Fontan術(shù)后血漿內(nèi)皮素-1和腎上腺髓質(zhì)素的改變研究

秦長瑜 鄧曉嫻 尚小珂 張李濤 張剛成 柳梅 丁珊珊 Liang Zhong

Fontan術(shù)后血漿內(nèi)皮素-1和腎上腺髓質(zhì)素的改變研究

秦長瑜 鄧曉嫻 尚小珂 張李濤 張剛成 柳梅 丁珊珊 Liang Zhong

目的 探討血漿內(nèi)皮素-1（ET-1）和腎上腺髓質(zhì)素（AM）在Fontan手術(shù)前后的變化情況及相互關(guān)系。方法 隨機選擇2012年1～6月武漢亞洲心臟病醫(yī)院行Fontan手術(shù)的患兒8例，為Fontan組；另隨機選擇8例先天性心臟病患兒行雙心室修復(fù)，為對照組。兩組患者術(shù)前經(jīng)超聲心動圖或心導(dǎo)管檢查都排除了繼發(fā)性肺動脈高壓。于體外循環(huán)（CPB）前即刻采5 ml靜脈血測定血漿ET-1和AM水平。術(shù)后即刻，術(shù)后6 h、24 h采靜脈血測定血漿ET-1和AM的水平。結(jié)果 兩組血漿ET-1水平于CPB后均升高，在CPB后6 h達到峰值，CPB后24 h減少。在CPB后6 h及24 h，F(xiàn)ontan組與對照組相比，血漿ET-1水平呈顯著高值［（8.41±2.28）pg/ml比（5.30±1.17）pg/ml，P=0.004；（8.40±2.28）pg/ml比（2.45±0.70）pg/ml，P=0.031］，差異有統(tǒng)計學(xué)意義。兩組血漿AM水平在CPB后均立即增加，在CPB 6 h后對照組達到峰值。CBP后6 h，F(xiàn)ontan組血漿 AM 水平升高的程度顯著低于對照組［（81.50±37.93）pg/ml比（221.00±59.71）pg/ml，P=0.045］，24 h 迅速恢復(fù)到 CPB 前基線水平，與對照組相比表現(xiàn)為顯著低值［（72.62±25.07）pg/ml比（174.75±73.33）pg/ml，P=0.000］，差異有統(tǒng)計學(xué)意義。結(jié)論 Fontan手術(shù)體外循環(huán)后患者ET-1表現(xiàn)出顯性效應(yīng)，可能在Fontan手術(shù)后的血管收縮機制中起重要作用。AM參與了Fontan手術(shù)后保護機制。

Fontan手術(shù)；內(nèi)皮素-1；腎上腺髓質(zhì)素；肺動脈高壓；全肺阻力

肺血管阻力（pulmonary vascular resistance，PVR）是決定Fontan手術(shù)成敗的至關(guān)重要因素[1]。傳統(tǒng)的Fontan手術(shù)僅適用于具有良好血流動力學(xué)狀態(tài)的三尖瓣閉鎖患者。近年來，隨著手術(shù)技術(shù)的提高和醫(yī)療條件的進步，手術(shù)適應(yīng)證已擴展到更復(fù)雜的先天性心臟病中，曾經(jīng)作為Fontan術(shù)禁忌證的情況如今也能實行該手術(shù)，比如術(shù)前存在肺血管阻力升高或房室瓣關(guān)閉不全[2,3]。已有研究報道了Fontan手術(shù)前后血漿細胞因子血漿內(nèi)皮素-1（Endothelin-1，ET-1）和腎上腺髓質(zhì)素（Adrenomedullin，AM）的水平[4]。本研究著重檢測了ET-1和AM的變化情況，旨在探討ET-1和AM對肺血管張力的影響及先天性心臟疾病患者Fontan手術(shù)前后ET-1與PVR之間的相關(guān)性。

