微小化體外循環(huán)與超濾對先天性心臟病術(shù)后炎癥指標(biāo)的影響

提運幸，孟保英，王元祥，張設(shè)設(shè)，周 星，丁以群

體外循環(huán)（extracorporeal circulation，ECC）中血液與管道的外表面接觸，體溫過低，ECC 期間肺血流減少和內(nèi)毒素血癥等因素誘導(dǎo)全身炎癥反應(yīng)綜合征。傳統(tǒng)ECC 中常規(guī)使用超濾，其原因在于超濾可以通過去除體內(nèi)多余的水分和炎性介質(zhì)，減輕ECC中的血液稀釋，從而增加血細(xì)胞比容，減少血液制品使用和全身炎癥反應(yīng)。微小化ECC 策略通過改進(jìn)ECC 管道系統(tǒng)，縮短ECC 管道長度及縮小管徑，不但減少了預(yù)充量，提高無血預(yù)充率，大大降低了超濾的使用率，而且能增加術(shù)中尿量，提升術(shù)畢血細(xì)胞比容水平，減少新生兒及小嬰兒心臟手術(shù)中炎癥反應(yīng)［1－4］。然而，在減輕嬰兒先天性心臟病術(shù)后炎癥反應(yīng)方面，微小化ECC 是否可比擬超濾的作用未見有文獻(xiàn)報道。本研究擬通過對比觀察嬰兒外周血中性粒細(xì)胞／淋巴細(xì)胞比值（neutrophil／lymphocyte ratio，NLR）和C 反應(yīng)蛋白（C－reactive protein，CRP）的變化，從而探討微小化ECC 策略與超濾對嬰兒先天性心臟病術(shù)后炎癥指標(biāo)NLR 和CRP 的改變。

1 資料與方法

1.1 一般臨床資料 回顧性分析本院2015 年1 月至2018 年5 月期間在ECC 輔助下行先天性心臟病手術(shù)的嬰兒共637 例，其中男性325 例，女性312例，平均年齡（5.4±2.9）月；平均體質(zhì)量（6.2±1.6）kg。按照術(shù)中是否應(yīng)用微小化ECC 策略或常規(guī)ECC 是否使用超濾分為三組：微小化組（n ＝359）、超濾組（n ＝193）和非超濾組（n ＝85）。

1.2 ECC 方法 所有患兒ECC 中均使用Stokert S5型人工心肺機(jī)，其中微小化組采用的策略是：①泵頭懸掛并盡量靠近手術(shù)臺，縮短管道長度，人工心肺機(jī)與手術(shù)臺之間懸掛透明聚乙烯保護(hù)膜預(yù)防泵頭對手術(shù)無菌區(qū)造成污染。②減小管道直徑。微小化組中體質(zhì)量≤4 kg 患兒使用3／16 英寸管道，預(yù)充量80 ml；體質(zhì)量4～8 kg 患兒動脈管和左心引流管為3／16 英寸，主泵管、靜脈管和心內(nèi)吸引管為1／4 英寸，預(yù)充量100 ml；體質(zhì)量8～15 kg 患兒左心引流管為3／16 英寸，其余管道均為1／4 英寸，預(yù)充量120 ml。③應(yīng)用負(fù)壓輔助靜脈引流裝置，術(shù)中維持壓力≤－25 mmHg。④在手術(shù)切皮前靜脈推注呋塞米注射液（1 mg／kg，最大劑量10 mg／次）［2－3］。

1.2.1 超濾組 ECC 管道均為1／4 英寸，預(yù)充量250 ml。常規(guī)接入超濾器且在術(shù)中使用超濾，預(yù)充液中加入呋塞米注射液（1 mg／kg，最大劑量10 mg／次）。

1.2.2 非超濾組 ECC 管道均為1／4 英寸，預(yù)充量250 ml。術(shù)中未使用超濾，預(yù)充液中加入呋塞米注射液（1 mg／kg，最大劑量10 mg／次）。

1.3 資料收集 收集患兒臨床資料包括年齡、性別、體質(zhì)量、診斷、ECC 時間、主動脈阻斷時間、術(shù)中是否無血預(yù)充、轉(zhuǎn)中或停機(jī)后是否使用血制品、術(shù)中是否應(yīng)用超濾或微小化ECC 策略，圍術(shù)期外周血中性粒細(xì)胞、淋巴細(xì)胞和CRP。計算NLR。

