老年全身麻醉患者血清ADP、S-100β蛋白及HIF-1α水平與術(shù)后認(rèn)知功能障礙的相關(guān)性分析

寧栩，陳歡，司海超，司小萌

（南陽(yáng)市中心醫(yī)院 麻醉科，河南 南陽(yáng) 473000 ）

術(shù)后認(rèn)知功能障礙（postoperative cognitive dysfunction,POCD）為手術(shù)麻醉后常見(jiàn)神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥。老年患者因身體條件較差，在全身麻醉后出現(xiàn)POCD 的概率較高，可損害患者反應(yīng)速度、注意力、執(zhí)行能力、記憶力等，嚴(yán)重影響患者工作能力和生活質(zhì)量，甚至增加死亡率，因此早期診斷十分必要［1］。目前臨床尚不完全明確POCD發(fā)生病理生理學(xué)機(jī)制，但研究發(fā)現(xiàn)，麻醉和手術(shù)可影響患者內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定性，使機(jī)體處于應(yīng)激狀態(tài)，啟動(dòng)炎癥級(jí)聯(lián)反應(yīng)，損害患者神經(jīng)系統(tǒng)，引起認(rèn)知功能障礙［2］。脂聯(lián)素（adiponectin,ADP）為一種內(nèi)源性生物活性多肽，具有抗腫瘤、降血糖、抗炎等多種作用［3］。S-100β 蛋白是一種酸性鈣結(jié)合蛋白，研究表明，腦組織受損后血清S-100β 蛋白水平明顯提升，與神經(jīng)系統(tǒng)疾病密切相關(guān)［4］。缺氧誘導(dǎo)因子-1α（hypoxia-inducible factor-1α,HIF-1α）為缺氧關(guān)鍵調(diào)節(jié)劑，研究表明，缺氧與炎癥相互依存，同時(shí)缺氧狀態(tài)下HIF-1α 可啟動(dòng)激活多種下游基因，導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞變性壞死［5］。本研究探討老年全身麻醉患者血清ADP、S-100β 蛋白及HIF-1α 水平與POCD 的相關(guān)性，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取南陽(yáng)市中心醫(yī)院2017 年1 月至2019 年1月收治的159 例接受手術(shù)治療的老年患者，其中男87 例，女72 例；年齡60～83 歲，平均（69.08±4.86）歲；體質(zhì)量指數(shù)（BMI）18～31 kg/m2，平均（24.56±2.82）kg/m2；受教育年限2～17 年，平均（10.13±3.29）年。納入標(biāo)準(zhǔn)：①年齡≥60歲；②接受全身麻醉手術(shù)治療者；③患者及家屬均知情研究；④術(shù)前無(wú)認(rèn)知功能障礙者；⑤美國(guó)麻醉醫(yī)師協(xié)會(huì)（American Society of Anesthesiologists,ASA）分級(jí)Ⅰ～Ⅱ級(jí)。排除標(biāo)準(zhǔn)：①肢體功能障礙者；②中樞系統(tǒng)疾病者；③近期使用精神類藥物者；④酗酒史；⑤肝腎功能損害者。本研究經(jīng)南陽(yáng)市中心醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)。

1.2 方法

所有患者術(shù)前1 d 禁食8 h，禁飲4 h，進(jìn)入手術(shù)室前30 min 肌肉注射0.1 g 苯巴比妥鈉（哈藥集團(tuán)三精制藥有限公司，國(guó)藥準(zhǔn)字：H23 021166；規(guī)格：2 mL∶0.2 g）和0.5 mg 阿托品（上海禾豐制藥有限公司，國(guó)藥準(zhǔn)字：H31 021057；規(guī)格：2 mL∶10 mg）。進(jìn)入手術(shù)室后常規(guī)給予生命體征監(jiān)測(cè)，麻醉誘導(dǎo)前告知患者深呼吸，吸入純氧，麻醉誘導(dǎo)：1.5 mg/kg 琥珀膽堿（西安漢豐藥業(yè)有限責(zé)任公司，國(guó)藥準(zhǔn)字：H20 054745；規(guī)格：1 mL∶50 mg）；3～4 g/kg芬太尼（宜昌人福藥業(yè)有限責(zé)任公司，國(guó)藥準(zhǔn)字：H42 022076；規(guī)格：2 mL∶0.1 mg）；0.05 mg/kg 咪達(dá)唑侖（宜昌人福藥業(yè)有限責(zé)任公司，國(guó)藥準(zhǔn)字：H20067040，規(guī)格：3 mL∶15 mg）。麻醉維持：靜脈間斷注射維庫(kù)溴銨（湖北科益藥業(yè)股份有限公司，國(guó)藥準(zhǔn)字：H20084581，規(guī)格：4 mg）0.05 mg/kg；持續(xù)靜脈注射瑞芬太尼（宜昌人福藥業(yè)有限責(zé)任公司，國(guó)藥準(zhǔn)字：H20030197，規(guī)格：1 mg），以0.9%氯化鈉注射液稀釋為25 μg/mL 濃度溶液；持續(xù)靜脈注射異丙酚（西安力邦制藥有限公司，國(guó)藥準(zhǔn)字：H20110096，規(guī)格：50 mg∶500 mg）1 mg/kg；間斷吸入異氟醚（雅培制藥有限公司，批準(zhǔn)文號(hào)：X19990127，規(guī)格：9990%）1%～2.5% 配以氧/氧化亞氮混合物調(diào)整麻醉深度。

