引用本文： 周瑞琴, 葉琳, 李林峻, 張誠, 吳慶琛. 單肺通氣時間對食管癌術后肺泡灌洗液和血清炎癥指標及早期肺部感染影響的前瞻性隊列研究. 中國胸心血管外科臨床雜志, 2018, 25(10): 855-859. doi: 10.7507/1007-4848.201804032 復制
食管癌是最常見的消化道惡性腫瘤之一，經右胸及上腹胸腹腔鏡聯合食管癌根治術是手術治療方式之一。通過單肺通氣（one-lung ventilation，OLV）實現肺萎陷為術者提供清晰的視野及操作空間，但 OLV 萎陷側肺會出現不同程度的損傷，萎陷肺復張又引起缺血再灌注損傷及多種炎癥細胞因子釋放，易致術后肺部感染[1-2]。肺部感染是食管癌術后最常見的并發癥[3]，研究發現食管癌手術時間及 OLV 與術后肺部感染的發生率密切相關[4-5]。目前臨床醫師對術后肺部感染的實驗室診斷主要依靠降鈣素原（PCT）、C 反應蛋白（CRP）和白細胞計數（WBC）等全身非特異性炎癥指標，早期與手術創傷引起的應激性升高難以區分，可能延誤最佳的治療時機。本文通過探討單肺通氣時間對食管癌根治術后肺泡灌洗液（BALF）中腫瘤壞死因子 α（TNF-α）、白細胞介素 6（IL-6）值和血清炎癥指標及早期肺部感染的影響，初步揭示 OLV 可能導致急性肺損傷的機制，為臨床醫師早期診斷肺部感染和評估預后提供一定依據。
1 資料與方法
1.1 臨床資料和分組
本研究為前瞻性隊列研究，獲得我院倫理委員會批準并與患者簽署知情同意書。收集 2016 年 9 月至 2017 年 9 月胸腹腔鏡聯合食管癌根治術患者 90 例的臨床資料。納入標準：年齡 50～69 歲，體重指數（BMI）18～24 kg/m2，術前經病理組織檢查明確診斷為食管中段鱗癌，手術可完整切除。術前無局部或全身炎癥表現（無發熱，實驗室炎癥指標及影像學檢查正常），未接受過放化療、糖皮質激素等免疫抑制治療，肝腎功能正常，肺功能正常或輕度通氣功能障礙，美國麻醉醫師協會（ASA）Ⅰ～Ⅱ級。排除標準：腫瘤外侵嚴重或有遠處轉移，有長期吸煙史者術前兩周未禁煙，慢性阻塞性肺疾病，術中需要輸注血液制品或循環不穩定需要大劑量血管活性藥物，術中維持單肺通氣需要吸氧濃度大于 70%。以胸腔鏡下手術操作時間將 OLV 時間分為 3 組：T1 組（0.5～1.5 h）、T2 組（1.5～2.5 h）和 T3 組（>2.5 h），每組 30 例。麻醉及手術均由同一級別麻醉醫師和外科醫師操作，術后保留氣管插管送至胸外科監護室進行復蘇及監護，達到拔管指針后拔除氣管插管。圍手術期嚴格按照國家規定使用二代頭孢類抗生素預防感染。
1.2 方法
1.2.1 支氣管肺泡灌洗液的采集與 TNF-α、IL-6 的檢測
入 ICU 后立即用纖維支氣管鏡通過經口氣管導管行支氣管鏡肺泡灌洗，先進入左側支氣管選擇左肺下葉開口注入 0.9% 無菌氯化鈉溶液 20 ml，負壓抽吸回收至收集器中，回收率大于 40%。退出鏡身，抽吸 0.9% 無菌氯化鈉溶液 250 ml 反復沖洗氣管鏡后，再進入右側支氣管選擇左肺下葉開口重復以上操作。將回收的肺泡灌洗液用雙層無菌紗布過濾，濾過液置于冰塊中立即送實驗室，離心、取上清液保存于–4℃ 待檢，采用應用酶聯免疫吸附法（ELISA）檢測 BALF 中 TNF-α、IL-6 的水平。試劑盒購自北京北方生物技術研究所，具體操作嚴格按試劑盒說明書進行。
1.2.3 血清炎癥指標的測定
于術后第 1 d、3 d、5 d 清晨，由護士嚴格按照相關操作要求從外周靜脈抽取空腹血液標本 5 ml，送本院檢驗科檢測 PCT、CRP 和 WBC 水平。PCT 水平采用免疫發光夾心法測定，試劑盒由南京基蛋生物科技有限公司提供，CRP 水平采用免疫比濁法測定，試劑盒由上海生物科技有限公司提供，WBC 水平使用日本XE-2100 全自動血液分析儀測定。
