七氟烷聯合丙泊酚麻醉對單肺通氣的肺保護作用及血清ICAM-1、HMGB1水平的影響

倪小磊 黃祥皖南醫學院研究生學院，蕪湖 400；中國科學技術大學附屬第一醫院安徽省立醫院麻醉科，合肥 30036

單肺通氣在肺部疾病的手術中可以為術者提供良好的視野，同時還可隔離患側和健側肺，因此在臨床上的得到了推廣。但單肺通氣過程中可出現缺血再灌注損傷，通氣血流比例失調等，進而造成肺功能障礙[1]。有研究表明[2]，肺損傷的主要原因為肺組織內產生炎癥因子導致。丙泊酚作用于氧化應激反應過程，可抑制炎癥細胞的浸潤，還可減輕由于單肺通氣造成的肺組織水腫，進而起到保護肺組織的作用[3]。七氟烷作為臨床上常用的麻醉藥物，具有起效快、可控性強及快速蘇醒等特點，可通過調節機體表達通道蛋白，降低體內的炎癥因子，改善單肺通氣過程中的氧合等[4]。高遷移率族蛋白1(high mobility group protein 1，HMGB1)作為高度保守的蛋白，可調控遺傳物質的轉錄，同時還可釋放炎癥因子[5]。細胞間黏附分子1(intercellular adhesion molecule 1，ICAM-1)表達于內皮細胞表面，白細胞穿過血管壁與血管內皮細胞表面黏附因子可逆性黏附，激活白細胞和內皮細胞，表達ICAM-1，導致機體發生氣道炎癥，故氣道的炎癥反應程度不同，ICAM-1表達也不同[6]。HMGB1和ICAM-1均可影響炎癥反應過程，反應應激性炎癥反應的強弱，因此，本研究探討了七氟烷聯合丙泊酚對單肺通氣患者的肺保護作用，并對患者血清中ICAM-1、HMGB1水平進行觀察以進一步探討其保護機制。

1 對象與方法

1.1 研究對象 選取2017年10月至2018年9月于安徽省立醫院就診的行單肺通氣且符合納入標準的患者120例，參照隨機數字表法分為對照組和觀察組，每組60例。納入標準：確診為肺癌[7]，擇期行肺癌切除術；美國麻醉醫師協會 (American Society of Anesthesiologists，ASA)分級在Ⅰ～Ⅱ級；排除標準：伴有心律失常、肺通氣功能障礙者；伴有神經系統功能障礙者；有嚴重肝腎功能障礙的患者；既往有免疫抑制劑或糖皮質激素應用史；近期有急性感染或創傷病史；過敏體質；術前有化療或放療病史。觀察組男34例，女26例，年齡 (55.63±5.02)歲，年齡范圍43～68歲；體質量 (69.36±5.19)kg，體質量范圍56～82 kg，開胸手術21例 (35.00%)，胸腔鏡下手術39例(65.00%)，單肺通氣時間 (140.83±20.52)min。對照組男33例，女27例，年齡 (56.02±5.18)歲，年齡范圍42～69歲；體質量 (68.98±5.21)kg，體質量范圍43～68 kg，開胸手術22例(36.00%)，胸腔鏡下手術39例 (64.00%)，單肺通氣時間 (141.16±21.25)min。兩組患者在年齡、體質量、性別、手術方式、單肺通氣時間等臨床資料差異無統計學意義 (P＞0.05)。本研究符合 《赫爾辛基宣言》的要求。所有患者知情并簽署知情同意書。

1.2 治療方法 兩組患者均給予心電監護，建立靜脈通路。實施麻醉誘導：靜脈注射依托咪酯0.3 mg/kg+順式阿曲庫銨0.2 mg/kg+咪達唑侖0.06 mg/kg+芬太尼7μg/kg，待麻醉誘導成功后，在纖維支氣管鏡引導下插入支氣管導管，連通麻醉機。然后設置呼吸頻率在12～16次/min，氧濃度設置在100%，PaO2維持在30～40 mm Hg(1 mm Hg=0.133 k Pa)，潮氣量6～8 ml/kg，氧流量設置為1.5～2 L/min。對照組麻醉維持給予阿曲庫銨7μg·kg-1·min-1靜脈泵入，瑞芬太尼0.10μg·kg-1·min-1，七氟烷吸入濃度根據腦電雙頻指數進行調整，保持腦電雙頻譜指數(bispectral index，BIS)在40～60之間。觀察組麻醉誘導及單肺通氣同對照組，麻醉維持階段在對照組的基礎上給予靜脈泵入丙泊酚4～10 mg/kg，視麻醉深度調整對丙泊酚的計量予以調整。術中維持血氧飽和度在90%。術后清理患者分泌物，待患者意識、吞咽反射、咳嗽及呼吸恢復后，呼吸頻率大于10次/min，潮氣量大于8 ml/kg后拔除氣管導管，然后送至麻醉恢復室。

