體外循環（cardiopulmonary bypass，CPB）下心臟手術常可過度激活炎性反應和氧化應激，導致全身炎性反應綜合征（SIRS），甚至引起多器官功能障礙，是心臟手術后患者死亡的常見原因[1-3]。雖然目前有許多外源性減輕 CPB 后全身炎性反應的措施[4]，但若能調動機體內源性抗損傷機制，可為臨床應用開辟新途徑。Schmidt 等[5]通過建立豬心肌梗死模型，證實在冠狀動脈阻斷同時予以肢體 4 周期 5 min 缺血/5 min 再灌注處理可顯著改善左室功能，減少心肌梗死面積及惡性心律失常發生率，并首次提出遠隔缺血時處理（remote ischemic perconditioning）概念。隨后又有臨床和動物研究證實遠隔缺血時處理對心[6]、腦[7]、肝[8]、腎[9]及 CPB 后全身炎性反應[10]有保護作用。本研究擬進一步評價遠隔缺血時處理對 CPB 下心臟瓣膜置換術患者炎性反應和氧化應激的影響。
1 資料與方法
1.1 臨床資料和分組
本研究已獲本院醫學倫理委員會批準，并與患者及其家屬簽署知情同意書。擇期 CPB 下心臟瓣膜置換術患者 60 例，其中男 29 例，女 31 例，年齡 40～60 歲，體質量 45～70 kg。美國麻醉協會（American Society of Anesthesiologists，ASA）分級Ⅱ或Ⅲ級，心功能分級Ⅱ或Ⅲ級，無嚴重血管疾病、高血壓病、糖尿病、消化系統疾病、泌尿生殖系統疾病、血液系統疾病、神經系統疾病、傳染病、免疫性疾病、嚴重肝腎及凝血功能異常、感染和哮喘，圍術期未使用激素或免疫抑制劑，患者均非過敏體質。采用隨機數字表法，將其分為 2 組（n=30）：對照組（C 組，男 14 例，女 16 例）和遠隔缺血時處理組（R 組，男 15 例，女 15 例）。
1.2 手術方法
麻醉前 30 min 肌肉注射嗎啡 0.1 mg/kg 和東莨菪堿 0.01 mg/kg。入室后常規監測，建立靜脈通路，局麻下行橈動脈穿刺置管，用于監測動脈壓。靜脈注射咪達唑侖 0.05 mg/kg、芬太尼 5～8 μg/kg、維庫溴銨 0.15 mg/kg、丙泊酚 1～2 mg/kg 行麻醉誘導，氣管插管后機械通氣, VT 8～10 ml/kg，通氣頻率 10～12 次/min，FiO2 1.0，維持 PETCO2 35～45 mm Hg。麻醉維持：靜脈輸注丙泊酚 60～100 μg/（kg·min），芬太尼 0.1～0.2 μg/（kg·min），維庫溴銨 1～2 μg/（kg·min），轉機前和停機后吸入 1% 七氟烷，調節丙泊酚速度維持 BIS 值 40～60。手術采用胸骨正中切口，劈開胸骨后靜脈予肝素 3 mg/kg（1 mg=125 U）。依次行主動脈、上腔靜脈、下腔靜脈插管, 常規建立 CPB。CPB 期間維持 ACT>480 s，淺低溫（鼻、肛溫 30～33℃），平均動脈壓 50～80 mm Hg，紅細胞壓積 21%～24%，采用 α-穩態血氣管理，維持 PaCO2 35～45 mm Hg。所有患者麻醉、手術及 CPB 均由同一組醫師完成，采用相同的心肌保護策略，均使用同一組體外循環機。
麻醉誘導后將充氣壓力式止血帶置于患者右下肢備用，根據骨科止血標準充氣到 60 kPa，從而可達到阻斷灌注。R 組于主動脈阻斷后同時對右下肢予以 3 周期的 5 min 充氣/5 min 放氣模擬缺血/再灌注處理；C 組只將止血帶置于右下肢。
1.3 觀察指標