1 對象與方法

1.1 研究對象 隨機選擇2012年1～6月武漢亞洲心臟病醫(yī)院行Fontan手術(shù)的患兒8例，其中1例三尖瓣閉鎖、1例右心室雙出口、1例完全大動脈轉(zhuǎn)位合并肺動脈狹窄、5例單右心室，為Fontan組。另隨機選擇8例先天性心臟病患兒行雙心室修復(fù)，其中2例繼發(fā)孔房間隔缺損、4例室間隔缺損、1例主動脈瓣關(guān)閉不全、1例二尖瓣關(guān)閉不全，為對照組。受試者年齡1～14歲，兩組平均年齡未見統(tǒng)計學(xué)差異［Fontan 組（4.50±2.88）歲，對照組（4.75±3.41）歲］，兩組中男性9例，女性7例。兩組患者術(shù)前經(jīng)超聲心動圖或心導(dǎo)管檢查均排除繼發(fā)性肺動脈高壓，其中Fontan手術(shù)組術(shù)前平均肺動脈壓力均低于 15 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa）。受試者家屬均簽署知情同意書，本研究獲得亞洲心臟病醫(yī)院倫理委員會批準。

1.2 方法 地西泮（0.2 mg/kg）靜脈滴注行麻醉誘導(dǎo)，用肌肉松弛劑與嗎啡維持，不使用吸入性麻醉藥物。于體外循環(huán)（CPB）前即刻采5 ml靜脈血測定血漿ET-1和AM水平。常規(guī)CPB，行主動脈阻斷并使用多劑量停搏液，灌注流速為2.2～2.4 L·m-2·min-1，保持中度低溫（28℃～30℃，肛溫）。CPB期間紅細胞壓積值保持在18%～28%。CPB持續(xù)時間為30～211 min［Fontan 組為（111.25±27.20）min，對照組為（86.25±29.24）min］，主動脈阻斷時間為 0～131 min［Fontan 組為（73.38±9.10）min，對照組為（53.25±39.03）min］，兩組行體外循環(huán)時間和動脈阻斷時間未見統(tǒng)計學(xué)差異。CPB后予多巴胺 4～10 mg·kg-1·min-1連續(xù)輸注。于術(shù)后即刻，術(shù)后6 h、24 h采靜脈血測定血漿ET-1和AM水平，血液樣品立即置于冰盒。采集的血液放入含有7.5 mM EDTA（乙二胺四乙酸）的試管，4℃下以2000×g離心力離心10 min，分離血漿并儲存在-70℃冰箱待檢。

1.3 血漿ET-1和AM的生物測定 本研究利用市售ET-1，21特異性放射免疫檢測系統(tǒng)（SRL，Tokyo，Japan）檢測待測血漿ET-1濃度。具體過程為：通過 Amprep 500-mg C2 columns（Amersham,Arlington Heights，IL） 從 1～2 ml酸化血漿中提出ET后，離心脫水去除產(chǎn)物中的液體成分，隨后將由待測血漿得到的產(chǎn)物重懸于250μl測定緩沖液（0.02 M 硼酸鈉，pH 7.4）中。準備同樣2份100μl的重懸產(chǎn)物和100μl已知濃度的合成ET-1（標準品）與兔抗內(nèi)皮抗體在4℃孵育4 h。加入碘125ET-3作為放射性示蹤劑，混合物在4℃孵育16～24 h。孵育完成后，采用磁力分選法（Amerlex-M Separator，Amersham），利用驢抗兔抗體結(jié)合磁珠將與抗體結(jié)合的ET從游離ET中分離。用伽馬散射計量儀（Packard Cobra Auto-Gamma，Downer′s Grove，IL）檢測磁力分選法得到的放射量。最終ET-1的含量根據(jù)廠家說明書，通過將重復(fù)檢測樣本均數(shù)與已知ET-1濃度的標準曲線進行比較計算得到。

血漿AM濃度是經(jīng)過提純后利用特異性放射免疫檢測（SRL，Tokyo，Japan）得到的。方法如下：2 ml Okasna加到調(diào)整好的Sep-Pak C18墨盒中（Millipore公司，Waters色譜，Milford，馬薩諸塞州），依次用 5 ml等滲鹽水、5 ml 0.1%（vol/vol）三氟乙酸和5 ml 20%（vol/vol）的乙腈（0.1%三氟乙酸溶解）清洗。然后將所溶解的物質(zhì)用4 ml 50%（vol/vol）的乙腈洗脫，并將洗脫液冷凍脫水。將產(chǎn)物溶解于0.3 ml 50 mmol/L的磷酸緩沖液（pH 7.4）中。終產(chǎn)物用放射免疫測定法（RIA），通過放射性標記的AM和兔抗合成AM抗體檢測。

