引用本文: 徐杰豐, 吳春雙, 陳啟江, 金曉紅, 張茂. 經食道降溫對豬復蘇后肺損傷及全身性炎癥反應的影響. 華西醫學, 2019, 34(11): 1261-1267. doi: 10.7507/1002-0179.201911020 復制
心臟驟停(cardiac arrest,CA)患者在心肺復蘇(cardiopulmonary resuscitation,CPR)成功后,大多將繼發以心腦臟器損傷為主的多器官功能障礙,成為患者住院期間死亡的主要原因[1-2]。當前,CPR 指南已建議復蘇后需要重點評估與減輕缺血再灌注所致的多器官損傷[3]。研究表明,機體在經歷 CA/CPR 所致的全身性缺血再灌注損傷后,將誘發和釋放大量炎癥介質,表現為系統性炎癥反應綜合征,與復蘇后多器官功能障礙的發生密切相關[4-6]。肺臟在 CA/CPR 后可因機械性損傷、缺血再灌注損傷等因素而繼發急性肺損傷,造成機體供氧不足而加速復蘇后多器官功能障礙的發生發展[7-8]。因此,減輕復蘇后全身性炎癥反應和肺損傷,可能遏制多器官功能障礙的進程而改善 CA 患者的臨床預后。治療性亞低溫對復蘇后的多器官具有保護作用,已被指南推薦[3, 9]。近來研究報道,治療性亞低溫同樣能減輕復蘇后機體的全身性炎癥反應及氧供障礙[10]。通過早期快速誘導、穩定維持及緩慢復溫等途徑能進一步地加強復蘇后亞低溫的多器官保護效應[9, 11-12]。筆者前期利用經食道降溫成功地快速誘導亞低溫,觀察到優于傳統降溫方法的心腦保護作用[13]。當前研究將探討經食道降溫對復蘇后肺損傷與全身性炎癥反應的影響。現報告如下。
1 材料與方法
1.1 實驗動物
國產普通級雄性大白豬 32 頭,月齡 4~6 個月,體重 33~41 kg,購自上海甲干生物科技有限公司,動物生產合格證號: SCXK(滬)2015-0005,動物使用許可證號: SYXK(滬)2013-0087。實驗動物抵達后,給予標準條件飼養,如自由飲水、常規喂食、定期清潔與除菌等。該研究經浙江大學醫學院附屬第二醫院動物倫理委員會批準(2019 年度第 004 號)。
1.2 主要儀器與試劑
主要儀器:SynoVent E5 呼吸機與 BeneView T6 監護儀(深圳邁瑞生物醫療電子股份有限公司);Blanketrol Ⅲ控溫毯儀(美國 CSZ 公司);長直喉鏡(美國 Welch Allyn 公司);PMSH-300 呼氣末二氧化碳分壓監測儀(上海三埃弗電子有限公司);連續心排血量監測儀(德國 Pulsion 公司);誘顫電極(美國 EP 公司);E Series 除顫監護儀(美國 ZOLL 公司)。
主要試劑:2 mL∶0.1 g 鹽酸氯胺酮注射液(江蘇恒瑞醫藥股份有限公司);25 g 戊巴比妥鈉粉劑(美國 Merck 公司);2 mL∶0.1 mg 枸櫞酸芬太尼注射液(宜昌人福藥業有限責任公司)。
1.3 實驗分組與干預
在模型制作前,動物采用隨機數字表法分為假手術組(S 組,n=5)、正常溫度組(NT 組,n=9)、體表降溫組(SC 組,n=9)與食道降溫組(EC 組,n=9)。S 組僅進行動物準備,其余 3 組通過 8 min 心室顫動(室顫)與 5 min 心肺復蘇的方法制備心肺復蘇模型。實驗中,S 組與 NT 組利用控溫毯儀全程維持(38.0±0.5)℃ 的正常體溫;SC 組與 EC 組在復蘇后 5 min 時外接控溫毯儀,分別經體表冰毯與食道降溫導管降溫,目標溫度 33℃,達標后維持該溫度至復蘇后 24 h,再以 1℃/h 復溫 5 h。