于 CPB 前、CPB 結束后即刻、1、6、24 h（T0-4）時采集右頸內靜脈血樣，采用 ELISA 法檢測 IL-6、IL-10 濃度，采用黃嘌呤氧化酶法測定 SOD 活性，采用硫代巴比妥酸比色分析法測定 MDA 濃度（試劑盒均購于南京建成生物有限公司）；采用 LH-750 全自動五分類血液分析儀（Beckman Coulter 公司，美國）做血常規檢測患者白細胞計數、單核細胞百分比，并監測患者膀胱溫度。于術前 1 d，術后 1、2、3 d 評估患者 SIRS 評分。該評分由以下 4 項組成：① 體溫>38℃ 或<36℃；② 心率>90 次/min；③ 呼吸>20 次/min 或過度通氣，PaCO2<32 mmHg；④ 外周血白細胞計數>12×109/L 或<4×109/L 或未成熟粒細胞>10%。每符合 1 項加 1 分，當 SIRS 評分≥2 分即可診斷為 SIRS。記錄拔管時間和 ICU 停留時間。采用雙盲法，結果記錄均由不知情的第三者完成。
1.4 統計學分析
采用 SPSS 20.0 統計學軟件進行分析，計量資料以均數±標準差（
）表示，采用重復測量設計的方差分析，手術類型比較采用卡方檢驗。P<0.05 為差異有統計學意義。
2 結果
兩組患者計量資料數據均滿足 Mauchly 球形檢驗結果，C 組與 R 組相比，術前心率[（76±6）bpm vs. （78±8）bpm]、血壓[（128±16） mm Hg，（122±12 ）mm Hg）]、紅細胞（4.6×1012/L±0.6×1012/L vs. 4.5×1012/L±0.5×1012/L）、血紅蛋白含量[（135±16）g/L vs.（133±14 g/L）]等差異均無統計學意義，術前禁煙酒 1 月以上。
兩組患者均順利完成手術，無圍術期死亡和嚴重心腦并發癥，被處理肢體術后無缺血等并發癥。C 組與 R 組相比，一般資料和手術情況及輸異體血量[（425±52）ml vs.（398±47）ml]、自體血量[（326±37）ml vs.（318±33）ml）]、術中尿量[（489±86）ml vs.（511±95）ml]、自動復跳率（73.3% vs. 80.0%）、住院時間[（10.6±1.2）d vs.（9.8±1.1）d] 等各指標組間比較差異無統計學意義（P>0.05），R 組拔管時間和住 ICU 時間短于 C 組（P<0.05）；見表 1。
表1
兩組患者一般資料和術中情況各指標的比較（
/例）
與 C 組比較，R 組 T1～T3 時血清 IL-6 濃度降低，T2T1T3 時血清 IL-10 濃度升高，T1T1T2 時 SOD 活性升高，T1 時 MDA 濃度降低，T3 時白細胞計數降低，T3～T4 時單核細胞比例升高，T4 時膀胱溫降低，術后 1 d SIRS 評分降低（P<0.05）。與 T0 比較，T1～T3 時 C 組血清 IL-6 濃度升高，IL-10 濃度降低（P<0.05）；T1-T2 時 C 組 SOD 活性降低，MDA 濃度升高，R 組血清 IL-6 濃度升高，IL-10 濃度和單核細胞比例降低（P<0.05）；T1 時 R 組 SOD 活性降低（P<0.05）；T1-4 時兩組白細胞計數升高，C 組單核細胞比例降低；T3-T4 時 C 組膀胱溫升高（P<0.05）；T3 時 R 組膀胱溫升高（P<0.05）。與術前 1 d 比較，C 組術后 1～3 d 和 R 組術后 1～2 d SIRS 評分升高（P<0.05），見表 2～5。
表2
兩組患者不同時間點血清 IL-6、IL-10 水平的比較（n=30，