1.3 觀察指標

1.3.1 血流動力學 分別于單肺通氣前、單肺通氣30 min后、術后測定患者各個血流動力學指標：收縮壓 (systolic blood pressure，SBP)、舒張壓(diastolic blood pressure，DBP)、心率 (heart rate，HR)及平均動脈壓 (mean arterial pressure，MAP)。

1.3.2 呼吸力學指標 分別于單肺通氣前、術后測定患者各個呼吸力學指標：潮氣量 (tidal volume，VT)、氣道平均壓 (mean airway pressure，Pmean)、氣道峰壓 (airway pressure，Ppeak)、呼氣末正壓 (positive end expiratory pressure，PEEP)。然后計算患者動態肺順應性(dynamic pulmonary compliance，Cldyn)。Cldyn(ml/cm H2O)=VT(Ppeak-PEEP)。

1.3.3 丙二醛 (malondial dehyde，MDA)及超氧化物歧化酶 (superoxide dismutase，SOD)分別于單肺通氣開始前及結束后抽取患者外周靜脈血3 ml，以3 000 r/min的轉速離心，離心半徑10 cm，后放置于離心機內，保存于低溫環境內。使用黃嘌呤氧化酶法檢測SOD水平，使用硫代巴比妥酸比色法檢測MDA水平。

1.3.4 HMGB1及ICAM-1水平 分別于單肺通氣開始前及結束后抽取患者外周靜脈血3 ml，以3 000 r/min，離心半徑10 cm，的轉速離心后放置于離心機內，保存于低溫環境內。使用免疫比濁法測定HMGB1水平，使用酶聯免疫吸附法測定ICAM-1水平。

1.3.5 肺組織損傷指標 取患者萎縮肺組織置于多聚甲醛中，就肺組織勻漿中黃嘌呤氧化酶、髓過氧化物酶水平進行檢測，檢測方法為放射免疫法。試劑盒由上海安妍生物有限公司提供。

1.4 統計學分析 應用SPSS 19.0統計軟件進行分析，計數資料以例數 (%)表示，采用χ2檢驗；計量資料以±s表示，兩組間比較采用t檢驗。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 血流動力學比較 單肺通氣前，兩組患者的HR、SBP、DBP、MAP差異均無統計學意義(P＞0.05)。隨著通氣時間的增加，兩組患者的HR、SBP、DBP、MAP均下降 (P＜0.05)，但觀察組低于對照組 (P＜0.05)，見表1。

2.2 呼吸力學指標比較 單肺通氣前，兩組患者VT、Pmean、Ppeak、Cdyn水平差異無統計學意義 (P＞0.05)。單肺通氣結束后，兩組患者VT、Pmean、Ppeak、Cdyn水平均下降 (P＜0.05)，但觀察組低于對照組 (P＜0.05)，見表2。

2.3 MDA及SOD水平比較 單肺通氣前，兩組患者MDA、SOD水平差異無統計學意義 (P＞0.05)。單肺通氣結束后，兩組患者 MDA、SOD水平均上升 (P＜0.05)，但觀察組低于對照組(P＜0.05)，見表3。

2.4 HMGB1及ICAM-1水平比較 單肺通氣前，兩組患者HMGB1及ICAM-1水平差異無統計學意義 (P＞0.05)。單肺通氣結束后，兩組患者HMGB1及ICAM-1水平均上升 (P＜0.05)，但觀察組低于對照組 (P＜0.05)，見表4。

表1 兩組患者血流動力學比較 (±s)

表1 兩組患者血流動力學比較 (±s)

注：HR為心率；SBP為收縮壓；DBP為舒張壓；MAP為平均動脈壓；1 mm Hg=0.133 kPa；與單肺通氣前比較，a P＜0.05

組別 例數 HR(次/min)單肺通氣前 單肺通氣后30 min 單肺通氣結束后SBP(mm Hg)單肺通氣前 單肺通氣后30 min 單肺通氣結束后觀察組 60 87.84±13.23 82.35±8.92a 75.41±6.47a 135.65±12.57 128.04±10.93a 121.76±9.18a對照組 60 87.46±13.42 85.91±9.18a 79.46±7.18a 135.14±12.89 132.41±11.58a 129.84±9.47a t值 0.160 4.052 4.868 0.158 4.073 4.851 P值 0.872 0.000 0.000 0.892 0.000 0.000組別 例數 DBP（mm Hg）單肺通氣前 單肺通氣后30 min 單肺通氣結束后MAP（mm Hg）單肺通氣前 單肺通氣后30 min 單肺通氣結束后觀察組 60 83.81±9.90 79.28±7.19a 74.28±6.24a 98.95±9.96 94.46±8.74a 85.35±7.46a對照組 60 84.03±9.84 82.37±8.63a 76.17±7.03a 99.01±10.01 95.36±9.25a 90.46±8.16a t值 0.168 4.396 3.836 0.163 3.528 6.082 P值 0.832 0.000 0.000 0.861 0.000 0.000

