米力農(nóng)霧化吸入、靜脈泵入對體外循環(huán)肺損傷的預(yù)防效果及機制探討

郭宏偉，王武軍*，廖崇先，楊 謙，單忠貴，邱 風，朱壯輝

(1南方醫(yī)科大學南方醫(yī)院，廣州 510515;2廈門心臟中心)

體外循環(huán)所致炎癥反應(yīng)及缺血再灌注損傷是體外循環(huán)所致肺損傷的重要原因，臨床上常導致術(shù)后肺功能障礙［1～3］，特別是術(shù)前合并肺動脈高壓的患者其后果更為嚴重，已成為患者術(shù)后死亡的重要原因。米力農(nóng)是一種特異性磷酸二酯酶抑制劑，臨床上認為其有擴張肺血管，增加心排量的作用。近年來，其臟器保護作用日益受到重視。2010年4～11月，我們觀察了米力農(nóng)對體外循環(huán)所致肺損傷的影響，并比較霧化吸入及靜脈用藥兩種給藥途徑的差異?，F(xiàn)報告如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 45例風濕性瓣膜病患者，男16例，女29例，年齡25～69歲，體質(zhì)量43～81 kg，術(shù)前無感染性疾病史，未合并全身其他系統(tǒng)嚴重疾病，未使用糖皮質(zhì)激素及其他影響免疫功能的藥物，并按Jones診斷標準排除風濕活動，瓣膜重度狹窄患者不納入本研究。本研究已經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準并取得患者或其家屬知情同意。隨機分為霧化吸入組(M組)、靜脈組(V組)、對照組(C組)，各15例。

1.2 米力農(nóng)應(yīng)用及觀察方法 M組于術(shù)前48 h以生理鹽水5 ml加米力農(nóng)注射液5 mg緩慢霧化吸入，1次/8 h。V組于術(shù)前48 h每24 h靜脈泵入米力農(nóng)注射液15 mg，生理鹽水稀釋成50 ml，2 ml/h持續(xù)靜脈泵入。C組術(shù)前不做藥物處理。

全組均在靜吸復(fù)合麻醉下手術(shù)。經(jīng)右側(cè)頸內(nèi)靜脈置入Swan-Ganz漂浮導管，連接Edwads Vigilance血流動力學監(jiān)測儀備用。采用中度低溫(鼻咽溫度26～31℃)非搏動性灌注，中度血液稀釋，紅細胞壓積(HCT)20% ～29%，灌注流量為 2.2～2.8 L/(min·m)，體外循環(huán)過程中維持平均動脈壓于50 ～80 mmHg。

于麻醉誘導后切皮前(T0)、主動脈開放后30 min(T1)、術(shù)畢(T2)、術(shù)后 24 h(T3)、72 h(T4)及術(shù)后7 d(T5)6個時點抽取動、靜脈血各1 ml分別送檢血常規(guī)，并抽取動脈血4 ml，EDTA抗凝，3000 r/min離心15 min，取上層血漿置于－75℃冰箱凍存待測。用ELISA法測定樣本中腫瘤壞死因子(TNF-α)、白細胞介素-6(IL-6)、人髓過氧化物酶(MPO)、超敏C反應(yīng)蛋白(HSCRP)水平;用硫代巴比妥法測定丙二醛(MDA);于前5個時點行動脈血氣分析，并經(jīng)Swan-Ganz導管測量平均肺動脈壓(MPAP)、肺毛細血管楔壓(PCWP)，計算肺血管阻力(PVR)和氧合指數(shù)(OI)。PVR=80×(MPAPPCWP)/CO;OI=PaO2/FiO2。計算靜脈血與動脈血白細胞計數(shù)比值(V/A)。

1.3 統(tǒng)計學方法 采用SPSS13.0統(tǒng)計軟件。所測得 TNF-α、IL-6、HSCRP、MPO、MDA、WBC 值通過HCT進行校正后行統(tǒng)計學處理，校正值=測定值×轉(zhuǎn)流前HCT/測定時HCT。計量資料以表示。組間比較采用成組t檢驗，組內(nèi)不同時點比較采用配對t檢驗。P≤0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

全組手術(shù)順利，無圍術(shù)期死亡。三組患者圍術(shù)期各時點 PVR 及 OI見表 1，血漿 TNF-α、IL-6、HSCRP、MDA、MPO活性及V/A見表2。

表1 三組患者各時點PVR和OI比較(n=15，)

表1 三組患者各時點PVR和OI比較(n=15，)