）
表3
兩組患者不同時間點 SOD、MDA 水平的比較（n=30，
）
表4
兩組患者不同時間點白細胞計數、單核細胞比例及體溫的比較（n=30，
）
表5
兩組患者不同時間點 SIRS 評分的比較（n=30，
）
3 討論
CPB 下心臟手術，由于非生理性灌注、血液與 CPB 管道材料表面接觸、手術創傷、缺血-再灌注、內毒素釋放、血液稀釋、體溫變化等，均可激活炎性介質，促進炎性反應和氧化應激的級聯擴大，并導致全身炎癥反應和組織器官功能障礙，嚴重影響患者的預后。
近年來，人們嘗試多種方法來減輕 CPB 后全身炎性反應和氧化應激，如應用白細胞濾器、肝素涂層 CPB 管道、各種炎性介質釋放抑制劑、炎性介質受體拮抗劑及免疫調控等，但效果并不明顯。缺血預處理通過多種機制對靶器官產生保護作用，其作用機制之一即抑制炎性反應[11]。而遠隔缺血預處理和后處理由于操作簡便、無創，成為近來研究重點。自 Schmidt 等[5]首次提出遠隔缺血時處理概念以來，其對靶器官的明顯保護效果得到動物實驗和臨床研究的廣泛驗證。目前一般認為（遠隔）缺血預/后處理具有相似的保護作用和機制，包括多種神經、體液和炎癥反應途徑。本研究即觀察遠隔缺血時處理對 CPB 瓣膜置換術患者炎性反應和氧化應激的影響。
IL-6 主要由單核巨噬細胞、T 淋巴細胞、血管內皮細胞產生，是炎性反應的早期敏感標記物。IL-10 主要由單核巨噬細胞、B 淋巴細胞和 T 淋巴細胞產生，是機體質量要的內源性抗炎因子，可抑制炎性因子的合成與釋放，有助于減輕炎性因子介導的組織和細胞損傷[12-13]。本研究中 CPB 后血清 IL-6 升高和 IL-10 降低，表明 CPB 后可誘發全身炎性反應。R 組血清 IL-6 升高和 IL-10 降低程度較 C 組低，且較早恢復至術前水平，表明遠隔缺血時處理可以抑制炎性反應的程度和縮短炎性反應的時間。
MDA 是脂質過氧化的最終產品，可作為脂質過氧化程度及氧自由基誘導的組織損傷程度的指標。SOD 是一種氧自由基清除劑，反映清除氧自由基的能力。本研究結果顯示 CPB 后 MDA 水平增加和 SOD 水平下降，而 R 組 MDA 水平增加和 SOD 水平下降程度低于 C 組，表明遠隔缺血時處理可減輕 CPB 后氧化應激。
白細胞計數、單核細胞分類百分比及體溫是反映炎性反應的臨床常用指標。本研究結果表明，遠隔缺血時處理組白細胞計數在 CPB 后早期達到高峰，然后迅速下降，其峰值也低于對照組，而單核細胞百分下降比和體溫升高程度小于對照組，這也間接反映了遠隔缺血時處理可以減輕全身炎性反應。SIRS 評分是簡單、快速評價 SIRS 嚴重程度的方法，與患者預后相關[14-16]。R 組 SIRS 評分較低，且術后拔管時間和住 ICU 時間短于 C 組，進一步表明遠隔缺血時處理后患者全身炎性反應較輕，且術后恢復較快。
炎性反應升高的程度還是持續時間對機體損傷占主導還有待進一步研究，當然更可能是兩者綜合效果（曲線下面積）。但本研究結果顯示遠隔缺血時處理可同時減輕炎性反應的升高程度和持續時間，有效減輕 CPB 下心臟瓣膜置換術患者炎性反應和氧化應激。本試驗研究對象是人，難以控制試驗條件達到組間完全平衡。樣本量小、所選指標臨床應用有一定限制性、沒有進行術后長期隨訪，以至于無法了解患者長期預后是本研究不足之處。關于遠隔缺血處理的最佳實施部位、時間、周期及減輕炎性反應的機制還有待進一步研究。
綜上所述，遠隔缺血時處理可減輕 CPB 下心臟瓣膜置換術患者炎性反應和氧化應激，促進患者恢復。