表2 兩組患者呼吸力學指標比較 (±s)

表2 兩組患者呼吸力學指標比較 (±s)

注：VT為潮氣量；Pmean為氣道平均壓；Ppeak為氣道峰壓；Cdyn為動態肺順應性；1 cmH2 O=0.098 kPa；與單肺通氣前比較，a P＜0.05

組別 例數 VT(ml)Pmean(cm H2 O)Ppeak(cm H2 O)Cdyn(ml/cm H2 O)單肺通氣前 單肺通氣結束后單肺通氣前 單肺通氣結束后單肺通氣前 單肺通氣結束后單肺通氣前 單肺通氣結束后觀察組 60 87.84±13.23 70.41±6.47a 135.65±12.57 124.76±9.18a 83.81±9.90 74.28±6.24a 98.95±9.96 85.35±7.46a對照組 60 87.46±13.42 79.46±7.18a 135.14±12.89 130.84±9.47a 84.03±9.84 80.17±7.03a 99.01±10.01 90.46±8.16a t值 0.156 7.253 0.219 4.158 0.122 4.864 0.033 4.281 P值 0.876 0.000 0.827 0.000 0.903 0.000 0.974 0.000

表3 兩組患者MDA及SOD水平比較 (±s)

表3 兩組患者MDA及SOD水平比較 (±s)

注：MDA為丙二醇；SOD為超氧化物歧化酶；與單肺通氣前比較，a P＜0.05

組別 例數 MDA(mmol/L)單肺通氣前 單肺通氣結束后SOD(U/L)單肺通氣前 單肺通氣結束后觀察組 60 5.18±0.68 8.14±1.05a 74.35±9.72 67.58±8.26a對照組 60 5.21±0.71 9.45±1.23a 73.92±9.61 54.36±6.83a t值 0.236 6.274 0.244 9.554 P值 0.814 0.000 0.808 0.000

表4 兩組患者HMGB1及ICAM-1水平比較(μg/L，±s)

表4 兩組患者HMGB1及ICAM-1水平比較(μg/L，±s)

注：HMGB1為高遷移率族蛋白1；ICAM-1為細胞間黏附分子1；與單肺通氣前比較，a P＜0.05

組別 例數 HMGB1單肺通氣前 單肺通氣結束后ICAM-1單肺通氣前 單肺通氣結束后觀察組 60 3.56±0.46 6.17±0.89a 301.35±71.43 378.52±62.46a對照組 60 3.52±0.42 9.58±1.26a 300.92±70.98 414.87±67.47a t值 0.497 17.123 0.033 3.231 P值 0.620 0.000 0.974 0.002

2.5 肺組織損傷指標比較 觀察組黃嘌呤氧化酶、髓過氧化物酶水平均低于對照組 (P＜0.05)，見表5。

表5 兩組患者黃嘌呤氧化酶、髓過氧化物酶水平比較 (±s)

表5 兩組患者黃嘌呤氧化酶、髓過氧化物酶水平比較 (±s)

組別 例數 黃嘌呤氧化酶(U/gprot)髓過氧化物酶(活力單位U/g濕單位)觀察組 60 9.33±0.75 0.41±0.06對照組 60 12.58±1.10 0.85±0.13 t值 18.909 23.804 P值 0.000 0.000