1.3 POCD 評(píng)估和分組

術(shù)后1 d 使用簡(jiǎn)易精神狀態(tài)檢查表（minimental state examination,MMSE）評(píng)估患者認(rèn)知功能，由FOLSTEIN 等［6］于1975 年制定，包括5 個(gè)項(xiàng)目，總分值0～30 分，<27 分為存在認(rèn)知功能障礙。根據(jù)MMSE 評(píng)分將159 例老年患者分為POCD 組（n=53）和非POCD 組（n=106）。

1.4 血清ADP、S-100β 蛋白、HIF-1α 水平測(cè)定

分別抽取所有患者手術(shù)前和術(shù)后1 d 5mL 空腹靜脈血液，3 000 r/min 離心10 min，半徑10 cm，分離血清，免疫比濁法（杭州聯(lián)科美訊生物醫(yī)藥技術(shù)有限公司）測(cè)定ADP 水平，酶聯(lián)吸附法（上海齊一生物科技有限公司）測(cè)定S-100β 蛋白水平，免疫組化法（上海彩佑實(shí)業(yè)有限公司）測(cè)定HIF-1α水平，所有操作嚴(yán)格按照試劑盒說(shuō)明書進(jìn)行。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

選用SPSS 26.0 統(tǒng)計(jì)學(xué)軟件，計(jì)數(shù)資料以百分率（%）表示，采用χ2檢驗(yàn)；計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（）表示，采用t檢驗(yàn)；相關(guān)性采用Pearson 相關(guān)性分析；受試者操作特征（ROC）曲線分析血清ADP、S-100β 蛋白、HIF-1α 水平對(duì)老年全身麻醉POCD 的預(yù)測(cè)價(jià)值。P<0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組一般資料比較

兩組性別、年齡、BMI、ASA 分級(jí)、教育年限、麻醉時(shí)間、手術(shù)時(shí)間、出血量、呼吸恢復(fù)時(shí)間、睜眼時(shí)間、拔管時(shí)間比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05），具有可比性。見(jiàn)表1。

表1 兩組一般資料比較

2.2 手術(shù)前后兩組血清ADP、S-100β 蛋白、HIF-1α 水平及MMSE 評(píng)分比較

手術(shù)前兩組血清ADP、S-100β 蛋白、HIF-1α 水平及MMSE 評(píng)分比較，差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）；術(shù)后兩組血清ADP 水平和MMSE 評(píng)分均明顯降低，S-100β 蛋白、HIF-1α 水平明顯提升，POCD 組改變更顯著，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。見(jiàn)表2。

表2 手術(shù)前后兩組血清ADP、S-100β 蛋白、HIF-1α 水平及MMSE 評(píng)分比較（）

表2 手術(shù)前后兩組血清ADP、S-100β 蛋白、HIF-1α 水平及MMSE 評(píng)分比較（）

注：?與非POCD 組比較，P<0.05。

2.3 POCD 組術(shù)后MMSE 評(píng)分與血清ADP、S-100β 蛋白、HIF-1α 水平的相關(guān)性分析

Pearson 相關(guān)性分析顯示，POCD 組術(shù)后MMSE 評(píng)分與血清ADP 水平呈正相關(guān)，與S-100β蛋白、HIF-1α 水平呈負(fù)相關(guān)（P<0.05）。見(jiàn)表3。