體外循環（cardiopulmonary bypass，CPB）下心臟手術常可過度激活炎性反應和氧化應激，導致全身炎性反應綜合征（SIRS），甚至引起多器官功能障礙，是心臟手術后患者死亡的常見原因[1-3]。雖然目前有許多外源性減輕 CPB 后全身炎性反應的措施[4]，但若能調動機體內源性抗損傷機制，可為臨床應用開辟新途徑。Schmidt 等[5]通過建立豬心肌梗死模型，證實在冠狀動脈阻斷同時予以肢體 4 周期 5 min 缺血/5 min 再灌注處理可顯著改善左室功能，減少心肌梗死面積及惡性心律失常發生率，并首次提出遠隔缺血時處理（remote ischemic perconditioning）概念。隨后又有臨床和動物研究證實遠隔缺血時處理對心[6]、腦[7]、肝[8]、腎[9]及 CPB 后全身炎性反應[10]有保護作用。本研究擬進一步評價遠隔缺血時處理對 CPB 下心臟瓣膜置換術患者炎性反應和氧化應激的影響。
1 資料與方法
1.1 臨床資料和分組
本研究已獲本院醫學倫理委員會批準，并與患者及其家屬簽署知情同意書。擇期 CPB 下心臟瓣膜置換術患者 60 例，其中男 29 例，女 31 例，年齡 40～60 歲，體質量 45～70 kg。美國麻醉協會（American Society of Anesthesiologists，ASA）分級Ⅱ或Ⅲ級，心功能分級Ⅱ或Ⅲ級，無嚴重血管疾病、高血壓病、糖尿病、消化系統疾病、泌尿生殖系統疾病、血液系統疾病、神經系統疾病、傳染病、免疫性疾病、嚴重肝腎及凝血功能異常、感染和哮喘，圍術期未使用激素或免疫抑制劑，患者均非過敏體質。采用隨機數字表法，將其分為 2 組（n=30）：對照組（C 組，男 14 例，女 16 例）和遠隔缺血時處理組（R 組，男 15 例，女 15 例）。
1.2 手術方法
麻醉前 30 min 肌肉注射嗎啡 0.1 mg/kg 和東莨菪堿 0.01 mg/kg。入室后常規監測，建立靜脈通路，局麻下行橈動脈穿刺置管，用于監測動脈壓。靜脈注射咪達唑侖 0.05 mg/kg、芬太尼 5～8 μg/kg、維庫溴銨 0.15 mg/kg、丙泊酚 1～2 mg/kg 行麻醉誘導，氣管插管后機械通氣, VT 8～10 ml/kg，通氣頻率 10～12 次/min，FiO2 1.0，維持 PETCO2 35～45 mm Hg。麻醉維持：靜脈輸注丙泊酚 60～100 μg/（kg·min），芬太尼 0.1～0.2 μg/（kg·min），維庫溴銨 1～2 μg/（kg·min），轉機前和停機后吸入 1% 七氟烷，調節丙泊酚速度維持 BIS 值 40～60。手術采用胸骨正中切口，劈開胸骨后靜脈予肝素 3 mg/kg（1 mg=125 U）。依次行主動脈、上腔靜脈、下腔靜脈插管, 常規建立 CPB。CPB 期間維持 ACT>480 s，淺低溫（鼻、肛溫 30～33℃），平均動脈壓 50～80 mm Hg，紅細胞壓積 21%～24%，采用 α-穩態血氣管理，維持 PaCO2 35～45 mm Hg。所有患者麻醉、手術及 CPB 均由同一組醫師完成，采用相同的心肌保護策略，均使用同一組體外循環機。
麻醉誘導后將充氣壓力式止血帶置于患者右下肢備用，根據骨科止血標準充氣到 60 kPa，從而可達到阻斷灌注。R 組于主動脈阻斷后同時對右下肢予以 3 周期的 5 min 充氣/5 min 放氣模擬缺血/再灌注處理；C 組只將止血帶置于右下肢。
1.3 觀察指標
