烏司他丁對體外循環(huán)患者呼出氣冷凝液IL-6、IL-8水平的影響及肺功能保護作用

姚雷，杜伯祥，葛建云，姜秀麗，劉麟，宋杰

南通市第一人民醫(yī)院，江蘇南通226001

體外循環(huán)(CPB)是心臟手術中的常用技術，然而CPB相關的肺缺血再灌注[1]、血液與CPB設備和管道接觸及輸血輸液等原因均可引起炎癥反應的過度激活[2]，導致一系列并發(fā)癥。CPB相關的肺損傷是CPB術后患者死亡的主要原因之一[3]。呼出氣冷凝液(EBC)檢測技術是一種非侵入性的、能反映下呼吸道襯液的方法，可用于檢測炎癥因子水平來直接評價氣道炎癥程度[4]、評估肺功能改變甚至預測術后急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)的發(fā)生[5]。近年來，EBC檢測被越來越多的應用于機械通氣患者氣道內環(huán)境評估，EBC中的IL-6、IL-8是反映氣道炎癥程度的常用指標[6]。烏司他丁是一種蛋白酶抑制劑，能抑制多種蛋白酶的活性，可通過抑制各種促炎因子的表達減輕炎癥反應[7]。烏司他丁還具有臟器保護作用，可改善心臟手術患者早期肺氧合情況[8]。但也有研究認為，烏司他丁并不能改善CPB患者的預后[9]。2018年1月～2019年9月，本研究觀察了烏司他丁對行CPB患者呼出氣冷凝液中IL-6、IL-8水平的影響及肺功能保護作用，探討氣道炎癥反應與烏司他丁肺功能保護作用之間的關系。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 選擇2018年1月～2019年9月在我院行CPB下心臟手術的患者48例，年齡>18歲，ASA Ⅱ級或Ⅲ級。排除標準：合并嚴重肝腎功能障礙者，合并肺部炎性疾病者，合并神經系統(tǒng)疾病者，合并精神障礙需服用藥物者，近期使用過抗炎藥物或抗氧化藥物者，長期使用糖皮質激素或免疫抑制劑者，困難氣道者，二次轉機或二次手術者等。采用隨機數(shù)字表法將患者分為烏司他丁組(U組)和對照組(C組)，每組24例。U組年齡(58.4±12.8)歲，男14例、女10例，體質量(66.1±12.1)kg，身高(166.5±6.8)cm，ASA分級Ⅱ級8例、Ⅲ級16例；C組年齡(58.6±11.9)歲，男14例、女10例，體質量(67.2±11.1)kg，身高(166.4±6.9)cm，ASA分級Ⅱ級5例、Ⅲ級19例。兩組一般資料具有可比性。本研究經我院倫理委員會批準且在中國臨床試驗注冊中心注冊(ChiCTR1800014299)，并與患者或其授權委托人簽署知情同意書。

1.2 麻醉及烏司他丁給藥方法 患者入手術室后常規(guī)監(jiān)測無創(chuàng)血壓、有創(chuàng)動脈壓、心電圖、脈搏血氧飽和度(SpO2)、腦電雙頻譜指數(shù)(BIS)、中心靜脈壓等。麻醉誘導采用靜脈注射咪達唑侖0.05 mg/kg、舒芬太尼1 μg/kg、依托咪酯0.3 mg/kg和維庫溴銨0.15 mg/kg，面罩通氣后行氣管插管。采用丙泊酚4～5 mg/(kg·h)、瑞芬太尼6～15 μg/(kg·h)和維庫溴銨0.12～0.15 mg/(kg·h)靜脈持續(xù)輸注維持麻醉，術中維持PETCO235～45 mmHg，BIS 40～60。U組在體外循環(huán)預沖液中加入烏司他丁(廣東天普生化醫(yī)藥股份有限公司，批號031708094)15 000 IU/kg，C組給予等量生理鹽水。心臟復跳后根據患者情況靜注血管活性藥物，術后在重癥監(jiān)護病房(ICU)繼續(xù)機械通氣呼吸支持。

1.3 血氣指標和手術相關指標檢測 分別于氣管插管后即刻(T0)、停CPB后(T1)、手術結束前30 min(T2)及術后4 h(T3)采集橈動脈血標本用于血氣檢測。記錄患者各時間點生命體征、血氣指標、手術時間、CPB時間、阻斷時間、出血量、輸血量。

1.4 EBC中IL-6、IL-8檢測 分別于氣管插管后即刻(T0)、停CPB后(T1)、手術結束前30 min(T2)及術后4 h(T3)收集EBC標本。EBC標本收集前15 min避免氣道內注入生理鹽水等護理操作，收集時將管道更換為干燥滅菌的螺紋管，將EBC收集裝置串聯(lián)入麻醉機呼氣端和麻醉機之間進行EBC收集。每次收集時間為30 min，收集結束后將標本立即置于-80 ℃冰箱保存。采用ELISA法檢測EBC中的IL-6、IL-8。為避免血液標本受預充液等原因稀釋，按照公式校正所測血液標本數(shù)據：校正值=實測值×(術前Hct/實測Hct)。

