烏司他丁對全腔鏡食管癌根治術患者肺功能的保護作用及機制探討

王志剛，劉真富，高揚，徐朋，衛曉娜，苑進革，陳永學

1 邯鄲市中心醫院麻醉科，河北邯鄲 056008；2 棗莊礦業集團棗莊醫院麻醉科

食管癌根治術是最具創傷性的胃腸道手術之一。雖然微創技術、圍手術期監測和術后護理的改善降低了食管切除術后的病死率，但食管切除術后并發癥，尤其是心肺系統并發癥發生率仍高達50%［1］。烏司他丁是從人尿中提取的廣譜蛋白水解酶抑制藥物，可抑制多種絲氨酸蛋白酶、粒細胞彈性蛋白酶、透明質酸酶、纖溶酶等的活性，還具有穩定溶酶體膜、抑制溶酶體酶釋放、清除氧自由基及抑制炎癥介質釋放的作用［2］。臨床研究表明，烏司他丁能夠減輕全身炎癥反應綜合征相關的肺損傷。中性粒細胞彈性蛋白酶（NE）由活化的中性粒細胞釋放，被認為是炎癥組織損傷最重要的介質之一，是引起急性肺損傷（ALI）的主要炎癥因子，其作用機制是破壞細胞外基質和上皮連接結構，促使上皮細胞釋放白細胞介素6（IL-6）、IL-8等炎癥因子，在調節炎癥反應中起著至關重要的作用［3］。近期研究發現，烏司他丁可以降低體外循環后的血清及肺泡液NE活性，改善全身炎癥和相關ALI［4］。然而，烏司他丁對全腔鏡下食管癌根治術術后相關肺損傷的影響還未見報道。本研究觀察烏司他丁對全腔鏡食管癌根治術患者肺功能的保護作用并探討其機制，以期為行食管癌根治術的患者提供更有利的手術策略。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 經邯鄲市中心醫院醫學倫理委員會批準（20190028），選擇2019年9月—2022年7月本院收治的擇期行全腔鏡食管癌根治性切除術患者。納入標準：年齡50～75歲，美國麻醉醫師協會分級Ⅱ～Ⅲ級，術前經電子胃鏡及病理檢查確診為食管癌，戒煙2周以上，戒酒1周以上。排除標準：術前行放化療或免疫治療，長期服用激素類藥物，手術前患嚴重呼吸功能損害，有近期手術史，嚴重肥胖，合并心、腎等嚴重疾病。共收集到符合標準的擇期行全腔鏡食管癌根治性切除術患者90例，按照隨機數字表法分為烏司他丁組及對照組各45例。對照組男31例、女14例，年齡（63.3 ± 6.9）歲，BMI（22.7 ±3.7）kg/m2，有吸煙史 20例，術前肺活量（VC）102.4% ± 10.8%，術前一秒用力呼氣容積（FEV1）84.7% ± 3.9%，術前動脈血氧分壓（PaO2）為（87.3 ±7.2）mmHg，血清白蛋白（45.7 ± 4.4）g/L，麻醉時間（331.3 ± 42.9）min，胸腔操作時間（155.7 ± 24.9）min，失血量（365.7 ± 77.6）mL，補液量（2 543 ± 518）mL；烏司他丁組男29例、女16例，年齡（64.5 ± 5.8）歲，BMI（21.2 ± 4.2）kg/m2，有吸煙史18例，術前肺活量（VC）100.2% ± 8.9%，術前一秒用力呼氣容積（FEV1）83.2% ± 4.7%，術前動脈血氧分壓（PaO2）為（85.3 ± 6.7）mmHg，血清白蛋白（43.3 ± 4.5）g/L，麻醉時間（321.0 ± 32.7）min，胸腔操作時間（151.6 ±23.2）min，失血量（361.8 ± 91.3）mL，補液量（2 358 ±446）mL。兩組患者性別、年齡、BMI、吸煙史、術前VC、術前 FEV1、術前 PaO2、血清白蛋白、麻醉時間、失血量等一般資料均具有可比性（P均＞0.05）。