于 CPB 前、CPB 結束后即刻、1、6、24 h（T0-4）時采集右頸內靜脈血樣，采用 ELISA 法檢測 IL-6、IL-10 濃度，采用黃嘌呤氧化酶法測定 SOD 活性，采用硫代巴比妥酸比色分析法測定 MDA 濃度（試劑盒均購于南京建成生物有限公司）；采用 LH-750 全自動五分類血液分析儀（Beckman Coulter 公司，美國）做血常規檢測患者白細胞計數、單核細胞百分比，并監測患者膀胱溫度。于術前 1 d，術后 1、2、3 d 評估患者 SIRS 評分。該評分由以下 4 項組成：① 體溫>38℃ 或<36℃；② 心率>90 次/min；③ 呼吸>20 次/min 或過度通氣，PaCO2<32 mmHg；④ 外周血白細胞計數>12×109/L 或<4×109/L 或未成熟粒細胞>10%。每符合 1 項加 1 分，當 SIRS 評分≥2 分即可診斷為 SIRS。記錄拔管時間和 ICU 停留時間。采用雙盲法，結果記錄均由不知情的第三者完成。
1.4 統計學分析
采用 SPSS 20.0 統計學軟件進行分析，計量資料以均數±標準差（
）表示，采用重復測量設計的方差分析，手術類型比較采用卡方檢驗。P<0.05 為差異有統計學意義。
2 結果
兩組患者計量資料數據均滿足 Mauchly 球形檢驗結果，C 組與 R 組相比，術前心率[（76±6）bpm vs. （78±8）bpm]、血壓[（128±16） mm Hg，（122±12 ）mm Hg）]、紅細胞（4.6×1012/L±0.6×1012/L vs. 4.5×1012/L±0.5×1012/L）、血紅蛋白含量[（135±16）g/L vs.（133±14 g/L）]等差異均無統計學意義，術前禁煙酒 1 月以上。
兩組患者均順利完成手術，無圍術期死亡和嚴重心腦并發癥，被處理肢體術后無缺血等并發癥。C 組與 R 組相比，一般資料和手術情況及輸異體血量[（425±52）ml vs.（398±47）ml]、自體血量[（326±37）ml vs.（318±33）ml）]、術中尿量[（489±86）ml vs.（511±95）ml]、自動復跳率（73.3% vs. 80.0%）、住院時間[（10.6±1.2）d vs.（9.8±1.1）d] 等各指標組間比較差異無統計學意義（P>0.05），R 組拔管時間和住 ICU 時間短于 C 組（P<0.05）；見表 1。
表1
兩組患者一般資料和術中情況各指標的比較（
/例）
與 C 組比較，R 組 T1～T3 時血清 IL-6 濃度降低，T2T1T3 時血清 IL-10 濃度升高，T1T1T2 時 SOD 活性升高，T1 時 MDA 濃度降低，T3 時白細胞計數降低，T3～T4 時單核細胞比例升高，T4 時膀胱溫降低，術后 1 d SIRS 評分降低（P<0.05）。與 T0 比較，T1～T3 時 C 組血清 IL-6 濃度升高，IL-10 濃度降低（P<0.05）；T1-T2 時 C 組 SOD 活性降低，MDA 濃度升高，R 組血清 IL-6 濃度升高，IL-10 濃度和單核細胞比例降低（P<0.05）；T1 時 R 組 SOD 活性降低（P<0.05）；T1-4 時兩組白細胞計數升高，C 組單核細胞比例降低；T3-T4 時 C 組膀胱溫升高（P<0.05）；T3 時 R 組膀胱溫升高（P<0.05）。與術前 1 d 比較，C 組術后 1～3 d 和 R 組術后 1～2 d SIRS 評分升高（P<0.05），見表 2～5。
表2
兩組患者不同時間點血清 IL-6、IL-10 水平的比較（n=30，