1.4 動物準備
實驗前 12 h,所有動物禁食不禁水。實驗時,首先予以 20 mg/kg 氯胺酮肌肉注射誘導麻醉,然后給予 30 mg/kg 戊巴比妥鈉靜脈注射全身麻醉,此后靜脈泵入 8 mg/(kg·h)戊巴比妥鈉與 2 μg/(kg·h)芬太尼維持麻醉狀態。使用經口長直喉鏡進行氣管插管,然后連接呼氣末二氧化碳分壓監測儀監測呼氣末二氧化碳分壓,以及呼吸機進行機械通氣。呼吸機參數為潮氣量 10 mL/kg、峰流速 40 L/min 和氧濃度 21%,并調節初始呼吸頻率維持呼氣末二氧化碳分壓在 35~40 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)的正常范圍內。通過心電電極進行常規的肢體Ⅱ導聯心電監測。
手術暴露左頸外靜脈與左股動脈,置入中心靜脈導管和熱稀釋動脈導管,二者連接脈搏指示連續心排血量監測儀,用于定期檢測肺水情況。手術暴露右股動靜脈,分別置入 Swan-Ganz 導管至胸主動脈與右心房,用于監測動脈血壓、右心房壓與體溫,以及采集動靜脈血標本。手術暴露右頸外靜脈,置入室顫誘導電極至右心室,用于誘導室顫。實驗準備中,動物使用控溫毯儀維持(38.0±0.5)℃ 的正常體溫。
1.5 實驗模型建立
經右心室室顫誘導電極釋放 1 mA 交流電約 3 s,室顫誘導成功后迅速斷開呼吸機、停止機械通氣,無干預觀察 8 min。然后啟動人工 CPR,即 30∶2 的人工胸外按壓和球囊輔助通氣,其間使用除顫監護儀進行按壓質量反饋,以確保按壓深度 5~6 cm、頻率 100~120 次/min。CPR 2.5 min 時,靜脈注射 20 μg/kg 腎上腺素,此后根據需要每 3 分鐘重復 1 次。CPR 5 min 時,予以 150 J 的雙向波電除顫 1 次,然后判斷自主循環。自主循環恢復的標準為室上性自主心律伴平均動脈壓>50 mm Hg、持續 5 min 以上[10]。若未恢復,即刻重啟 CPR 2 min 后再除顫 1 次。如此重復 5 個循環后,若動物仍未恢復自主循環,宣告復蘇失敗。所有復蘇成功的動物,重啟機械通氣,繼續麻醉監護 30 h。復蘇后 30 h 時,對動物靜脈注射 150 mg/kg 戊巴比妥鈉進行安樂死,迅速獲取肺組織標本進行檢測。
1.6 觀察指標
全程動態監測動物體溫的變化。CPR 期間,記錄動物的冠狀動脈灌注壓、復蘇成功率、復蘇時間、腎上腺素用量及除顫次數等。于 CA 前與復蘇后 1、6、12、24、30 h 時,利用連續心排血量監測儀檢測血管外肺水指數(extra-vascular lung water index,ELWI)與肺血管通透性指數(pulmonary vascular permeability index,PVPI),同時采集動脈血檢測血氣分析與血乳酸水平,并計算氧合指數(oxygenation index,OI),采集靜脈血標本檢測腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)與白細胞介素-6(inerleukin-6,IL-6)的血清水平。于復蘇后 30 h 時,獲取左肺下葉組織,擇期檢測肺組織 TNF-α、IL-6、丙二醛的含量與超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)的活性。TNF-α 與 IL-6 檢測試劑盒購自上海美軒生物科技有限公司。丙二醛與 SOD 檢測試劑盒購自南京建成生物工程研究所。
1.7 統計學方法