1.5 呼吸力學及肺功能指標檢測 分別于氣管插管后即刻(T0)、停CPB后(T1)、手術結束前30 min(T2)及術后4 h(T3)記錄患者的氧濃度(FiO2)、潮氣量(VT)、氣道峰壓(Ppeak)、氣道平臺壓(Pplat)，計算氧合指數(shù)(PaO2/FiO2)、肺泡動脈氧分壓差[P(A-a)O2]、呼吸指數(shù)(RI)。P(A-a)O2=(PiO2-PaCO2×1.25)-PaO2。PiO2=FiO2×(760-47)。RI=P(A-a)O2/PaO2。

1.6 術后情況及并發(fā)癥發(fā)生情況觀察 觀察并記錄患者術后呼吸支持時間、術后拔管時間、住ICU時間、出院時間及術后肺部并發(fā)癥(PPCs)發(fā)生情況。PPCs判定標準[10]：①體溫≥38 ℃持續(xù)超過24 h或白細胞≥11×109/L；②有下列癥狀之一，包括呼吸急促(呼吸頻率≥25次/min，持續(xù)超過24 h)，咳嗽伴痰量增多、顏色改變，排除心源性因素；③有肺部特異性指標之一，包括新出現(xiàn)的肺部體征(啰音、呼吸音減弱或管樣呼吸音)，低氧血癥(SpO2≤92%，持續(xù)超過24 h)，排除心源性因素；④有實驗室或X線證據之一，胸部X線片新出現(xiàn)的浸潤、實變、不張影像或痰培養(yǎng)發(fā)現(xiàn)致病菌。當①、②、③同時出現(xiàn)，或①、②、③至少出現(xiàn)一個并符合④時即診斷為PPCs。

2 結果

2.1 兩組血氣指標和手術相關指標比較 兩組不同時間點MAP和HR差異均無統(tǒng)計學意義。U組T1時MAP低于T0時，兩組T2時MAP高于T1時，兩組T1～T3時HR均高于T0時(P均<0.05)。見表1。兩組手術時間、CPB時間、阻斷時間及術中出血量差異均無統(tǒng)計學意義。見表2。

表1 兩組不同時間點MAP、HR比較

注：與同組T0時相比，*P<0.05；與同組T1時相比，#P<0.05。

表2 兩組手術時間、CPB時間、阻斷時間、術中出血量和輸血量比較

2.2 兩組不同時間點EBC中IL-6、IL-8水平比較 兩組EBC中IL-6、IL-8在T0時差異均無統(tǒng)計學意義。U組T2、T3時EBC中IL-6水平低于C組，U組T1～T3時EBC中IL-8水平低于C組(P均<0.05)。兩組T1～T3時EBC中IL-6、IL-8水平高于T0時(P均<0.05)；兩組T2時EBC中IL-6、IL-8水平高于T1、T3時，T3時低于T1時(P均<0.05)。見表3。

表3 兩組不同時間點EBC中IL-6、IL-8水平比較

注：與同時點C組相比，*P﹤0.05；與同組T0時相比，#P<0.05；與同組T1時相比，△P<0.05；與同組T2時相比，☆P<0.05。

2.3 兩組不同時間點呼吸力學及肺功能指標比較 兩組不同時點VT組間差異無統(tǒng)計學意義，組內比較差異也無統(tǒng)計學意義。兩組不同時點Ppeak組間差異無統(tǒng)計學意義；兩組T1時Ppeak低于T0時，T3時高于T1、T2時，C組T3時Ppeak高于T0時(P均<0.05)。兩組不同時點Pplat組間差異無統(tǒng)計學意義；兩組T3時Pplat高于T1、T2時，C組T1時Pplat低于T0時(P均<0.05)。兩組PaO2/FiO2在T0時差異無統(tǒng)計學意義，U組T1～T3時PaO2/FiO2高于C組(P均<0.05)；兩組T1～T3時PaO2/FiO2低于T0時(P均<0.05)。兩組P(A-a)O2在T0和T3時差異無統(tǒng)計學意義，U組T1、T2時P(A-a)O2低于C組(P均<0.05)；兩組T1、T2時P(A-a)O2高于T0時，兩組T3時P(A-a)O2低于T2時，U組T2時P(A-a)O2高于T1時、T3時低于T1時，C組T3時P(A-a)O2低于T1時(P均<0.05)。兩組RI在T0和T3時差異無統(tǒng)計學意義，U組T1、T2時RI低于C組(P均<0.05)；兩組T1～T3時RI均高于T0時(P均<0.05)。見表4。

表4 兩組不同時間點呼吸力學及肺功能指標比較

注：與同時點C組相比，*P﹤0.05；與同組T0時相比，#P<0.05；與同組T1時相比，△P<0.05；與同組T2時相比，☆P<0.05。

2.4 兩組術后呼吸支持時間、拔管時間、住ICU時間和住院時間比較 兩組術后呼吸支持時間和住院時間差異無統(tǒng)計學意義。U組術后拔管時間和住ICU時間均短于C組(P均<0.05)。見表5。U組PPCs發(fā)生率為29.2%(7/24)，C組PPCs發(fā)生率為62.5%(15/24)，U組PPCs發(fā)生率低于C組(P﹤0.05)。