表3 POCD 組術(shù)后MMSE 評(píng)分與血清ADP、S-100β蛋白、HIF-1α 水平的相關(guān)性分析

2.4 血清ADP、S-100β 蛋白、HIF-1α 水平對(duì)老年全身麻醉患者POCD 的預(yù)測(cè)價(jià)值

ROC 曲線顯示，ADP+S-100β 蛋白+HIF-1α 預(yù)測(cè)老年全身麻醉患者POCD 的曲線下面積（AUC）大于各指標(biāo)單獨(dú)預(yù)測(cè)（Z=3.332、2.699、3.440,P=0.001、0.007、0.001），敏感度和特異度也更高。見(jiàn)表4。

表4 血清ADP、S-100β 蛋白、HIF-1α 水平對(duì)老年全身麻醉患者POCD 的預(yù)測(cè)價(jià)值

3 討論

隨著生活水平和醫(yī)療技術(shù)的提高，人類平均壽命得到了極大的延長(zhǎng)，隨著年齡的增長(zhǎng)，身體各組織、器官及系統(tǒng)功能均會(huì)逐漸減退，特別是老年人群，需要接受大手術(shù)的機(jī)會(huì)遠(yuǎn)高于中青年人群，由于對(duì)麻醉和手術(shù)的耐受性差，因此術(shù)后并發(fā)癥的概率和程度更高、更嚴(yán)重。中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙是老年患者心臟手術(shù)和非心臟大手術(shù)中嚴(yán)重并發(fā)癥，包括癡呆、譫妄、POCD 等。POCD 被定義為術(shù)后認(rèn)知領(lǐng)域“超預(yù)期”惡化，包括長(zhǎng)短期認(rèn)知、情緒、記憶、晝夜節(jié)律惡化。目前臨床對(duì)POCD 尚沒(méi)有統(tǒng)一的診斷標(biāo)準(zhǔn)，多通過(guò)神經(jīng)心理測(cè)量進(jìn)行診斷，MMSE 評(píng)分為國(guó)內(nèi)外廣泛用于認(rèn)知功能障礙評(píng)定的量表，能反映患者記憶力、定向力、理解力、意識(shí)等情況，具有簡(jiǎn)單易行和高靈敏度、特異度等優(yōu)勢(shì)。但MMSE 評(píng)分是通過(guò)問(wèn)答方式進(jìn)行的，部分患者可能依從性不高，導(dǎo)致結(jié)果誤差，而血清標(biāo)志物檢測(cè)則不受影響。

既往研究認(rèn)為脂肪組織是為機(jī)體提供能量?jī)?chǔ)存的場(chǎng)所，但后續(xù)發(fā)現(xiàn)脂肪組織還是機(jī)體重要的內(nèi)分泌器官，可產(chǎn)生、分泌多種細(xì)胞因子和激素，在多種炎癥和代謝疾病中扮演重要角色［7］。ADP是一種激素蛋白，主要由脂肪組織分泌，可通過(guò)結(jié)合其受體R1、R2 發(fā)揮相應(yīng)作用，大量研究證實(shí)，其對(duì)人體具有保護(hù)作用［8］。研究［9］顯示，在肥胖、糖尿病患者中，血清ADP 水平明顯降低，隨著其水平降低，可降低抗氧化、抗炎、胰島素增敏作用，促進(jìn)疾病發(fā)展。隨著研究的進(jìn)一步深入，發(fā)現(xiàn)ADP 不僅在心血管疾病和代謝疾病中發(fā)揮重要作用，還能對(duì)神經(jīng)細(xì)胞起到直接作用，能保護(hù)海馬區(qū)域的神經(jīng)細(xì)胞［10］。本研究結(jié)果顯示，POCD 患者血清ADP 水平明顯低于非POCD 組，與MMSE 評(píng)分呈正相關(guān)（P<0.05），說(shuō)明ADP 水平變化與POCD 發(fā)生密切相關(guān)。隨著其水平提升，POCD 發(fā)生概率越低，分析與以下機(jī)制有關(guān)：①ADP 可調(diào)節(jié)葡萄糖代謝，糾正腦部葡萄糖供應(yīng)不足，避免神經(jīng)元壞死和凋亡；②ADP 能提升胰島素敏感度，參與能量代謝調(diào)節(jié)和神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)；③ADP 能降低促炎因子表達(dá)，增加抗炎因子表達(dá)，避免神經(jīng)元受炎癥損害；④ADP 可降低β-淀粉樣蛋白產(chǎn)生和堆積，改善患者認(rèn)知功能［11］。