3 討論

單肺通氣已經廣泛應用于外科手術，雖然單肺通氣為外科手術提供了有力的條件。但單肺通氣是一柄雙刃劍，可因氣道壓力過高及通氣潮氣量過大則會導致患側肺出現肺容積損傷及肺氣壓損傷，同時健側肺也會出現通氣血流比例失調和肺不張，還可誘發抗炎因子參與[8]。有研究發現[9]，吸入麻醉藥物可緩解肺部損傷，可起到保護肺的作用。七氟烷為吸入型的麻醉藥物，且無刺激性氣味，對呼吸道的影響小，不會增加呼吸道分泌物，可避免屏氣、咳嗽等。同時，七氟烷有較小的血氣分配系數，具有較強的可控性。七氟烷通過肺泡進入機體后，可迅速分布于血液中，快速誘導麻醉，對心血管循環系統影響小，且具有肌肉松弛的作用。研究表明[10]，七氟烷可抑制體內炎癥因子的產生，具有抗炎作用。丙泊酚為臨床上廣泛應用的靜脈麻醉藥物，具有起效快及作用時間短的優點，且持續泵入也不會產生蓄積影響，丙泊酚對循環和呼吸系統有明顯的抑制作用，還具有預防嘔吐惡心、抗氧化及抗炎的作用。本研究中，隨著通氣時間的增加，兩組患者的HR、SBP、DBP、MAP均下降 (P＜0.05)，但觀察組低于對照組 (P＜0.05)。這提示，在手術開始后患者心率及血壓等有不同程度的下降，且觀察組的下降幅度高于對照組，但下降的幅度均在可接受的范圍內。這是因為鎮靜催眠藥物、吸入性麻醉藥物及阿片類藥物的應用可對循環及呼吸系統產生一定的影響，但在同樣深度的麻醉下，七氟烷及丙泊酚的應用均可維持血流動力學的穩定。Ppeak的升高代表肺順應性下降或氣道阻力的增加[11]。而Ppeak及Pmean則可較為靈敏的反應肺氣道阻力和順應性的情況。Pmean及Ppeak的增加可導致肺泡周圍血管與肺泡之間形成壓力梯度，造成肺泡上皮及肺血管內皮細胞出現通透性增加或被破壞，導致肺損傷或肺水腫[12]。本研究中，單肺通氣結束后，兩組患者VT、Pmean、Ppeak、Cdyn水平均下降 (P＜0.05)，但觀察組低于對照組 (P＜0.05)。這表明，丙泊酚聯合七氟烷應用于單肺通氣可維持肺組織彈性及氣道壓力。丙泊酚較七氟烷可增加肺彈性阻力主要是因為七氟烷會抑制肺泡表面活性物質的活性，可提高肺組織的彈性阻力。

單肺通氣時會導致肺血管通透性的增加，增加肺部氧自由基的產生，加重肺損傷。MDA水平可提示機體氧自由基的生成水平，反應出機體氧化應激的程度及對機體產生的損傷程度[13]。SOD可最大程度的減輕由于氧自由基對機體的損傷，及時修復受損的細胞[14]。黃嘌呤氧化酶、髓過氧化物酶同樣可以反應機體氧化應激反應，其中，黃嘌呤氧化酶可以反應活性氧水平的高低，而髓過氧化物酶主要在中性粒細胞中表達，可以反應該細胞的趨化聚集情況[15]。本研究中，觀察組單肺通氣后MDA水平低于對照組，SOD水平高于對照組，觀察組黃嘌呤氧化酶、髓過氧化物酶水平較對照組低。這表明，七氟烷聯合丙泊酚可減輕機體的氧化應激反應，調節機體氧化和抗氧化的平衡。

單肺通氣對機體是一種炎性刺激，會破壞肺內的毛細血管屏障，促進炎癥因子的產生和釋放，打破機體內促炎因子和抗炎因子的平衡，加重肺損傷。HMGB1廣泛分布在包括人類在內的多種哺乳動物細胞中，高度保守，具有釋放多種炎性因子的能力，介導DNA的生成及轉錄，可被動或主動分泌至胞外或細胞之內，使炎癥細胞大量聚集，破壞上皮組織，導致組織細胞缺氧壞死[16]。ICAM-1為免疫球蛋白家族的重要成員之一，可通過信號轉導途徑及其自身黏附作用介導機體的免疫效應及炎癥反應，進而發揮其在炎癥反應中的作用。在癌癥、感染、心血管疾病、氣道炎癥性疾病等患者血清中發現有ICAM-1的升高[17]。核因子kappa B(nuclear factor-kappa B，NF-κB)信號通路可參與機體炎癥反應的潛伏、誘導等多個階段，HMGB1可介導TLR4/NF-κB信號通路，而ICAM-1則是NF-κB通路的靶基因[18]。本研究中，單肺通氣后，兩組患者的HMGB1及ICAM-1均有升高，但觀察組低于對照組。這表明，丙泊酚聯合七氟烷用于單肺通氣，可降低患者的炎癥反應。這可能是由于丙泊酚聯合七氟烷維持麻醉可減少促炎因子的生成，同時增加抗炎因子的濃度。在Yeh等[19]的研究中發現，丙泊酚可降低肺泡內巨噬細胞的炎癥因子，最大限度的降低脂多糖對肺組織的損傷。

綜上所述，七氟烷聯合丙泊酚治療單肺通氣的患者，可保護患者的肺功能，降低患者炎癥反應，改善氧化應激反應，有利于機體保持穩定血流動力學。