1.2.4 肺部感染的診斷標準
術后 3 d 監測并記錄患者的體溫、呼吸道癥狀、肺部體征和胸部 X 線片結果，每天行氣道分泌物細菌學培養，根據《醫院感染診斷標準》統計每組肺部感染和非肺部感染患者的例數。
1.3 統計學分析
采用 SPSS 16.0 軟件對數據進行統計分析，計數資料比較采用χ2檢驗。計量資料以均數±標準差（
±s）表示，采用單因素方差分析（one-way ANOVA）或 t檢驗進行比較，采用雙側檢驗，檢驗水準 α=0.05。
2 結果
三組患者年齡、性別、體重指數（BMI）、術前吸煙史、術前合并癥（高血壓、冠心病、糖尿病）差異均無統計學意義（P>0.05）；見表 1。
表1
三組患者臨床資料的比較（
/例）
2.1 BALF 中 TNF-α、IL-6 的濃度
同組內右側萎陷肺與左側通氣肺比較，右肺 IL-6 值均較左肺升高，T2、T3 組右肺 TNF-α 值較左肺高，差異有統計學意義（P<0.05）。右側萎陷肺組間比較，隨單肺通氣時間延長，TNF-α、IL-6 值逐漸升高，各組間差異有統計學意義（P<0.05）。左肺通氣肺組間比較，隨單肺通氣時間延長，IL-6 值逐漸升高，差異有統計學意義（P<0.05），T3 組 TNF-α 值較 T1、T2 組升高，差異有統計學意義（P<0.05）；見表 2。
表2
三組患者 BALF 中 TNF-α、IL-6 的濃度比較（ng/L，
）
2.2 血清炎癥指標
T3 組患者術后第 3 d、5 d PCT 值均較 T1、T2 組升高，差異有統計學意義（P<0.05）。三組患者術第 1 d PCT 水平差異無統計學意義（P>0.05），三組患者各時點 CRP、WBC 差異均無統計學意義（P>0.05）；見表 3、表 4、表 5。
表3
三組患者術后 PCT 指標的比較（ng/ml，
）
表4
三組患者術后 CRP 指標的比較（mg/L，
）
表5
三組患者術后 WBC 指標的比較（×109/L，
）
2.3 不同 OLV 時間術后肺部感染的發生情況
三組患者術后肺部感染的發生率有差異有統計學意義（P<0.05），T3 組患者術后肺部感染發生率明顯高于 T1 組，差異有統計學意義（P<0.05）。T3 與 T2、T1 與 T2 組患者術后肺部感染發生率差異無統計學意義（P<0.05）；見表 6。
表6
三組患者術后肺部感染的發生情況（例）
3 討論
動物模型證實，缺血再灌注肺組織中大量促炎因子的升高，是導致肺缺血再灌注損傷主要原因，其含量與肺組織損傷的嚴重程度成正比[6-7]。OLV 導致的急性肺損傷是不同炎癥介質及多種效應細胞形成的炎癥反應。TNF-α 和 IL-6 是全身炎癥反應的關鍵觸發因素，機械通氣使肺巨噬細胞分泌 TNF-α 和 IL-6 等多種因子，激活 NF-kB 通路，參與調控和維持肺部炎癥因子的表達[8-9]。支氣管肺泡貼近實質肺組織，受外界干擾極少，故 BALF 中炎癥因子的水平能可靠地反映肺組織局部的炎癥水平[10]。本研究結果提示除 T1 組患者 TNF-α 值差異無統計學意義外，其余各組患者萎陷側肺組織炎癥介質水平均高于通氣側肺，表明 OLV 導致萎陷側肺組織的缺血再灌注損傷，肺組織局部炎癥介質水平明顯升高。隨著 OLV 時間的延長，通氣肺和萎陷肺 BALF 中炎癥介質含量均升高，尤其當 OLV 長于 2.5 h 后，雙側肺組織中的炎癥介質均顯著上升，提示長時間 OLV 加重了急性肺損傷。