S-100 蛋白是一組低分子鈣結(jié)合蛋白，其中S-100β 蛋白由兩個(gè)β 亞單位組成，分子量21 ku，具備廣泛的生物活性，在細(xì)胞增生、凋亡、分化、基因表達(dá)中發(fā)揮重要作用。S-100β 蛋白對(duì)中樞神經(jīng)系的膠質(zhì)細(xì)胞具備高度特異性，雖然軟骨細(xì)胞、脂肪細(xì)胞、黑色素細(xì)胞也會(huì)分泌S-100β 蛋白，但在膠質(zhì)細(xì)胞中表達(dá)最高。研究［12］發(fā)現(xiàn)，腦損傷后腦脊液中S-100β 蛋白表達(dá)明顯提升，與腦損傷程度呈正相關(guān)，同時(shí)外周血液中S-100β 蛋白表達(dá)也會(huì)明顯提升，雖然較腦脊液反映較慢，但變化趨勢(shì)相同，因此檢測(cè)血液中S-100β 蛋白水平也能幫助判斷腦損傷。本研究結(jié)果顯示，POCD 患者血清S-100β 蛋白水平高于非POCD 組，與MMSE 評(píng)分呈負(fù)相關(guān)（P<0.05），說(shuō)明S-100β 蛋白水平變化與POCD 發(fā)生密切相關(guān)。隨著其水平提升，POCD 發(fā)生概率越高，分析是腦組織受損后S-100β 蛋白可經(jīng)損害的血腦屏障進(jìn)入腦脊液和外周血液循環(huán)，隨著損傷加重，分泌的S-100β 蛋白越多，因此能反映POCD 發(fā)生和嚴(yán)重程度。

HIF 為一種氧依賴轉(zhuǎn)錄激活因子，可通過(guò)結(jié)合低氧反應(yīng)元件，引發(fā)下游基因轉(zhuǎn)錄，其表達(dá)濃度與細(xì)胞內(nèi)氧含量密切相關(guān)，HIF-1α 為HIF 家族一員，由826 個(gè)氨基酸組成，低氧狀態(tài)下，線粒體電子傳鏈?zhǔn)芤种疲梢种艸IF-1α 降解，故缺氧狀態(tài)下，HIF-1α 廣泛表達(dá)于組織細(xì)胞中［13］。炎癥反應(yīng)為機(jī)體重要的反應(yīng)，當(dāng)機(jī)體受刺激時(shí)，則會(huì)激活炎癥相關(guān)介質(zhì)以修復(fù)組織，但若抗炎與促炎失衡，則會(huì)破壞自身組織，研究發(fā)現(xiàn)，腫瘤壞死細(xì)胞因子-α 誘導(dǎo)的炎癥反應(yīng)可促進(jìn)HIF-1α mRNA 表達(dá)及活化［14］。本研究結(jié)果顯示，POCD 患者血清HIF-1α 水平高于非POCD 組（P<0.05），分析與患者麻醉后吸入氧氣含量降低有關(guān)，同時(shí)麻醉和手術(shù)可使老年患者處于應(yīng)激狀態(tài)，激活炎癥反應(yīng)，導(dǎo)致HIF-1α 大量表達(dá)。結(jié)果顯示，POCD 患者血清HIF-1α 水平與MMSE 評(píng)分呈負(fù)相關(guān)（P<0.05），說(shuō)明隨著HIF-1α 水平的提升POCD 發(fā)生概率越高，分析是HIF-1α 可增加下游促凋亡基因BNIP3和p53 表達(dá)，促進(jìn)神經(jīng)細(xì)胞凋亡［15］。結(jié)果顯示，ADP+S-100β 蛋白+HIF-1α 預(yù)測(cè)老年全身麻醉患者POCD 的AUC、敏感度、特異度均高于各指標(biāo)單獨(dú)預(yù)測(cè)，說(shuō)明聯(lián)合檢測(cè)血清ADP、S-100β 蛋白、HIF-1α 水平有助于準(zhǔn)確預(yù)測(cè)POCD，指導(dǎo)臨床治療。

綜上所述，老年全身麻醉POCD 患者血清ADP 水平明顯降低，S-100β 蛋白和HIF-1α 水平明顯提升，與POCD 發(fā)生密切相關(guān)，聯(lián)合檢測(cè)能提升POCD 預(yù)測(cè)價(jià)值。