1.2 手術及藥物干預方法 手術均由同一手術團隊完成，均采用全腔鏡食管癌根治性切除術：食管—胃左頸部機械吻合，術中將管狀胃并漿肌層切割釘包埋，經后縱隔原食管床至左頸部吻合。麻醉方法：所有患者常規禁食8 h，禁水2 h。患者入室后常規開放靜脈通路，監測血壓、心電圖、SPO2。兩組患者均在局麻下行橈動脈穿刺并置管監測有創動脈血壓（ABP）。給予咪達唑侖0.05 mg/kg、舒芬太尼0.3 μg/kg、依托咪酯 0.3 mg/kg、順式阿曲庫銨0.2 mg/kg進行麻醉誘導。待肌肉完全松弛后，選擇合適導管可視喉鏡下行單腔插管。設置為容量模式，采用肺保護通氣策略，雙肺通氣時潮氣量（VT）為8～10 mL/kg，胸部操作時采用人工氣胸單肺通氣，單肺通氣時VT為6～8 mL/kg，吸呼比為1∶2，呼氣終末正壓為5 cmH2O，維持血氧飽和度（SaO2）＞90%。采用 1% 七氟烷+丙泊酚 3 mg/（kg·h），瑞芬太尼0.15 μg/（kg·min）進行麻醉維持。術中采取變溫毯維持患者鼻咽溫度在36～37 ℃。術中若收縮壓降低超過20%或小于90 mmHg時給予間羥胺0.5 mg或麻黃堿5 mg。當收縮壓升高超過20%時，加深麻醉或給予降壓藥物。關胸前，在胸腔鏡直視下，外科醫生實施肋間神經阻滯，完畢后吸痰膨脹肺，在胸腔鏡下觀察肺完全膨脹，腹部和頸部手術時雙肺進行通氣。手術結束前30 min，所有患者均靜脈給予50 mg氟比洛芬酯鎮痛。治療組于麻醉誘導前30 min給予烏司他丁20萬單位靜脈滴注，并于手術后第1天至術后第3天給予30萬單位/天的烏司他丁靜脈持續泵入，對照組給予等量生理鹽水。

1.3 指標觀察方法 ①氧合指數（OI）、呼吸指數（RI）：分別于麻醉誘導前（T1）、術畢即刻（T2）、術后第1天（T3）、術后第2天（T4）、術后第3天（T5）抽取患者動脈血，監測患者OI及RI。OI=PaO2/吸入氧濃度（FiO2），RI=肺泡-動脈氧分壓差（A-aDO2）/PaO2。②肺泡上皮襯液（ELF）中IL-6、IL-8水平及NE活性：分別于氣管插管后即刻及術畢拔管前即刻，采用支氣管鏡微量探針取樣（BMS）采取左段支氣管 ELF［5］。采用ELISA法檢測ELF中IL-6、IL-8水平，比色法檢測NE活性。③血清IL-6、IL-8水平及NE活性：于T1～T4時點分別取患者動脈血，檢測血清IL-6、IL-8水平及NE活性，方法同上。

1.4 統計學方法 采用SPSS22.0統計軟件。計量資料采用S-W法進行正態性檢驗，呈正態分布的數據以±s表示，組間比較行獨立樣本t檢驗，組內不同時點比較采用重復測量的方差分析；計數資料以n（%）表示，組間比較行χ2檢驗。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組不同時點OI及RI比較 與同組T1時點比較，對照組、烏司他丁組T2～T5時點OI降低，RI升高；與對照組同時點比較，烏司他丁組T3～T5時點OI升高，T4、T5時點RI降低（P均＜0.05）。見表1。