使用 SPSS 18.0 統計軟件進行統計學分析。正態分布的計量資料以均數±標準差表示,非重復測量資料組間比較采用單因素方差分析;重復測量資料采用重復測量資料的方差分析,其各時間點的組間比較采用多變量方差分析;4 組間進一步兩兩比較,采用 Bonferroni 事后檢驗。計數資料如復蘇成功率,組間比較采用 Fisher 確切概率法。檢驗水準 α=0.05。
2 結果
2.1 各組動物的基本特征
CA 前,各組動物的體重、心率、平均動脈壓、動脈血 pH 值、乳酸和體溫的基線數據,4 組間比較差異均無統計學意義(P>0.05)。見表 1。


2.2 各組動物 CPR 參數的變化
CPR 期間,可觀察到 NT 組、SC 組與 EC 組動物各時間點的冠狀動脈灌注壓均維持在同等的水平,組間比較差異均無統計學意義(P>0.05)。3 組動物均復蘇成功 8 頭、失敗 1 頭,復蘇成功率均為 8/9,組間比較差異無統計學意義(P>0.05)。3 組動物的復蘇時間、除顫次數及腎上腺素數量等指標比較,組間差異亦無統計學意義(P>0.05)。見表 2。

2.3 治療性亞低溫實施效果的分析
復蘇后,S 組與 NT 組動物的體溫始終維持在正常水平。SC 組與 EC 組動物的體溫逐漸下降至 33℃ 的目標低溫,SC 組降溫速率為 1.5℃/h,EC 組降溫速率高達 2.8℃/h,兩組降溫速率比較差異有統計學意義(P<0.05);在亞低溫維持階段,兩組體溫均穩定地維持在 32~34℃ 的目標范圍內(P>0.05);在復溫階段均以 0.9~1.0℃ 的速率進行復溫(P>0.05)。見圖 1。

BL:基線值;VF:室顫;PC:胸外按壓;DF:除顫;PR:復蘇后;*與 S 組比較,
2.4 各組動物 CPR 后肺損傷指標的變化
復蘇后,可見 NT 組、SC 組與 EC 組動物出現肺損傷,表現為 ELWI 與 PVPI 升高、OI 降低。然而,與 NT 組相比,SC 組在復蘇 12 h 后 ELWI 與 PVPI 明顯降低、OI 顯著升高,EC 組在復蘇 6 h 后 ELWI 與 PVPI 明顯下降、OI 顯著增加,組間比較差異均有統計學意義(P<0.05)。與 SC 組相比,EC 組在復蘇 12 h 后 ELWI 與 PVPI 進一步明顯降低、OI 進一步顯著升高,組間比較差異均有統計學意義(P<0.05)。見表 3。


2.5 各組動物 CPR 后全身性炎癥反應指標的變化
復蘇后,NT 組、SC 組與 EC 組動物血清 TNF-α 與 IL-6 水平增加。與 NT 組相比,SC 組與 EC 組在復蘇 6 h 后血清 TNF-α 與 IL-6 水平均明顯降低,組間比較差異均有統計學意義(均 P<0.05)。與 SC 組相比,EC 組在復蘇 6 h 后的血清 IL-6 水平與復蘇 12 h 后的血清 TNF-α 水平進一步顯著下降,組間比較差異均有統計學意義(均 P<0.05)。見表 3。
2.6 各組動物復蘇后肺組織炎癥反應與氧化應激指標的變化
復蘇后 30 h 時,NT 組、SC 組與 EC 組動物肺組織均可見炎癥反應與氧化應激損傷,表現為 TNF-α、IL-6、丙二醛含量增加及 SOD 活性下降。與 NT 組相比,SC 組與 EC 組動物肺組織 TNF-α、IL-6、丙二醛含量減少及 SOD 活性升高,組間比較差異均有統計學意義(P<0.05)。與 SC 組相比,EC 組動物肺組織炎癥反應與氧化應激損傷進一步減輕,組間比較差異均有統計學意義(P<0.05)。見表 4。