1.4 統(tǒng)計學(xué)方法 采用SPSS 16.0統(tǒng)計學(xué)軟件進行數(shù)據(jù)分析。計量資料用±s表示，服從正態(tài)分布數(shù)據(jù)的組間比較用t檢驗，非正態(tài)分布數(shù)據(jù)的組間比較用非參數(shù)檢驗。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

血漿ET-1水平的時間過程如圖1所示。兩組血漿ET-1水平于CPB后均升高，在CPB后6 h達到峰值，CPB后24 h減少。但Fontan組與對照組相比，血漿 ET-1水平呈顯著高值［（8.41±2.28）pg/ml比（5.30±1.17）pg/ml，P=0.004，（8.40±2.28）pg/ml比（2.45±0.70）pg/ml，P=0.031］，差異有統(tǒng)計學(xué)意義。見表1。

表1 Fontan組與對照組血漿ET-1與AM水平比較（±s）

表1 Fontan組與對照組血漿ET-1與AM水平比較（±s）

AM（pg/ml）術(shù)前 術(shù)后即刻 術(shù)后6 h 術(shù)后24 h 術(shù)前 術(shù)后即刻 術(shù)后6 h 術(shù)后24 h對照組 8 2.51±0.18 1.86±0.78 5.30±1.17 2.45±0.70 58.12±24.50 131.88±26.94 221.00±59.71 174.75±73.33 Fontan組 8 2.58±0.17 4.28±3.49 8.41±2.28 8.40±2.28 54.12±11.52 129.38±40.42 81.50±37.93 72.62±25.07 T值 0.72 1.10 3.44 7.06 -0.42 -0.15 -5.58 -3.73 P值 0.900 0.373 0.004 0.031 0.222 0.202 0.045 0.001 ET-1（pg/ml）組別 例數(shù)

血漿AM水平的時間過程如圖2所示。兩組血漿AM水平在CPB后都立即增加，在CPB 6 h后對照組達到峰值［（72.62±25.07）pg/ml比（174.75±73.33）pg/ml，P=0.000］。Fontan 組血漿 AM 水平于CBP后6 h升高的程度顯著低于對照組［（81.50±37.93）pg/ml比（221.00±59.71）pg/ml，P=0.045］，術(shù)后24 h迅速恢復(fù)到CPB前基線水平，與對照組相比為顯著低值［（72.62±25.07）pg/ml比（174.75±73.33）pg/ml，P=0.000］，差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

3 討論

內(nèi)皮素是血管內(nèi)皮細胞分泌的縮血管活性肽，它參與血流動力學(xué)的正常生理調(diào)節(jié)，并且與心血管疾病的發(fā)生存在相關(guān)性[5]。ET分3種亞型（ET-1、ET-2和ET-3），參與了高血壓、心臟衰竭、支氣管哮喘、腎衰竭和腦血管痙攣的發(fā)病機制[6]。對于肺動脈高壓患者，肺動脈的高壓力和血流量的增加作用于肺動脈壁，刺激內(nèi)皮細胞產(chǎn)生ET。目前的研究表明，肺動脈高壓患者ET-1水平升高，提示其參與了肺動脈高壓的病理生理過程[7]。相反，AM是一種強效血管擴張肽，最初從人類嗜鉻細胞瘤組織中分離得到，可對心血管功能產(chǎn)生很大影響。AM由52個氨基酸構(gòu)成，其分子內(nèi)有1個二硫鍵，連接2個半胱氨酸，形成一個由6個氨基酸組成的環(huán)狀結(jié)構(gòu)[8]。降鈣素基因相關(guān)肽是一種有效的降血壓肽，AM與其具有輕微的同源性。與降鈣素基因相關(guān)肽一樣，靜脈注射AM可引發(fā)強烈持久的降血壓作用[9]。AM可被多種器官及細胞合成，血管內(nèi)皮細胞和平滑肌細胞也能有效分泌AM。AM在心血管穩(wěn)態(tài)的調(diào)節(jié)中發(fā)揮多種生物學(xué)效應(yīng)[9]，在臨床上常能觀察到高血壓、充血性心力衰竭、腎功能衰竭和感染性休克等心肺疾病患者血漿AM濃度高?，F(xiàn)有研究證實，AM是一種參與血管張力調(diào)節(jié)和體液控制的血管活性肽，并且作用強烈而持久[10]。