表1 兩組不同時點OI及RI比較（±s）

表1 兩組不同時點OI及RI比較（±s）

注：與同組T1時點比較，*P＜0.05；與對照組同時點比較，#P＜0.05。

組別對照組T1 T2 T3 T4 T5烏司他丁組T1 T2 T3 T4 T5 n 45 45 OI（mmHg）451.7 ± 44.1 356.5 ± 38.2*275.9 ± 26.6*219.4 ± 21.6*237.4 ± 21.5*442.9 ± 45.3 372.7 ± 42.9*306.4 ± 23.7*#285.0 ± 15.1*#294.1 ± 16.8*#RI 0.44 ± 0.14 0.93 ± 0.22*2.08 ± 0.79*2.43 ± 0.34*2.20 ± 0.49*0.48 ± 0.14 1.01 ± 0.37*1.88 ± 0.52*2.10 ± 0.49*#1.75 ± 0.35*#

2.2 兩組不同時點ELF中IL-6、IL-8水平及NE活性比較 與插管后即刻比較，對照組、烏司他丁組拔管前即刻ELF中IL-6、IL-8水平及NE活性均升高；與對照組比較，烏司他丁組ELF中ELF中IL-6、IL-8水平及NE活性均降低（P均＜0.05）。見表2。

表2 兩組不同時點ELF中IL-6、IL-8水平及NE活性比較（±s）

表2 兩組不同時點ELF中IL-6、IL-8水平及NE活性比較（±s）

注：與插管后即刻比較，*P＜0.05；與對照組同時點比較，#P＜0.05。

組別對照組插管后即刻拔管前即刻烏司他丁組插管后即刻拔管前即刻n 45 45 IL-6（ng/mL）4.0 ± 0.7 15.2 ± 3.8*4.3 ± 0.9 12.3 ± 3.4*#IL-8（ng/mL）23.6 ± 5.0 93.9 ± 19.5*20.4 ± 3.4 55.9 ± 13.9*#NE（mmol/mL）47.7 ± 6.6 486.2 ± 201.2*50.3 ± 10.9 147.0 ± 82.6*#

2.3 兩組不同時點血清IL-6、IL-8水平及NE活性比較 與同組T1時點比較，對照組、烏司他丁組T2～T4時點血清IL-6水平升高，T3、T4時點血清IL-8水平升高；與對照組同時點比較，烏司他丁組T2～T4時點血清IL-6水平降低，T5時點血清IL-8水平降低（P均＜0.05）。見表3。兩組在各時點均未檢測出血清NE活性。

表3 兩組不同時點血清IL-6、IL-8水平比較（pg/mL，±s）

表3 兩組不同時點血清IL-6、IL-8水平比較（pg/mL，±s）

注：與同組T1時點比較，*P＜0.05；與對照組同時點比較，#P＜0.05。

組別對照組T1 T2 T3 T4烏司他丁組T1 T2 T3 T4 n 45 45 IL-6 3.7 ± 0.8 83.5 ± 27.5*58.5 ± 17.6*45.8 ± 14.3*3.5 ± 0.8 72.3 ± 23.3*#46.9 ± 15.2*#31.3 ± 11.6*#IL-8 9.3 ± 2.3 11.2 ± 2.4 13.7 ± 4.4*38.4 ± 7.6*10.2 ± 3.5 12.5 ± 3.8 12.4 ± 3.8*20.3 ± 5.2*#

3 討論

食管切除術被認為是一種高風險的手術方法。盡管微創腔鏡下食管癌根治術的應用減少了一定的創傷，但是心肺系統的術后并發癥發生率仍然高達50%。在食管切除術相關的眾多呼吸系統并發癥中，ALI和急性呼吸窘迫綜合征（ARDS）的發生率分別為23.8%、14.5%，后者與病死率關系密切。

呼吸功能的監測能有效反映患者肺功能手術對肺造成損傷及損傷的程度，OI及RI是測定呼吸功能的重要指標。OI是反映肺與外界氣體及肺泡與毛細血管間氣體交換的有效指標，OI值與肺功能呈正相關；RI是反映肺泡攝取氧的能力及氣體交換能力的指標，RI值與肺功能呈負相關，其能從本質上體現患者真正的氧合狀況。本研究對術畢及術后1～3 d的OI及RI監測發現，全腔鏡食管癌術后兩組患者OI均顯著下降，RI均顯著升高。與對照組比較，烏司他丁組OI升高、RI降低。這提示全腔鏡食管癌術導致肺功能損傷，而烏司他丁的使用可改善患者術后OI及RI，減輕術后肺損傷。