表5 兩組術后呼吸支持時間、拔管時間、住ICU時間和住院時間比較[M(Q1,Q3)]

注：與C組相比，*P﹤0.05。

3 討論

在CPB下進行的心臟手術可引起大量的炎癥因子激活，引發(fā)系統(tǒng)性炎癥反應。而由CPB引起的術后肺功能障礙是心臟手術后較為常見的導致死亡率增加、住院時間延長的并發(fā)癥[11]。烏司他丁是來源于人類尿液的分子量為67 kD的糖蛋白，是一種絲氨酸蛋白酶抑制劑。烏司他丁除了能在體內和體外阻斷蛋白酶通路，還具有抗炎特性，目前已被用于治療急性炎癥性疾病，如敗血癥、彌散性血管內凝血(DIC)、休克和胰腺炎等[12]。此外，有研究證明烏司他丁可預防CPB下心臟手術患者術后并發(fā)癥的發(fā)生，減少CPB相關的炎癥因子釋放，縮短機械通氣時間[13]。

EBC檢測技術是一種非侵入性反映下呼吸道襯液的新方法，它不干擾氣道的生理或病理狀態(tài)，具有無創(chuàng)、簡便、可靠性和重復性好等優(yōu)點[14]，可用于評價氣道炎癥和氧化應激程度[4]、進行蛋白組學分析篩選生物標志物[15]、行miRNA序列分析呼吸系統(tǒng)疾病的表觀遺傳因子等[16]。除了可用于多種呼吸系統(tǒng)相關疾病的診斷、評估外，EBC檢測技術也可用于氣管插管全麻術中和術后評估肺功能改變，還有研究認為EBC中炎癥因子水平變化較血清指標更靈敏[5，17～19]。IL-6和IL-8是參與CPB期間炎癥反應和組織損傷的重要細胞因子，其水平可反映CPB后全身炎癥反應的程度，CPB期間機體內IL-6和IL-8等促炎因子過度表達會導致肺組織和其他臟器損傷[20]。有學者[21]發(fā)現(xiàn)CPB下先心病矯正術患兒血清和肺泡灌洗液中IL-6、IL-8水平均較術前明顯升高，且與患者術后呼吸功能受損明顯相關。

本研究觀察了烏司他丁對CPB患者EBC中IL-6、IL-8水平的影響、肺功能變化及術后肺部并發(fā)癥的發(fā)生情況，進一步評估烏司他丁對CPB心臟手術患者的肺功能保護作用。結果顯示，使用烏司他丁的患者EBC中IL-6、IL-8水平在CPB后明顯低于未使用烏司他丁的患者，所有患者EBC中IL-6、IL-8水平在CPB后均明顯增高，在手術結束前達到高峰，術后4 h時稍下降，提示經過CPB后患者氣道內的炎癥反應被過度激活，而使用烏司他丁可明顯減輕炎癥反應的程度。使用烏司他丁的患者在CPB后PaO2/FiO2明顯高于未使用烏司他丁者，而所有患者PaO2/FiO2在CPB后均明顯低于CPB前，提示CPB使得患者氧合嚴重受損，而使用烏司他丁可減輕損傷程度。使用烏司他丁的患者P(A-a)O2和RI在CPB結束后和手術結束前30 min均明顯低于未使用烏司他丁者，但在術后4 h時差異無統(tǒng)計學意義，而所有患者P(A-a)O2和RI在CPB后較前明顯增高，提示CPB會導致肺通氣和換氣功能減弱，造成肺功能下降，而使用烏司他丁可改善肺功能受損；至于術后4 h時無明顯差異，分析原因一方面是由于機體自我修復即肺部炎癥反應主要出現(xiàn)在損傷后4～6 h內[22]，另一方面是醫(yī)療干預的結果。使用烏司他丁的患者PPCs發(fā)生率低于未使用者，提示烏司他丁可能通過減輕下呼吸道炎癥反應來減少PPCs的發(fā)生。使用烏司他丁的患者術后拔管時間和住ICU時間較未使用者均明顯縮短，但呼吸支持時間和術后住院時間并無明顯差異，可能與人為因素差異(包括人為判斷脫機時機或人為要求出院等)或樣本量較小有關。

本研究的不足在于樣本量較小，且對患者僅隨訪至出院，未進行針對并發(fā)癥和病死率的長期隨訪觀察；在統(tǒng)計呼吸支持時間和拔管時間時，統(tǒng)計的僅為首次情況，對于拔管后因呼吸功能衰竭再次進行呼吸支持的情況未納入統(tǒng)計；另外，EBC標本的采集不是瞬時完成的，這使得EBC檢測的結果只能反映某一時間段內的氣道炎癥反應情況。

綜上所述，烏司他丁可降低心臟手術患者CPB后EBC中IL-6、IL-8水平，改善氧合和肺功能，減少PPCs發(fā)生，縮短術后拔管時間和住ICU時間。烏司他丁可能是通過減輕氣道炎癥反應來發(fā)揮肺保護作用的。