目前相關文獻研究認為食管癌手術誘發全身炎性反應是增加肺部感染的最大因素[11]。PCT 為降鈣素前肽，被臨床認為是診斷膿毒癥和評估病情嚴重程度的可靠指標，對術后早期肺部感染也有一定診斷價值，其敏感度高于 CRP[12]。Uzzan 等[13]研究證實 PCT 在外科手術或創傷后引起的全身炎癥反應綜合征時也會升高，然而機體并沒有發生細菌感染。Dai 等[14]揭示了外科手術的時間和過程會影響術后 PCT 的水平，但是手術創傷和 PCT 釋放的具體關系并不明確。本文發現食管癌根治術后第 1 d 三組患者血清 PCT 水平均升高，而長時間 OLV 組（>2.5 h）患者血清 PCT 水平在第 3 d 達到峰值，隨后逐漸下降，仍然明顯高于其他組，提示長時間 OLV 會造成嚴重的全身炎癥反應，而 CRP 及 WBC 各組差異均無統計學意義，故相比 CRP、WBC，血清 PCT 水平能更好地反映食管癌術后早期全身炎癥反應的嚴重程度。本研究發現，患者術后早期肺部感染發生率和術后 PCT 值僅在 OLV>2.5 h 組差異有統計學意義，BALF 中 TNF-α、IL-6 的濃度也是在 OLV>2.5 h 組發生明顯升高，可能提示隨著 OLV 延長，尤其是>2.5 h 者，誘發的缺血再灌注損傷和急性肺損傷會明顯加重，肺組織局部及全身炎癥介質水平均會升高，發生肺部細菌感染的機率將會大大增加。
綜上所述，長時間單肺通氣，尤其是 OLV>2.5 h，會導致肺組織局部及全身炎癥介質水平明顯升高，產生肺部并發癥幾率升高，可能嚴重影響患者預后。所以，外科醫生應該盡量提高手術技巧，縮短手術及 OLV 時間；術中采用保護性肺通氣、低水平持續氣道正壓通氣等策略[15]。有研究提出術中間斷進行肺復張可緩解患者由萎陷到復張引起的肺損傷，但肺復張的頻率及對雙肺的影響尚待進一步探索[16]。術后早期用藥減輕全身炎癥反應，加強患者的呼吸道分泌物引流，避免術后肺不張，必要時可行支氣管肺泡灌洗[17]。目前臨床醫生難以僅憑常用的血清全身非特異性標志物來對術后肺部感染做到早期診斷，肺組織局部 BALF 中炎癥介質的水平具有一定的參考價值。
食管癌是最常見的消化道惡性腫瘤之一，經右胸及上腹胸腹腔鏡聯合食管癌根治術是手術治療方式之一。通過單肺通氣（one-lung ventilation，OLV）實現肺萎陷為術者提供清晰的視野及操作空間，但 OLV 萎陷側肺會出現不同程度的損傷，萎陷肺復張又引起缺血再灌注損傷及多種炎癥細胞因子釋放，易致術后肺部感染[1-2]。肺部感染是食管癌術后最常見的并發癥[3]，研究發現食管癌手術時間及 OLV 與術后肺部感染的發生率密切相關[4-5]。目前臨床醫師對術后肺部感染的實驗室診斷主要依靠降鈣素原（PCT）、C 反應蛋白（CRP）和白細胞計數（WBC）等全身非特異性炎癥指標，早期與手術創傷引起的應激性升高難以區分，可能延誤最佳的治療時機。本文通過探討單肺通氣時間對食管癌根治術后肺泡灌洗液（BALF）中腫瘤壞死因子 α（TNF-α）、白細胞介素 6（IL-6）值和血清炎癥指標及早期肺部感染的影響，初步揭示 OLV 可能導致急性肺損傷的機制，為臨床醫師早期診斷肺部感染和評估預后提供一定依據。
1 資料與方法
1.1 臨床資料和分組
本研究為前瞻性隊列研究，獲得我院倫理委員會批準并與患者簽署知情同意書。收集 2016 年 9 月至 2017 年 9 月胸腹腔鏡聯合食管癌根治術患者 90 例的臨床資料。納入標準：年齡 50～69 歲，體重指數（BMI）18～24 kg/m2，術前經病理組織檢查明確診斷為食管中段鱗癌，手術可完整切除。術前無局部或全身炎癥表現（無發熱，實驗室炎癥指標及影像學檢查正常），未接受過放化療、糖皮質激素等免疫抑制治療，肝腎功能正常，肺功能正常或輕度通氣功能障礙，美國麻醉醫師協會（ASA）Ⅰ～Ⅱ級。排除標準：腫瘤外侵嚴重或有遠處轉移，有長期吸煙史者術前兩周未禁煙，慢性阻塞性肺疾病，術中需要輸注血液制品或循環不穩定需要大劑量血管活性藥物，術中維持單肺通氣需要吸氧濃度大于 70%。以胸腔鏡下手術操作時間將 OLV 時間分為 3 組：T1 組（0.5～1.5 h）、T2 組（1.5～2.5 h）和 T3 組（>2.5 h），每組 30 例。麻醉及手術均由同一級別麻醉醫師和外科醫師操作，術后保留氣管插管送至胸外科監護室進行復蘇及監護，達到拔管指針后拔除氣管插管。圍手術期嚴格按照國家規定使用二代頭孢類抗生素預防感染。