手術急性期反應的一個主要特征是免疫系統的激活和炎性介質的釋放，加劇了局部和全身炎癥反應。相關研究顯示，食管癌術后加劇的全身炎癥反應會引起ALI、ARDS的發生［1］。食管切除術后患者血清IL-6、IL-8水平升高，其中發生肺部并發癥的患者血清 IL-6、IL-8 水平升高更為顯著［6］。MORITA等［7］研究顯示，在食管切除術后發生ALI的患者中，血清IL-6水平在術后0～2 d升高、血清IL-8水平在術后3 d升高。本研究結果顯示，血清IL-6水平在術畢至術后第2天均顯著升高，而血清IL-8水平在術后第1、2天出現明顯的升高，與MORITA等［7］的研究基本一致。

在食管切除術后的早期，肺組織被認為是細胞因子的主要來源。KATSUHIKO等［8］指出，支氣管肺泡灌洗液（BALF）中IL-8水平比血清中IL-8水平更能夠準確的預測食管切除術后的肺部并發癥。SAKAMOTO等［9］發現，食管切除術后24 h內，BALF中IL-6及IL-8水平比外周血高100倍。KOOGUCHI等［10］報道，食管切除術后肺泡巨噬細胞中IL-6、IL-8水平較高，支持了細胞因子主要在手術野產生和分泌的觀點。一項多中心研究表明，BALF中IL-6、IL-8水平與ARDS的發生密切相關［11］。GROVER等［5］報道，BMS是監測肺部事件的一種安全有效的技術，其能夠對ELF中的生化和免疫標記物進行連續分析，從而有助于評估ARDS進展過程。此外，與支氣管肺泡灌洗相比，BMS的優點是操作簡單，無需使用生理鹽水。研究表明，在細胞因子明顯升高的急、慢性病例中，使用BMS檢測到ELF標本中的濃度明顯高于支氣管肺泡灌洗，并且可以取代支氣管肺泡灌洗技術［12］。因此，我們在此研究中采用取BMS方法取ELF并進行分析。本研究發現，全腔鏡食管癌術后ELF中IL-6、IL-8均顯著升高，而烏司他丁的使用抑制了ELF中IL-6、IL-8水平，提示手術導致了肺部和全身的炎癥反應，而烏司他丁減輕了術后的肺部和全身炎癥。

NE被認為是引起肺損傷的重要炎癥因子，并能促使上皮細胞釋放IL-6、IL-8等炎癥因子。呼吸機相關性肺炎患者BALF中NE含量高于健康人，提示NE可能是呼吸機相關性肺炎的病理機制之一［13］。研究發現，ALI及ARDS患者血清和BALF中NE水平升高，使用NE抑制劑可減輕肺損傷癥狀［14］。本研究結果同樣顯示，全腔鏡食管癌根治術后ELF中NE水平顯著升高，提示抑制NE的釋放可能是減輕全腔鏡食管癌根治術后肺損傷的措施之一。既往研究報道，烏司他丁能抑制炎癥介質釋放，抑制肺部中性粒細胞的黏附和大量聚集，激活抗炎因子釋放，降低內皮細胞的活性，同時有對抗自由基的抗氧化性，起到保護肺臟的作用［15］。臨床研究表明，烏司他丁能降低體外循環后NE的活性并減輕術后肺損傷［4］。WANG等［16］研究報道，預防性使用烏司他丁能降低重癥監護患者血清NE活性，降低ARDS的發生。本研究結果表明，烏司他丁降低了全腔鏡食管癌根治術后ELF中NE的水平，但我們在血清中未檢測出NE活性水平，這可能與全腔鏡食管癌術后肺部局部炎癥明顯高于全身炎癥有關。

綜上所述，烏司他丁對全腔鏡食管癌根治術患者術后肺功能具有保護作用，其機制可能與抑制ELF中NE的活性，減輕術后全身炎癥反應有關。本不足之處研究樣本量較少，還需要多中心的大樣本的前瞻性隨機對照研究來證實。