±2.11 Ⅰ～Ⅱ 42.87 ±11.02 B 組 6/3 7.16 ±4.07 7.18 ±1.62 Ⅰ～Ⅱ48.49 ±9.78

1.2 方法 患兒入室常規監測心電圖、脈搏血氧飽和度，所有患兒均采用經口氣管插管;麻醉誘導:咪達唑侖0.2 ～0.4 mg/kg，芬太尼10 μg/kg，羅庫溴銨0.6 mg/kg;麻醉維持:吸入七氟烷1% ～2%，并分別于切皮時、體外循環開始前、復溫后靜脈注射咪達唑侖0.1 ～0.2 mg/kg，羅 庫 溴 銨0.3 mg/kg，芬 太 尼10 μg/kg。U 組麻醉誘導后給予烏司他丁10 000 U/kg，復溫后和停機后分別給予烏司他丁5 000 U/kg。D 組于麻醉誘導后給予右美托咪啶1 μg/kg，然后以0.5 μg·kg－1·h－1維持直到手術結束。B 組于麻醉誘導后給予烏司他丁10 000 U/kg，右美托咪啶1 μg/kg 之后以0.5 μg·kg－1·h－1維持直到手術結束，復溫后和停機后分別給予烏司他丁5 000 U/kg。C 組用等容量的0.9%氯化鈉溶液代替。每個患兒分別于麻醉誘導后30 min(T1)、復溫后30 min(T2)、停機后30 min(T3)、停機后4 h(T4)、停機后24 h(T5)經頸內靜脈抽取3 ml 血液，血液經過離心處理2 500 r/min 離心10 min，取上層血清注入無菌硅化塑料管，密封置于－80℃冰箱凍存，用ELISA 法測定S100β 蛋白、腦源性神經營養因子(BDNF)、白細胞介素-6(IL-6)、腫瘤壞死因子-α(TNF-α)的濃度。

1.3 試劑與設備 烏司他丁(廣東天普生化醫藥股份有限公司，批號H19990134，規格每瓶100 000 U)，右美托咪定(江蘇恒瑞醫藥股份有限公司，批號H20090248，規格為2 ml∶200 μg)，IL-6、TNF-α、S100β及BDNF 試劑盒購于北京百奧萊博科技有限公司，TD5A-WS 臺式高速離心機。

1.4 統計學分析 應用SPSS 17.0 統計軟件，計量資料以± s 表示，組內比較采用單因素方差分析，采用LSD 法比較每組不同時間點之間的差異，組間比較采用重復數據雙因素方差分析，采用Bonferroni 法進行組間不同時間點的比較，P ＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 4組不同時間點血清內S100β 濃度比較 與C組比較，U 組、D 組、B 組血漿S100β 濃度在各時間點均明顯降低(P ＜0.05);D 組與U 組比較血漿S100β濃度在各時間點差異無統計學意義(P ＞0.05);與U組、D 組比較，B 組血漿S100β 濃度在各時間點均明顯降低(P ＜0.05)。見表2。

表2 4 組患兒各時間點血清S100β 濃度比較 n =9，ng/L， ± s

表2 4 組患兒各時間點血清S100β 濃度比較 n =9，ng/L， ± s

注:與C 組比較，* P ＜0.05;與U 組比較，#P ＜0.05;與D 組比較，△P ＜0.05

組別T1 T2 T3 T4 T5 C 組 533.87 ±12.37 577.61 ±13.18 583.27 ±10.63 584.55 ±13.90 547.38 ±14.97 U 組 400.89 ±28.46* 455.90 ±15.43* 469.62 ±17.32* 472.14 ±12.42* 135.36 ±17.22*D 組 381.52 ±23.47* 423.35 ±17.95* 458.64 ±18.13* 494.63 ±19.91* 466.36 ±16.73*B 組 348.63 ±28.46* #△ 347.25 ±27.64* #△ 334.80 ±27.36* #△ 362.47 ±28.37* #△ 326.21 ±25.73* #△

2.2 4組不同時間點血清TNF-α 濃度比較 與C 組比較，U 組、D 組在T1 血清TNF-α 濃度略有降低但差異無統計學意義(P ＞0.05)，而在T2、T3、T4、T5 血清TNF-α 濃度均明顯降低差異有統計學意義(P ＜0.05);與C 組比較，B 組血清TNF-α 濃度在各時間點均明顯降低(P ＜0.05);U 組與D 組比較，血漿TNF-α濃度在各時間點無顯著變化(P ＞0.05);與U 組、D 組比較，B 組血漿(P ＞0.05)在各時間點均明顯降低(P ＜0.05)。見表3。