3 討論
近年來,傳統降溫方法的低效及有限的器官保護效應使得治療性亞低溫在 CA 救治中的應用受到了質疑[14]。但是,一些更為優化的亞低溫方法已逐步顯示出優于傳統降溫方法的效果。最新觀點認為,早期快速地誘導亞低溫,然后穩定地維持目標低溫,再進行緩慢的復溫,是優化亞低溫保護作用的重要途徑,其中早期快速誘導是加強其保護效應的關鍵[15]。2011 年 Chenoune 等[9]利用兔 CA 模型發現,經肺全氟化碳冷卻液通氣降溫法的低溫誘導速率可達到傳統降溫方法的 3 倍,更明顯地減輕復蘇后的心腦功能障礙程度。2014 年 Suh 等[11]在豬 CA 模型中發現,治療性亞低溫在復蘇后維持 48 h 優于 24 h,能進一步減輕神經元凋亡而改善神經預后。Lu 等[12]利用大鼠 CA 模型發現,在復溫階段使用 0.5~1.0℃/h 的復溫率利于保留治療性亞低溫的心腦保護效應,而 2℃/h 的復溫率則沒有這種效應。基于上述亞低溫優化實施的要點,筆者前期研究了經食道降溫法,發現其低溫誘導速率可達到傳統降溫方法的 2 倍,顯著地減輕復蘇后的心腦器官損傷程度[13];當前研究中,我們同樣觀察到其低溫誘導速率明顯快于傳統的體表降溫法,能同等效率地維持低溫及緩慢復溫,并進一步探了討經食道降溫法對復蘇后肺損傷與全身性炎癥反應的影響。
首先,本研究觀察了經食道降溫法對復蘇后肺損傷的影響。早期研究表明,CPR 后機體易出現急性肺損傷,其主要源于 CPR 期間胸外按壓所致的機械性損傷、復蘇后全身性缺血再灌注所致的損傷[7-8]。另有研究顯示,復蘇后肺組織可觀察到肺泡塌陷或消失、肺間隔增厚及毛細血管擴張、肺間質炎性細胞浸潤、紅細胞填塞和滲出液增加等嚴重的病理生理表現[16]。因而,及時遏制復蘇后肺損傷的進程,有利于糾正全身供氧不足,可能改善 CA 患者的預后。目前,已有少數研究報道亞低溫具有改善復蘇后機體供氧狀態的功能[9-10],但尚未涉及減輕復蘇后肺損傷的作用。本研究結果顯示,SC 組與 EC 組均較 NT 組更為明顯地降低 ELWI、PVPI 及升高 OI,兩種低溫方法均具有減輕復蘇后肺損傷的作用;而 EC 組較 SC 組進一步顯著地改善上述指標,說明經食道降溫法的肺保護作用優于傳統降溫法,另外組織學檢測炎癥反應與氧化應激損傷的結果也證實這種效應。
其次,本研究還探討了經食道降溫法對復蘇后全身性炎癥反應的影響。CA/CPR 是全身性缺血再灌注損傷的病理過程,其誘發的全身性炎癥反應將伴隨復蘇后多器官損傷的整個過程,且長時間的 CA 將加劇復蘇后機體的炎癥反應,進而導致重要器官功能的惡化[17-18]。亞低溫減輕復蘇后機體炎癥反應的作用已得到證實[10, 12]。本研究同樣觀察到兩種低溫方法均能顯著地降低復蘇后炎癥介質如 TNF-α 與 IL-6 的血清水平,與 SC 組相比 EC 組能進一步降低復蘇后炎癥介質的血清水平,能進一步改善復蘇后機體的炎癥反應狀態。
本研究有一些不足之處。首先,本研究的實驗周期較短,以致實驗結束時動物仍存在較為明顯的肺損傷與全身性炎癥反應,未能充分地觀察復蘇后臟器功能恢復的整個變化過程。其次,研究參照前期文獻選擇了較高的 1℃/h 的復溫速率[12],而在將來的進一步研究中應參照指南選擇較低的 0.25~0.50℃/h 的復溫速率,這可能獲得更佳的器官保護效應[3]。再者,本研究只是簡單地評價了經食道降溫減輕器官病理損傷的作用,將來有必要深入探討該快速降溫方法產生器官保護作用的分子機制。