1.4 統(tǒng)計學(xué)分析 采用SPSS 22.0 軟件進(jìn)行統(tǒng)計學(xué)分析。計量資料正態(tài)分布以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，組間比較采用單因素方差分析；非正態(tài)分布以中位數(shù)和四分位間距［Q（Q1，Q3）］表示，組間比較采用非參數(shù)檢驗（Kruskal－Wallis 檢驗），術(shù)前與術(shù)后比較采用配對樣本t檢驗。計數(shù)資料以頻數(shù)和率表示，組間比較采用卡方（χ2）檢驗。以P＜0.05 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。組間兩兩比較時為避免犯I 類錯誤概率，計量資料采用非參數(shù)檢驗，計數(shù)資料采用卡方（χ2）檢驗，采用Bonferroni 法校正檢驗水準(zhǔn)，以P＜0.0167 為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 一般臨床資料比較 各組患兒的年齡、性別占比、體質(zhì)量、Aristotle 評分、ECC 時間、主動脈阻斷時間和停循環(huán)率比較均無顯著差異（P＞0.05）。見表1。

2.2 術(shù)中用血情況對比 各組間的無血預(yù)充率、ECC 中用血率比較均有明顯差異（P＜0.05），而停機(jī)后血制品輸注率各組間比較無明顯差異（P＞0.05）。微小化組的無血預(yù)充率顯著高于超濾組和非超濾組，ECC 中用血率明顯低于超濾組和非超濾組。超濾組的ECC 中用血率明顯高于非超濾組。見表1。

2.3 炎癥指標(biāo)比較 術(shù)前NLR 和CRP 各組間比較無明顯差異（P＞0.05），術(shù)后NLR 和CRP 組間比較均有顯著差異（P＜0.05）。微小化組和超濾組的術(shù)后NLR 和CRP 均明顯低于非超濾組。超濾組術(shù)后CRP 明顯低于微小化組，術(shù)后NLR 兩組間比較無明顯差異。見表2。

3 討論

微小化ECC 是近年來開發(fā)出的一種新的ECC系統(tǒng)，主要通過縮短管道長度和減小管徑，使用內(nèi)置動脈濾器的膜肺等措施減少ECC 預(yù)充量，從而減少了圍術(shù)期用血。臨床研究結(jié)果表明：先天性心臟病手術(shù)患兒使用微小化ECC 系統(tǒng)能顯著減少預(yù)充量［5］，提高無血預(yù)充率［2］，減少ECC 中及圍術(shù)期輸血量，甚至可達(dá)到圍術(shù)期零輸血［6］，最終減少臨床用血［3］。本研究結(jié)果顯示微小化組的無血預(yù)充率明顯高于超濾組和非超濾組，這與本團(tuán)隊前期研究結(jié)果一致［2－3］。更有研究結(jié)果顯示：輸血量與CRP 峰值水平相關(guān)，減少輸血量的策略減輕患兒術(shù)后炎癥反應(yīng)［7］。因此，微小化ECC 有望可以減輕炎癥反應(yīng)，因其可以減少輸血需求，而輸血本身是促炎性的。

表1 患兒一般資料比較

表2 術(shù)前和術(shù)后炎癥指標(biāo)比較

在臨床研究中CRP 和NLR 常用作全身炎癥的標(biāo)志物。Starinieri 等［8］以CRP 作為接受主動脈瓣手術(shù)患者術(shù)后的炎癥標(biāo)志物，探討微小化ECC 系統(tǒng)是否在炎癥方面比傳統(tǒng)體外系統(tǒng)更有利。Jaworski等［9］應(yīng)用術(shù)后CRP 作為指標(biāo)評價先天性心臟病封堵術(shù)后兒童的感染診斷和抗生素應(yīng)用情況。Gao等［10］研究結(jié)果證實NLR 是在不能切除的胰腺癌患者預(yù)后評估中，比血小板／淋巴細(xì)胞比值更敏感的全身炎癥反應(yīng)生物標(biāo)志物。在注意缺陷多動障礙患兒中的研究結(jié)果表明NLR 可能是兒童注意缺陷多動障礙的潛在炎癥標(biāo)志物［11］。血常規(guī)是先天性心臟病患兒圍術(shù)期的常規(guī)檢驗項目，臨床研究中易于獲取并收集，故本研究以NLR 和CRP 作為指標(biāo)，探討微小化ECC 策略與超濾對嬰兒先天性心臟病術(shù)后炎癥指標(biāo)的改變。