表3 4 組患兒各時間點血清S100β 濃度比較 n =9，ng/L， ± s

表3 4 組患兒各時間點血清S100β 濃度比較 n =9，ng/L， ± s

注:與C 組比較，* P ＜0.05;與U 組比較，#P ＜0.05;與D 組比較，△P ＜0.05

組別T1 T2 T3 T4 T5 C 組 153.35 ±18.49 180.27 ±21.15 191.39 ±21.44 193.55 ±24.55 175.39 ±16.86 U 組 135.49 ±18.88 142.11 ±32.96* 149.73 ±20.87* 140.84 ±19.72* 143.08 ±13.89*D 組 147.11 ±20.32 150.85 ±19.13* 156.74 ±23.42* 159.81 ±26.03* 150.18 ±22.58*B 組 87.31 ±17.14* #△ 103.67 ±24.43* #△ 114.32 ±23.19* #△ 108.36 ±18.64* #△ 104.20 ±20.49* #△

2.3 4組不同時間點血清IL-6 濃度比較 與C 組比較，U 組、D 組在T1 血清IL-6 濃度略有降低但差異無統計學意義(P ＞0.05)，而在T2、T3、T4、T5 均明顯降低且差異有統計學意義(P ＜0.05);與C 組比較，B 組血清IL-6 濃度在各時間點均明顯降低(P ＜0.05);U組與D 組比較，血漿IL-6 濃度在各時間點無顯著變化(P ＞0.05);與U 組、D 組比較，B 組血漿IL-6 濃度在各時間點略有降低但差異無統計學意義(P ＞0.05)。見表4。

2.4 4組不同時間點血清內BDNF 濃度的比較 與C組比較，U 組血清BDNF 濃度在各時間點無顯著變化(P ＞0.05)，D 組、B 組血清BDNF 濃度在T1 略有升高但差異無統計學意義(P ＞0.05)，在T2、T3、T4、T5 等時間點均明顯升高且差異有統計學意義(P ＜0.05);U組與B 組比較血清BDNF 濃度在各時間點均明顯升高(P ＜0.05)。見表5。

表4 4 組患兒各時間點血清IL-6 濃度比較n =9，ng/L，± s

表4 4 組患兒各時間點血清IL-6 濃度比較n =9，ng/L，± s

注:與C 組比較，* P ＜0.05

組別T1 T2 T3 T4 T5 C 組 55.27±8.20 67.35±7.73 68.89±9.67 68.69±9.67 64.31±8.96 U 組 46.70±8.69 50.92±7.26* 53.13±8.60* 52.51±18.56* 52.37±9.26*D 組 46.95±7.43 54.78±8.86* 55.28±8.96* 57.77±9.52* 55.90±8.47*B 組 44.68±8.80* 51.80±6.23* 49.99±6.54* 51.20±7.55* 47.38±7.07*

表5 4 組患兒各時間點血清IL-6 濃度比較n =9，ng/L± s

表5 4 組患兒各時間點血清IL-6 濃度比較n =9，ng/L± s

注:與C 組比較，* P ＜0.05;與U 組比較，#P ＜0.05

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3 討論

體外循環下先天性心臟病手術逐漸增多，然而術后中樞神經系統并發癥日趨升高，研究表明術后中樞神經系統功能障礙的發生率為2% ～3%，神經精神功能紊亂的發生率則高達33% ～79%［3］。

文獻證明，嬰幼兒體外循環后神經系統功能障礙的原因包括長時間低灌注和血液稀釋導致血液滲透壓發生改變，血液有形成分破壞增加，灌注中形成顆粒或微栓造成的腦梗死［4］;此外嬰幼兒腦組織對缺氧更加敏感，低灌注時腦組織容易受到損傷。血清S100β 蛋白主要存在于腦組織的神經膠質細胞和神經元中，在缺血缺氧性腦病的早期，神經膠質細胞被激活，神經元胞體膜破壞，釋放大量的S100β 到達血液，檢測血清S100β 是早期腦缺血缺氧性損傷和判斷預后的黃金指標［5］。體外循環后出現早期敏感認知功能障礙的患者與S100 增高的水平密切相關，李綿綿等［6］發現S100蛋白濃度與神經精神學評分有著良好的相關性。