綜上所述,本研究發現 CA 復蘇后經食道降溫能較傳統體表降溫法更快地誘導亞低溫,以及同等效率地維持低溫及復溫,明顯地減輕復蘇后肺損傷程度與全身性炎癥反應,為經食道降溫策略在臨床的轉化應用提供了依據。
心臟驟停(cardiac arrest,CA)患者在心肺復蘇(cardiopulmonary resuscitation,CPR)成功后,大多將繼發以心腦臟器損傷為主的多器官功能障礙,成為患者住院期間死亡的主要原因[1-2]。當前,CPR 指南已建議復蘇后需要重點評估與減輕缺血再灌注所致的多器官損傷[3]。研究表明,機體在經歷 CA/CPR 所致的全身性缺血再灌注損傷后,將誘發和釋放大量炎癥介質,表現為系統性炎癥反應綜合征,與復蘇后多器官功能障礙的發生密切相關[4-6]。肺臟在 CA/CPR 后可因機械性損傷、缺血再灌注損傷等因素而繼發急性肺損傷,造成機體供氧不足而加速復蘇后多器官功能障礙的發生發展[7-8]。因此,減輕復蘇后全身性炎癥反應和肺損傷,可能遏制多器官功能障礙的進程而改善 CA 患者的臨床預后。治療性亞低溫對復蘇后的多器官具有保護作用,已被指南推薦[3, 9]。近來研究報道,治療性亞低溫同樣能減輕復蘇后機體的全身性炎癥反應及氧供障礙[10]。通過早期快速誘導、穩定維持及緩慢復溫等途徑能進一步地加強復蘇后亞低溫的多器官保護效應[9, 11-12]。筆者前期利用經食道降溫成功地快速誘導亞低溫,觀察到優于傳統降溫方法的心腦保護作用[13]。當前研究將探討經食道降溫對復蘇后肺損傷與全身性炎癥反應的影響。現報告如下。
1 材料與方法
1.1 實驗動物
國產普通級雄性大白豬 32 頭,月齡 4~6 個月,體重 33~41 kg,購自上海甲干生物科技有限公司,動物生產合格證號: SCXK(滬)2015-0005,動物使用許可證號: SYXK(滬)2013-0087。實驗動物抵達后,給予標準條件飼養,如自由飲水、常規喂食、定期清潔與除菌等。該研究經浙江大學醫學院附屬第二醫院動物倫理委員會批準(2019 年度第 004 號)。
1.2 主要儀器與試劑
主要儀器:SynoVent E5 呼吸機與 BeneView T6 監護儀(深圳邁瑞生物醫療電子股份有限公司);Blanketrol Ⅲ控溫毯儀(美國 CSZ 公司);長直喉鏡(美國 Welch Allyn 公司);PMSH-300 呼氣末二氧化碳分壓監測儀(上海三埃弗電子有限公司);連續心排血量監測儀(德國 Pulsion 公司);誘顫電極(美國 EP 公司);E Series 除顫監護儀(美國 ZOLL 公司)。
主要試劑:2 mL∶0.1 g 鹽酸氯胺酮注射液(江蘇恒瑞醫藥股份有限公司);25 g 戊巴比妥鈉粉劑(美國 Merck 公司);2 mL∶0.1 mg 枸櫞酸芬太尼注射液(宜昌人福藥業有限責任公司)。
1.3 實驗分組與干預
在模型制作前,動物采用隨機數字表法分為假手術組(S 組,n=5)、正常溫度組(NT 組,n=9)、體表降溫組(SC 組,n=9)與食道降溫組(EC 組,n=9)。S 組僅進行動物準備,其余 3 組通過 8 min 心室顫動(室顫)與 5 min 心肺復蘇的方法制備心肺復蘇模型。實驗中,S 組與 NT 組利用控溫毯儀全程維持(38.0±0.5)℃ 的正常體溫;SC 組與 EC 組在復蘇后 5 min 時外接控溫毯儀,分別經體表冰毯與食道降溫導管降溫,目標溫度 33℃,達標后維持該溫度至復蘇后 24 h,再以 1℃/h 復溫 5 h。
1.4 動物準備