注:與 C組相比，*P＜0.05;與 T0比較，#P＜0.05;與 V 組相比，△P ＜0.05

組別 PVR(kPa·s/L)OI M 組T0 22.1 ±3.4 360 ±29 T1 27.8 ±2.0# 301 ±21#T2 37.4 ±3.1*#△ 294 ± 30*#△T3 28.9 ±2.6*#△ 287 ±24＊△T4 24.4 ±4.2*# 329 ±26*#V組T0 19.2 ±3.7 354 ±27 T1 25.9 ±2.2*# 308 ±32#T2 43.3 ±3.0# 230 ±22#T3 35.2 ±2.9# 257 ±35#T4 29.0 ±2.5# 280 ±22#C組T0 20.2 ±2.6 374 ±33 T1 29.7 ±3.1# 283 ±37#T2 45.2 ±4.3# 219 ±19#T3 33.0 ±2.8# 243 ±41#T4 29.4 ±3.3# 272 ±22#

表2 三組患者各時點 TNF-α、IL-6、HSCRP、MDA、MPO 濃度及 V/A 比較(n=15，)

表2 三組患者各時點 TNF-α、IL-6、HSCRP、MDA、MPO 濃度及 V/A 比較(n=15，)

注:與 C 組相比，*P ＜0.05;與 T0相比，#P ＜0.05;與 V 組相比，△P ＜0.05

組別 TNF-α(pg/ml) IL-6(pg/ml) HSCRP(mg/l) MDA(mmol/l) MPO(ng/ml)V/A M 組T0 20.2 ±7.0 175.0 ±17.7 0.90 ± 0.06 8.3 ±1.4 41.2 ± 5.5 0.98 ±0.06 T1 24.5 ±3.3 212.0 ±21.3*# 0.99 ± 0.10 10.2 ±2.6*#△ 85.1 ±11.2＊△ 1.11 ±0.08#△T2 60.4 ±4.5*# 293.0 ±27.8*# 1.01 ± 0.11 18.4 ±2.2*#△ 134.4 ±19.8*#△ 1.12 ±0.11*#△T3 57.7 ±6.2# 384.0 ±34.1*#△ 82.47 ±12.10*# 17.6 ±3.1*#△ 142.0 ±28.4*#△ 1.07 ±0.07＊△T4 29.0 ±5.5*# 311.0 ±40.1*#△ 33.41 ± 4.38*# 13.7 ±2.8*#△ 119.0 ±17.4# 1.01 ±0.13 T5 18.3 ±4.6* 233.0 ±28.9# 9.54 ± 3.39*# 9.0 ±2.3 65.3 ± 8.9 1.06 ±0.06 V組T0 21.2 ±5.5 177.7 ±13.9 0.93 ± 0.07 7.8 ±2.0 45.4 ± 3.2 1.03 ±0.07 T1 22.5 ±2.8* 200.5 ±17.3*# 0.90 ± 0.12 15.1 ±2.0# 95.1 ± 9.8# 1.01 ±0.06*T2 54.5 ±4.5*# 305.0 ±24.0*# 0.98 ± 0.11 22.3 ±3.0# 173.3 ±13.0# 1.28 ±0.12*#T3 47.8 ±4.9*# 442.9 ±27.1*# 77.28 ± 9.12*# 21.3 ±3.6# 177.7 ±28.1# 1.22 ±0.07#T4 32.0 ±4.4*# 372.0 ±33.1# 28.15 ± 6.22*# 17.0 ±2.7# 110.0 ±14.5# 1.08 ±0.08 T5 23.6 ±5.9* 250.6 ±34.7# 12.33 ± 4.27*# 7.9 ±2.5 66.9 ± 8.8# 1.04 ±0.05 C組T0 18.4 ±5.1 182.0 ±19.1 0.89 ± 0.11 8.9 ±2.0 44.3 ± 7.2 1.05 ±0.03 T1 27.8 ±4.5# 257.0 ±29.4# 1.06 ± 0.07 14.2 ±2.2# 92.0 ± 8.0# 1.13 ±0.12#T2 79.1 ±6.7# 346.0 ±31.0# 0.94 ± 0.07 20.9 ±1.4# 189.5 ±23.1# 1.37 ±0.09#T3 55.6 ±8.8# 526.0 ±28.8# 121.4 ±18.34# 23.8 ±2.5# 177.8 ±19.7# 1.25 ±0.07#T4 40.2 ±7.8# 398.0 ±33.7# 61.33 ± 7.93# 17.7 ±4.1# 122.4 ±26.6# 1.06 ±0.12 T5 28.3 ±6.9# 275.0 ±27.2# 20.12 ± 5.47# 8.3 ±2.8 74.5 ±11.1#1.00 ±0.07

3 討論

體外循環(huán)所致的肺損傷主要由全身炎癥反應(yīng)和肺缺血再灌注損傷引起。中性粒細胞在肺內(nèi)聚集、活化是體外循環(huán)所致肺損傷的中心環(huán)節(jié)［4］。可誘發(fā)肺水腫及術(shù)后呼吸功能障礙［5，6］。