BDNF 是一種分布于大腦的神經營養因子，對神經元具有支持和營養作用，在突觸的形成、神經突起形態的維持等方面起重要作用。李志鵬等［7］研究發現，右美托咪啶能增加星形膠質細胞BDNF 的表達而起到抗谷氨酸誘導損傷，該神經保護作用與細胞外信號調節酶途徑有關。腦缺血損傷后BDNF 的表達增加，首先可以延緩神經元的壞死和凋亡，其次可以促進內皮細胞分裂與分化，刺激神經血管的生成，實現神經生理功能的重建。

本實驗結果顯示:與對照組比較，烏司他丁組、右美托咪啶組、烏司他丁+右美托咪啶組血漿S100β 濃度在各時間點均明顯降低(P ＜0.05);與烏司他丁組、右美托咪啶組比較，B 組血漿S100β 濃度在各時間點均明顯降低(P ＜0.05)說明烏司他丁和右美托咪啶在體外循環期間都能降低早期腦缺血缺氧性損傷，二者的聯合使用相比于單獨使用臨床意義明顯。與對照組比較，烏司他丁組血清BDNF 濃度在各時間點無顯著變化，右美托咪啶組、烏司他丁+ 右美托咪啶組血清BDNF 濃度在T1 略有升高但差異無統計學意義(P ＞0.05)，在T2、T3、T4、T5 等時間點均明顯升高且差異有統計學意義(P ＜0.05)，說明右美托咪啶能增強BDNF 的表達對心臟術后的腦功能有一定的保護作用。

體外循環下心臟直視手術由于血液與體外循環管路、氧合器等非生理性表面接觸、內毒素血癥、缺血再灌注損傷等因素可引起全身性炎癥反應綜合征，導致血漿中大量炎性介質(TNFα、IL6)的激活與釋放［8］。炎癥反應時白細胞增多與腦血管內皮細胞的粘附與聚集，可阻塞并損傷腦組織的微血管，導致腦微循環障礙;還可通過激活氧自由基、各種蛋白酶等引起腦損傷［3］。

TNF-α 是體外循環術后炎癥反應過程中的重要介質之一。TNF-α 主要由激活的巨噬細胞、中性粒細胞等分泌，是炎性反應的起始因子，可直接損傷血管內皮細胞，對腦水腫的形成、神經元的變性壞死起重要作用。TNF-α 可促進IL-1、IL-6 的表達，引起炎性反應，促進細胞的凋亡;TNF-α 還可以通過抑制NF-κB 的活性而增強腦細胞對TNF-α 細胞毒性的敏感程度，進而產生神經損傷［9］。IL-6 是組織損傷的早期敏感指標，血漿中IL-6 的水平高低可以作為反映組織損傷程度的指標。本試驗結果提示4 組患兒在體外循環中各個時間點TNF-α 和IL-6 含量均升高，以對照組升高最顯著。

烏司他丁通過抑制多種蛋白酶，穩定溶酶體膜，清除氧自由基和抑制炎性因子的釋放;減少白細胞與內血管內皮細胞的粘附、聚集，改善微循環明顯抑制炎性反應［10］。研究表明，烏司他丁可以顯著的降低體外循環患者中性粒細胞NF-κB 的活性，使TNF-α 和IL-6 表達減少，對體外循環后的腦保護有預防作用［11］。由于嬰幼兒體外循環中血液與異物接觸面積相對較大，炎癥反應較成人更強烈，因此我們使用的20 000 U/kg 烏司他丁能更有效的減輕炎性反應［12］。右美托咪啶是一種高選擇性的α2 腎上腺素受體激動劑，以1 μg/kg 靜脈推注和0.4 ～0.8 μg·kg－1·h－1靜脈輸注具有較強的抗炎作用［7］。

本研究中的結果，各組內比較IL-6、TNF-α 在T2、T3、T4、T5 各時間點均明顯升高，說明體外循環導致的炎性反應持續存在與臨床上出現的認知功能障礙相一致。與烏司他丁組、右美托咪啶組相比，對照組IL-6、TNF-α 濃度均明顯降低，說明烏司他丁和右美托咪啶在體外循環期間均能有效的抑制炎性反應，烏司他丁+右美托咪啶組與烏司他丁組、右美托咪啶組相比IL-6、TNF-α 濃度均降低，說明二者聯合使用對炎性反應的抑制作用更加明顯，更好的起到腦保護作用。

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7 李志鵬，王飛，李玉娟，等.右美托咪啶對腦神經保護機制的研究進展.醫學綜述，2014，21:3947-3949.

8 Rothenburger M，Soeparwata R，Deng MC，et al.The impact of anti－endotoxin core antibodies on endotoxin and cytokine release and ventilation time after cardiac surgery.J Am Coll Cardiol，2001，381:124-130.

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