實驗前 12 h,所有動物禁食不禁水。實驗時,首先予以 20 mg/kg 氯胺酮肌肉注射誘導麻醉,然后給予 30 mg/kg 戊巴比妥鈉靜脈注射全身麻醉,此后靜脈泵入 8 mg/(kg·h)戊巴比妥鈉與 2 μg/(kg·h)芬太尼維持麻醉狀態。使用經口長直喉鏡進行氣管插管,然后連接呼氣末二氧化碳分壓監測儀監測呼氣末二氧化碳分壓,以及呼吸機進行機械通氣。呼吸機參數為潮氣量 10 mL/kg、峰流速 40 L/min 和氧濃度 21%,并調節初始呼吸頻率維持呼氣末二氧化碳分壓在 35~40 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)的正常范圍內。通過心電電極進行常規的肢體Ⅱ導聯心電監測。
手術暴露左頸外靜脈與左股動脈,置入中心靜脈導管和熱稀釋動脈導管,二者連接脈搏指示連續心排血量監測儀,用于定期檢測肺水情況。手術暴露右股動靜脈,分別置入 Swan-Ganz 導管至胸主動脈與右心房,用于監測動脈血壓、右心房壓與體溫,以及采集動靜脈血標本。手術暴露右頸外靜脈,置入室顫誘導電極至右心室,用于誘導室顫。實驗準備中,動物使用控溫毯儀維持(38.0±0.5)℃ 的正常體溫。
1.5 實驗模型建立
經右心室室顫誘導電極釋放 1 mA 交流電約 3 s,室顫誘導成功后迅速斷開呼吸機、停止機械通氣,無干預觀察 8 min。然后啟動人工 CPR,即 30∶2 的人工胸外按壓和球囊輔助通氣,其間使用除顫監護儀進行按壓質量反饋,以確保按壓深度 5~6 cm、頻率 100~120 次/min。CPR 2.5 min 時,靜脈注射 20 μg/kg 腎上腺素,此后根據需要每 3 分鐘重復 1 次。CPR 5 min 時,予以 150 J 的雙向波電除顫 1 次,然后判斷自主循環。自主循環恢復的標準為室上性自主心律伴平均動脈壓>50 mm Hg、持續 5 min 以上[10]。若未恢復,即刻重啟 CPR 2 min 后再除顫 1 次。如此重復 5 個循環后,若動物仍未恢復自主循環,宣告復蘇失敗。所有復蘇成功的動物,重啟機械通氣,繼續麻醉監護 30 h。復蘇后 30 h 時,對動物靜脈注射 150 mg/kg 戊巴比妥鈉進行安樂死,迅速獲取肺組織標本進行檢測。
1.6 觀察指標
全程動態監測動物體溫的變化。CPR 期間,記錄動物的冠狀動脈灌注壓、復蘇成功率、復蘇時間、腎上腺素用量及除顫次數等。于 CA 前與復蘇后 1、6、12、24、30 h 時,利用連續心排血量監測儀檢測血管外肺水指數(extra-vascular lung water index,ELWI)與肺血管通透性指數(pulmonary vascular permeability index,PVPI),同時采集動脈血檢測血氣分析與血乳酸水平,并計算氧合指數(oxygenation index,OI),采集靜脈血標本檢測腫瘤壞死因子-α(tumor necrosis factor-α,TNF-α)與白細胞介素-6(inerleukin-6,IL-6)的血清水平。于復蘇后 30 h 時,獲取左肺下葉組織,擇期檢測肺組織 TNF-α、IL-6、丙二醛的含量與超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)的活性。TNF-α 與 IL-6 檢測試劑盒購自上海美軒生物科技有限公司。丙二醛與 SOD 檢測試劑盒購自南京建成生物工程研究所。
1.7 統計學方法