）
表3
兩組患者不同時間點 SOD、MDA 水平的比較（n=30，
）
表4
兩組患者不同時間點白細胞計數、單核細胞比例及體溫的比較（n=30，
）
表5
兩組患者不同時間點 SIRS 評分的比較（n=30，
）
3 討論
CPB 下心臟手術，由于非生理性灌注、血液與 CPB 管道材料表面接觸、手術創傷、缺血-再灌注、內毒素釋放、血液稀釋、體溫變化等，均可激活炎性介質，促進炎性反應和氧化應激的級聯擴大，并導致全身炎癥反應和組織器官功能障礙，嚴重影響患者的預后。
近年來，人們嘗試多種方法來減輕 CPB 后全身炎性反應和氧化應激，如應用白細胞濾器、肝素涂層 CPB 管道、各種炎性介質釋放抑制劑、炎性介質受體拮抗劑及免疫調控等，但效果并不明顯。缺血預處理通過多種機制對靶器官產生保護作用，其作用機制之一即抑制炎性反應[11]。而遠隔缺血預處理和后處理由于操作簡便、無創，成為近來研究重點。自 Schmidt 等[5]首次提出遠隔缺血時處理概念以來，其對靶器官的明顯保護效果得到動物實驗和臨床研究的廣泛驗證。目前一般認為（遠隔）缺血預/后處理具有相似的保護作用和機制，包括多種神經、體液和炎癥反應途徑。本研究即觀察遠隔缺血時處理對 CPB 瓣膜置換術患者炎性反應和氧化應激的影響。
IL-6 主要由單核巨噬細胞、T 淋巴細胞、血管內皮細胞產生，是炎性反應的早期敏感標記物。IL-10 主要由單核巨噬細胞、B 淋巴細胞和 T 淋巴細胞產生，是機體質量要的內源性抗炎因子，可抑制炎性因子的合成與釋放，有助于減輕炎性因子介導的組織和細胞損傷[12-13]。本研究中 CPB 后血清 IL-6 升高和 IL-10 降低，表明 CPB 后可誘發全身炎性反應。R 組血清 IL-6 升高和 IL-10 降低程度較 C 組低，且較早恢復至術前水平，表明遠隔缺血時處理可以抑制炎性反應的程度和縮短炎性反應的時間。
MDA 是脂質過氧化的最終產品，可作為脂質過氧化程度及氧自由基誘導的組織損傷程度的指標。SOD 是一種氧自由基清除劑，反映清除氧自由基的能力。本研究結果顯示 CPB 后 MDA 水平增加和 SOD 水平下降，而 R 組 MDA 水平增加和 SOD 水平下降程度低于 C 組，表明遠隔缺血時處理可減輕 CPB 后氧化應激。
白細胞計數、單核細胞分類百分比及體溫是反映炎性反應的臨床常用指標。本研究結果表明，遠隔缺血時處理組白細胞計數在 CPB 后早期達到高峰，然后迅速下降，其峰值也低于對照組，而單核細胞百分下降比和體溫升高程度小于對照組，這也間接反映了遠隔缺血時處理可以減輕全身炎性反應。SIRS 評分是簡單、快速評價 SIRS 嚴重程度的方法，與患者預后相關[14-16]。R 組 SIRS 評分較低，且術后拔管時間和住 ICU 時間短于 C 組，進一步表明遠隔缺血時處理后患者全身炎性反應較輕，且術后恢復較快。
炎性反應升高的程度還是持續時間對機體損傷占主導還有待進一步研究，當然更可能是兩者綜合效果（曲線下面積）。但本研究結果顯示遠隔缺血時處理可同時減輕炎性反應的升高程度和持續時間，有效減輕 CPB 下心臟瓣膜置換術患者炎性反應和氧化應激。本試驗研究對象是人，難以控制試驗條件達到組間完全平衡。樣本量小、所選指標臨床應用有一定限制性、沒有進行術后長期隨訪，以至于無法了解患者長期預后是本研究不足之處。關于遠隔缺血處理的最佳實施部位、時間、周期及減輕炎性反應的機制還有待進一步研究。
綜上所述，遠隔缺血時處理可減輕 CPB 下心臟瓣膜置換術患者炎性反應和氧化應激，促進患者恢復。