超濾是一種公認(rèn)的ECC 期間血液濃縮方法，減少心內(nèi)直視手術(shù)中液體超載，提高血細(xì)胞比容［12］。傳統(tǒng)ECC 系統(tǒng)常規(guī)應(yīng)用超濾主要是因為傳統(tǒng)的ECC 預(yù)充量大，為了濾除體內(nèi)多余的水分。在某些機(jī)構(gòu)已嘗試不再進(jìn)行改良超濾，主要的動機(jī)是簡化和小型化的ECC 管路將減少血液稀釋，降低在ECC期間輸血的可能性，并潛在地提高安全性［13］。本中心前期臨床研究結(jié)果表明：在采用小型化ECC 管路系統(tǒng)的基礎(chǔ)上選擇性應(yīng)用超濾的新ECC 策略，患兒術(shù)中尿量增加，術(shù)后血細(xì)胞比容可比擬常規(guī)應(yīng)用超濾的傳統(tǒng)ECC［3］。此外，還認(rèn)為超濾通過降低炎性介質(zhì)的水平來減弱炎癥反應(yīng)［14］。本研究結(jié)果表明：超濾組的術(shù)后NLR 和CRP 均明顯低于非超濾組，提示術(shù)中超濾可以降低嬰兒先天性心臟病術(shù)后炎癥指標(biāo)NLR 和CRP。

ECC 誘發(fā)的全身炎癥反應(yīng)綜合征的病理機(jī)制認(rèn)為是ECC 管道的非生理性異質(zhì)界面與血液接觸后，激活體液級聯(lián)反應(yīng)系統(tǒng)和細(xì)胞因子。較短的管道意味著血液與之相互作用的表面積較小，這可能會減少炎癥反應(yīng)。微小化ECC 系統(tǒng)旨在減少血液與異物表面和空氣的接觸，并減少預(yù)充體積，以避免血液稀釋和炎癥，已被證明可降低術(shù)后細(xì)胞因子水平和其他炎癥標(biāo)志物［16］。臨床研究的結(jié)果證明了微小化ECC 系統(tǒng)在微創(chuàng)主動脈和二尖瓣手術(shù)中的炎癥、血液稀釋和臨床結(jié)果方面的優(yōu)勢［17］；比常規(guī)ECC 系統(tǒng)引起更少的全身性炎癥［18］。陳萍等［19］將40 例在ECC 下行心內(nèi)畸形矯治術(shù)的新生兒及小嬰兒隨機(jī)分為例數(shù)相同的兩組后對比發(fā)現(xiàn)：與傳統(tǒng)ECC 相比，微小化ECC 管路能減少新生兒及小嬰兒心臟手術(shù)后炎癥反應(yīng)。本研究結(jié)果顯示：微小化組的術(shù)后NLR 和CRP 均明顯低于非超濾組，提示微小化ECC可降低嬰兒先天性心臟病術(shù)后炎癥指標(biāo)，可能是與微小化ECC 減輕術(shù)中炎癥反應(yīng)有關(guān)。微小化ECC減小炎癥反應(yīng)的機(jī)制可能是通過減弱了p38－絲裂原活化蛋白激酶活化和活性氧，從而減弱白細(xì)胞中促炎性細(xì)胞內(nèi)信號傳導(dǎo)反應(yīng)［4］；改變內(nèi)皮細(xì)胞活化炎癥模式［16］。

本中心在微小化ECC 策略基礎(chǔ)上選擇性使用超濾，不但大大降低了超濾使用率，而且對患兒術(shù)后臨床預(yù)后轉(zhuǎn)歸并未產(chǎn)生明顯影響［3］。從前期的臨床研究結(jié)果顯示：應(yīng)用微小化ECC 策略降低了ECC 預(yù)充量，嬰幼兒中大部分棄用了超濾［2］，但是從減輕先天性心臟病術(shù)后炎癥反應(yīng)方面探討微小化ECC 策略是否可比擬超濾的作用尚未見有文獻(xiàn)報道。本研究通過對比分析微小化組和超濾組的術(shù)后NLR 和CRP 的改變后發(fā)現(xiàn)：兩組NLR 無明顯差異，但超濾組CRP 明顯低于微小化組，提示微小化ECC 對降低嬰兒先天性心臟病術(shù)后NLR 效果與超濾相似，但對降低術(shù)后CRP 的作用低于超濾。

綜上所述，微小化ECC 策略不但可以提高嬰兒先天性心臟病手術(shù)中無血預(yù)充率，降低圍術(shù)期用血率，而且還可以降低術(shù)后NLR 和CRP 水平。然而，微小化ECC 策略對降低嬰兒先天性心臟病術(shù)后炎癥指標(biāo)CRP 的作用低于超濾。