使用 SPSS 18.0 統計軟件進行統計學分析。正態分布的計量資料以均數±標準差表示,非重復測量資料組間比較采用單因素方差分析;重復測量資料采用重復測量資料的方差分析,其各時間點的組間比較采用多變量方差分析;4 組間進一步兩兩比較,采用 Bonferroni 事后檢驗。計數資料如復蘇成功率,組間比較采用 Fisher 確切概率法。檢驗水準 α=0.05。
2 結果
2.1 各組動物的基本特征
CA 前,各組動物的體重、心率、平均動脈壓、動脈血 pH 值、乳酸和體溫的基線數據,4 組間比較差異均無統計學意義(P>0.05)。見表 1。


2.2 各組動物 CPR 參數的變化
CPR 期間,可觀察到 NT 組、SC 組與 EC 組動物各時間點的冠狀動脈灌注壓均維持在同等的水平,組間比較差異均無統計學意義(P>0.05)。3 組動物均復蘇成功 8 頭、失敗 1 頭,復蘇成功率均為 8/9,組間比較差異無統計學意義(P>0.05)。3 組動物的復蘇時間、除顫次數及腎上腺素數量等指標比較,組間差異亦無統計學意義(P>0.05)。見表 2。

2.3 治療性亞低溫實施效果的分析
復蘇后,S 組與 NT 組動物的體溫始終維持在正常水平。SC 組與 EC 組動物的體溫逐漸下降至 33℃ 的目標低溫,SC 組降溫速率為 1.5℃/h,EC 組降溫速率高達 2.8℃/h,兩組降溫速率比較差異有統計學意義(P<0.05);在亞低溫維持階段,兩組體溫均穩定地維持在 32~34℃ 的目標范圍內(P>0.05);在復溫階段均以 0.9~1.0℃ 的速率進行復溫(P>0.05)。見圖 1。

BL:基線值;VF:室顫;PC:胸外按壓;DF:除顫;PR:復蘇后;*與 S 組比較,
2.4 各組動物 CPR 后肺損傷指標的變化
復蘇后,可見 NT 組、SC 組與 EC 組動物出現肺損傷,表現為 ELWI 與 PVPI 升高、OI 降低。然而,與 NT 組相比,SC 組在復蘇 12 h 后 ELWI 與 PVPI 明顯降低、OI 顯著升高,EC 組在復蘇 6 h 后 ELWI 與 PVPI 明顯下降、OI 顯著增加,組間比較差異均有統計學意義(P<0.05)。與 SC 組相比,EC 組在復蘇 12 h 后 ELWI 與 PVPI 進一步明顯降低、OI 進一步顯著升高,組間比較差異均有統計學意義(P<0.05)。見表 3。


2.5 各組動物 CPR 后全身性炎癥反應指標的變化
復蘇后,NT 組、SC 組與 EC 組動物血清 TNF-α 與 IL-6 水平增加。與 NT 組相比,SC 組與 EC 組在復蘇 6 h 后血清 TNF-α 與 IL-6 水平均明顯降低,組間比較差異均有統計學意義(均 P<0.05)。與 SC 組相比,EC 組在復蘇 6 h 后的血清 IL-6 水平與復蘇 12 h 后的血清 TNF-α 水平進一步顯著下降,組間比較差異均有統計學意義(均 P<0.05)。見表 3。
2.6 各組動物復蘇后肺組織炎癥反應與氧化應激指標的變化
復蘇后 30 h 時,NT 組、SC 組與 EC 組動物肺組織均可見炎癥反應與氧化應激損傷,表現為 TNF-α、IL-6、丙二醛含量增加及 SOD 活性下降。與 NT 組相比,SC 組與 EC 組動物肺組織 TNF-α、IL-6、丙二醛含量減少及 SOD 活性升高,組間比較差異均有統計學意義(P<0.05)。與 SC 組相比,EC 組動物肺組織炎癥反應與氧化應激損傷進一步減輕,組間比較差異均有統計學意義(P<0.05)。見表 4。


3 討論