Fontan術(shù)后獨特的血流動力學(xué)特征有別于先天性心臟缺陷的其他修復(fù)類型。與雙心室修復(fù)相比，F(xiàn)ontan術(shù)后需要更高的中心靜脈壓（CVP）來維持術(shù)后的心輸出量。高CVP容易造成體循環(huán)靜脈淤血，術(shù)后往往導(dǎo)致水潴留、胸水、腹水和外周水腫。因此Fontan術(shù)前需檢查血流動力學(xué)因素，以確定是否符合手術(shù)適應(yīng)證及達到手術(shù)標準。如決定血流動力學(xué)的條件因素之一的PVR是決定Fontan手術(shù)是否可行的重要因素之一[11]，PVR升高會增加Fontan手術(shù)的危險[12]。當然，F(xiàn)ontan術(shù)后血流動力學(xué)狀態(tài)不僅僅取決于這一因素，血漿細胞因子也發(fā)揮著重要影響，只是關(guān)于血漿細胞因子水平變化的報道甚少。少量研究認為細胞因子對心肺平衡有重要影響，包括由血管內(nèi)皮細胞或血管平滑肌細胞產(chǎn)生和分泌的內(nèi)皮素、一氧化氮、前列腺素、腎上腺髓質(zhì)素等[13]。這些研究中都提到這些細胞因子可能作為血管調(diào)節(jié)器參與血流動力學(xué)的控制，以及這些細胞因子間的相互作用影響血管張力并對機體的局部產(chǎn)生重大影響。本研究中，CPB后兩組最初血漿ET-1的增加似乎是受體外循環(huán)的影響，同樣術(shù)后兩組血漿AM水平也是升高的。AM的升高可能是因為對抗CPB后ET-1水平起平衡作用。然而，CPB后6 h及24 h，F(xiàn)ontan組與對照組相比血漿ET-1水平顯著升高，AM水平卻顯著下降，這可能是因為高CVP會導(dǎo)致血漿ET-1升高和AM水平降低，并且形成一種不平衡的狀態(tài)。這與其他一些研究[14]的結(jié)論相似。這些研究發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)ontan術(shù)后PVR上升與血漿ET-1水平呈顯著正相關(guān)，表明ET-1可能有助于維持Fontan術(shù)后的血管收縮。當CVP增加時，這種機制可能有助于防止肺水腫及周圍水腫，即補償Fontan手術(shù)后相對較低的心輸出量。另外，F(xiàn)ontan手術(shù)后的心輸出量減少到約術(shù)前全身血流量的一半加上肺血流量水平，肺血管和周圍血管通過血管收縮能夠補償Fontan手術(shù)后低心輸出量的狀況。Nishikimi等[15]的研究還發(fā)現(xiàn)，中度至重度心臟衰竭患者血漿AM水平顯著增加，并且血漿AM、去甲腎上腺素和心房利鈉肽的濃度顯著相關(guān)，因此認為血容量增加、交感神經(jīng)系統(tǒng)活化可能與循環(huán)中AM水平的升高有關(guān)，心臟衰竭患者AM水平增加可能是對抗周圍血管阻力進一步升高的一種機制[16]。本研究中Fontan術(shù)后血漿AM水平較術(shù)前增加，推測Fontan術(shù)后AM參與了保護機制。但是Fontan組AM升高水平顯著低于對照組，原因可能是Fontan術(shù)后血漿心鈉素水平顯著升高且其與CVP具有顯著相關(guān)性[16]，心鈉素升高會控制體液水平，以避免在高CVP環(huán)境下的大量腹水和胸腔積液，但是心鈉素會相對抑制AM調(diào)節(jié)血管張力，在心輸出量較低時增加肺和外周血管阻力。