文獻報道，肺缺血期間血管內(nèi)皮細胞中環(huán)磷酸腺苷(cAMP)含量逐漸減少，而細胞內(nèi)cAMP的水平與再灌注后肺血管內(nèi)皮屏障功能的完整性高度相關(guān)［7］。激活腺苷酸環(huán)化酶，抑制磷酸二酯酶(PDE)或加入cAMP的類似物，都能增加細胞—細胞、細胞—基質(zhì)之間的連接，減少細胞間縫隙形成，降低血管內(nèi)皮通透性［8～11］。

炎癥介質(zhì)是體外循環(huán)肺損傷的根源［5］。體外循環(huán)可引起炎性介質(zhì)增多。TNF-α可活化多種促炎因子，可使中性粒細胞呼吸爆發(fā)產(chǎn)生氧自由基，引起中性粒細胞與內(nèi)皮細胞黏附增加，造成肺損傷［12］;IL-6可刺激 CRP、TNF-α、IL-1 的釋放，還能促進中性粒細胞釋放，抑制其凋亡［13］，從而加重中性粒細胞的致炎作用。HSCRP是一種急性時相蛋白，其變化與炎癥的發(fā)生、發(fā)展及預(yù)后密切相關(guān)［14］。本研究結(jié)果顯示三組患者TNF-α、IL-6、HSCRP活性在體外循環(huán)后均有不同程度升高。M組的TNF-α在T2、T4、T5低于C組，C組的 IL-6在 T1～T4高于 M組，V組術(shù)后各時點TNF-α均較C組低，且其IL-6在T1～T3亦低于C組，表明體外循環(huán)過程中確實發(fā)生了炎癥反應(yīng)，而米力農(nóng)具有抗炎作用。

筆者推測，米力農(nóng)發(fā)揮抗炎作用的機理可能是通過增加細胞內(nèi)cAMP的水平起到增強心肌收縮力、擴張肺血管的作用，使得白細胞加速通過肺循環(huán)，減少其在肺內(nèi)滯留，從而減輕其局部激活并釋放炎性介質(zhì)所導致的肺血管內(nèi)皮損傷。本研究中M組V/A顯著低于C組，而V組炎癥介質(zhì)的濃度雖然降低，但其V/A與對照組相比并無顯著差異，表明減少白細胞在肺內(nèi)的聚集、釋放炎癥介質(zhì)是米力農(nóng)抗炎作用的機制之一。此外，有研究表明，炎癥細胞內(nèi)的cAMP濃度增加亦可抑制炎性細胞的活性從而抑制炎癥反應(yīng)的程度。MPO是反映組織中炎性反應(yīng)的重要指標。本研究結(jié)果顯示M組再灌注后MPO明顯低于C組，提示霧化吸入米力農(nóng)后，炎性細胞的活性明顯受到抑制，組織中炎性反應(yīng)減輕。而V組并未出現(xiàn)相似變化，這可能與霧化吸入米力農(nóng)后在肺內(nèi)積聚的藥物繼續(xù)發(fā)揮作用有關(guān)。靜脈應(yīng)用的米力農(nóng)可能快速通過肺循環(huán)而進入體循環(huán)并迅速代謝或者可能與靜脈應(yīng)用米力農(nóng)的劑量有關(guān)。

本研究結(jié)果顯示，體外循環(huán)后三組患者PVR不同程度升高，OI不同程度降低，而M組上述兩指標的變化幅度均顯著低于C組，且較早恢復(fù)，說明其對圍術(shù)期肺功能的保護有積極的作用。米力農(nóng)對肺損傷的保護作用除與其抗炎作用有關(guān)外，尚可能與下列因素密切相關(guān)。米力農(nóng)特異性地抑制磷酸二酯酶后，肺組織中cAMP的降解減少，有利于保持內(nèi)皮細胞間，內(nèi)皮細胞與基質(zhì)間的緊密連接，抑制肺泡內(nèi)水滲出，改善呼吸功能。同時，米力農(nóng)尚具有抗生物氧化、保護膜結(jié)構(gòu)等活性［10］。MDA是脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物主要成分之一，測定血漿中MDA含量可以反映脂質(zhì)過氧化的程度，間接反映缺血再灌注損傷的情況。本研究結(jié)果顯示M組血漿MDA顯著低于C組，說明其能減少氧自由基產(chǎn)生，具有抗氧化作用。本研究中，我們觀察到靜脈應(yīng)用米力農(nóng)雖可顯著降低血中炎癥介質(zhì)的濃度，但對肺血管阻力、氧合能力及脂質(zhì)過氧化指標并無顯著影響，其可能原因已如前述。靜脈應(yīng)用米力農(nóng)的量—效及時—效關(guān)系尚有待于進一步研究。

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