近年來,傳統降溫方法的低效及有限的器官保護效應使得治療性亞低溫在 CA 救治中的應用受到了質疑[14]。但是,一些更為優化的亞低溫方法已逐步顯示出優于傳統降溫方法的效果。最新觀點認為,早期快速地誘導亞低溫,然后穩定地維持目標低溫,再進行緩慢的復溫,是優化亞低溫保護作用的重要途徑,其中早期快速誘導是加強其保護效應的關鍵[15]。2011 年 Chenoune 等[9]利用兔 CA 模型發現,經肺全氟化碳冷卻液通氣降溫法的低溫誘導速率可達到傳統降溫方法的 3 倍,更明顯地減輕復蘇后的心腦功能障礙程度。2014 年 Suh 等[11]在豬 CA 模型中發現,治療性亞低溫在復蘇后維持 48 h 優于 24 h,能進一步減輕神經元凋亡而改善神經預后。Lu 等[12]利用大鼠 CA 模型發現,在復溫階段使用 0.5~1.0℃/h 的復溫率利于保留治療性亞低溫的心腦保護效應,而 2℃/h 的復溫率則沒有這種效應。基于上述亞低溫優化實施的要點,筆者前期研究了經食道降溫法,發現其低溫誘導速率可達到傳統降溫方法的 2 倍,顯著地減輕復蘇后的心腦器官損傷程度[13];當前研究中,我們同樣觀察到其低溫誘導速率明顯快于傳統的體表降溫法,能同等效率地維持低溫及緩慢復溫,并進一步探了討經食道降溫法對復蘇后肺損傷與全身性炎癥反應的影響。
首先,本研究觀察了經食道降溫法對復蘇后肺損傷的影響。早期研究表明,CPR 后機體易出現急性肺損傷,其主要源于 CPR 期間胸外按壓所致的機械性損傷、復蘇后全身性缺血再灌注所致的損傷[7-8]。另有研究顯示,復蘇后肺組織可觀察到肺泡塌陷或消失、肺間隔增厚及毛細血管擴張、肺間質炎性細胞浸潤、紅細胞填塞和滲出液增加等嚴重的病理生理表現[16]。因而,及時遏制復蘇后肺損傷的進程,有利于糾正全身供氧不足,可能改善 CA 患者的預后。目前,已有少數研究報道亞低溫具有改善復蘇后機體供氧狀態的功能[9-10],但尚未涉及減輕復蘇后肺損傷的作用。本研究結果顯示,SC 組與 EC 組均較 NT 組更為明顯地降低 ELWI、PVPI 及升高 OI,兩種低溫方法均具有減輕復蘇后肺損傷的作用;而 EC 組較 SC 組進一步顯著地改善上述指標,說明經食道降溫法的肺保護作用優于傳統降溫法,另外組織學檢測炎癥反應與氧化應激損傷的結果也證實這種效應。
其次,本研究還探討了經食道降溫法對復蘇后全身性炎癥反應的影響。CA/CPR 是全身性缺血再灌注損傷的病理過程,其誘發的全身性炎癥反應將伴隨復蘇后多器官損傷的整個過程,且長時間的 CA 將加劇復蘇后機體的炎癥反應,進而導致重要器官功能的惡化[17-18]。亞低溫減輕復蘇后機體炎癥反應的作用已得到證實[10, 12]。本研究同樣觀察到兩種低溫方法均能顯著地降低復蘇后炎癥介質如 TNF-α 與 IL-6 的血清水平,與 SC 組相比 EC 組能進一步降低復蘇后炎癥介質的血清水平,能進一步改善復蘇后機體的炎癥反應狀態。
本研究有一些不足之處。首先,本研究的實驗周期較短,以致實驗結束時動物仍存在較為明顯的肺損傷與全身性炎癥反應,未能充分地觀察復蘇后臟器功能恢復的整個變化過程。其次,研究參照前期文獻選擇了較高的 1℃/h 的復溫速率[12],而在將來的進一步研究中應參照指南選擇較低的 0.25~0.50℃/h 的復溫速率,這可能獲得更佳的器官保護效應[3]。再者,本研究只是簡單地評價了經食道降溫減輕器官病理損傷的作用,將來有必要深入探討該快速降溫方法產生器官保護作用的分子機制。
綜上所述,本研究發現 CA 復蘇后經食道降溫能較傳統體表降溫法更快地誘導亞低溫,以及同等效率地維持低溫及復溫,明顯地減輕復蘇后肺損傷程度與全身性炎癥反應,為經食道降溫策略在臨床的轉化應用提供了依據。