本研究的不足之處是樣本量較??；其次所有血漿細胞因子的數(shù)據(jù)都不是由全腔靜脈肺動脈連接處的通道中得到，結(jié)果有一定的局限性。但本研究的結(jié)果仍顯示出Fontan術(shù)后血漿細胞因子參與血流動力學(xué)的改變并發(fā)揮著重要作用。其結(jié)果對指導(dǎo)今后臨床的治療具有一定意義。

圖1 血漿ET-1水平變化情況

圖2 血漿AM水平變化情況

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Change of Endothelin-1 and Adrenomedullin after the Fontan operation

QIN Chang-yu＊，DENG Xiao-xian，SHANG Xiao-ke，et al.＊Wuhan Asia Heart Hospital Congenital Heart Center，Wuhan 430022，China

SHANG Xiao-ke，E-mail：14236338@qq.com

ObjectiveTo investigate the time course and mutual relationships of Endothelin-1 and Adrenomedullin before and after the Fontan operation.MethodsEight patients who had Fontan operation in Wuhan Asia Heart Hospital（2012.01-2012.06）were randomly selected into the Fontan group，and another 8 children with congenital heart diseases who had biventricular repair were set to the control group.Secondary pulmonary hypertension had been excluded by echocardiography or cardiac catheterization in both two groups.Immediately before cardiopulmonary bypass（CPB），5 ml of venous blood was drawn to measure the plasma ET-1 and AM levels.Plasma ET-1 and adrenomedullin levels were also measured in both groups immediately after operation，and 6 and 24 hours after operation.ResultsThe plasma ET-1 levels increased after CPB，peaked at 6 hours after CPB，and decreased 24 hours after CPB in both groups.However，the plasma ET-1 level in the Fontan group showed a significantly higher value compared with the control group at 6 and 24 hours after CPB ［（8.41±2.28）pg/mlvs（5.30±1.17）pg/ml，P=0.004］，［（8.40±2.28）pg/mlvs（2.45±0.70）pg/ml，P=0.031］.The difference are statistically significant.The plasma AM levels increased immediately after CPB in both groups and continued to increaseafter CPB，peaking at 6 hours after CPB.In the Fontan group，the plasma AM level showed significantly lower values compared with the control group at 6 hours after CPB［（81.50±37.93）pg/mlvs （221.00±59.71）pg/ml，P=0.045］and returned to the baseline level at 24 hours after CPB rapidly［（72.62±25.07）pg/mlvs（174.75±73.33）pg/ml，P=0.000］.The difference also shows statistically significant.ConclusionET-1 shows dominant effects after cardiopulmonary bypass in the Fontan operation，which might play an important role in maintaining vasoconstriction after the Fontan operation.AM functions in protective mechanism postoperatively.

Fontan operation； Endothelin-1； Adrenomedullin； Pulmonary hypertension； Total pulmonary resistance

湖北省兒童先天性心臟病流行病學(xué)調(diào)查（項目編號：JX6B90）；中新合作課題（項目編號：1215c013）

作者單位：430022 湖北省武漢市，武漢市亞洲心臟病醫(yī)院hybrid導(dǎo)管室（秦長瑜、鄧曉嫻、尚小珂、張李濤、張剛成）；湖北省武漢市第一醫(yī)院ICU（柳梅）；華中科技大學(xué)同濟醫(yī)學(xué)院附屬協(xié)和醫(yī)院腫瘤中心（丁珊珊）；新加坡國立心臟中心新加坡國立心臟研究所國立大學(xué)醫(yī)學(xué)研究院（Liang Zhong）

尚小珂，E-mail：14236338@qq.com

10.3969/j.issn.1672－5301.2015.01.021

R654.2

A

1672-5301（2015）01-0075－04

2014-11-25）