1.2 方法
1.2.1 支氣管肺泡灌洗液的采集與 TNF-α、IL-6 的檢測
入 ICU 后立即用纖維支氣管鏡通過經口氣管導管行支氣管鏡肺泡灌洗，先進入左側支氣管選擇左肺下葉開口注入 0.9% 無菌氯化鈉溶液 20 ml，負壓抽吸回收至收集器中，回收率大于 40%。退出鏡身，抽吸 0.9% 無菌氯化鈉溶液 250 ml 反復沖洗氣管鏡后，再進入右側支氣管選擇左肺下葉開口重復以上操作。將回收的肺泡灌洗液用雙層無菌紗布過濾，濾過液置于冰塊中立即送實驗室，離心、取上清液保存于–4℃ 待檢，采用應用酶聯免疫吸附法（ELISA）檢測 BALF 中 TNF-α、IL-6 的水平。試劑盒購自北京北方生物技術研究所，具體操作嚴格按試劑盒說明書進行。
1.2.3 血清炎癥指標的測定
于術后第 1 d、3 d、5 d 清晨，由護士嚴格按照相關操作要求從外周靜脈抽取空腹血液標本 5 ml，送本院檢驗科檢測 PCT、CRP 和 WBC 水平。PCT 水平采用免疫發光夾心法測定，試劑盒由南京基蛋生物科技有限公司提供，CRP 水平采用免疫比濁法測定，試劑盒由上海生物科技有限公司提供，WBC 水平使用日本XE-2100 全自動血液分析儀測定。
1.2.4 肺部感染的診斷標準
術后 3 d 監測并記錄患者的體溫、呼吸道癥狀、肺部體征和胸部 X 線片結果，每天行氣道分泌物細菌學培養，根據《醫院感染診斷標準》統計每組肺部感染和非肺部感染患者的例數。
1.3 統計學分析
采用 SPSS 16.0 軟件對數據進行統計分析，計數資料比較采用χ2檢驗。計量資料以均數±標準差（
±s）表示，采用單因素方差分析（one-way ANOVA）或 t檢驗進行比較，采用雙側檢驗，檢驗水準 α=0.05。
2 結果
三組患者年齡、性別、體重指數（BMI）、術前吸煙史、術前合并癥（高血壓、冠心病、糖尿病）差異均無統計學意義（P>0.05）；見表 1。
表1
三組患者臨床資料的比較（
/例）
2.1 BALF 中 TNF-α、IL-6 的濃度
同組內右側萎陷肺與左側通氣肺比較，右肺 IL-6 值均較左肺升高，T2、T3 組右肺 TNF-α 值較左肺高，差異有統計學意義（P<0.05）。右側萎陷肺組間比較，隨單肺通氣時間延長，TNF-α、IL-6 值逐漸升高，各組間差異有統計學意義（P<0.05）。左肺通氣肺組間比較，隨單肺通氣時間延長，IL-6 值逐漸升高，差異有統計學意義（P<0.05），T3 組 TNF-α 值較 T1、T2 組升高，差異有統計學意義（P<0.05）；見表 2。
表2
三組患者 BALF 中 TNF-α、IL-6 的濃度比較（ng/L，
）
2.2 血清炎癥指標
T3 組患者術后第 3 d、5 d PCT 值均較 T1、T2 組升高，差異有統計學意義（P<0.05）。三組患者術第 1 d PCT 水平差異無統計學意義（P>0.05），三組患者各時點 CRP、WBC 差異均無統計學意義（P>0.05）；見表 3、表 4、表 5。
表3
三組患者術后 PCT 指標的比較（ng/ml，
）
表4
三組患者術后 CRP 指標的比較（mg/L，
）
表5
三組患者術后 WBC 指標的比較（×109/L，
）
2.3 不同 OLV 時間術后肺部感染的發生情況
三組患者術后肺部感染的發生率有差異有統計學意義（P<0.05），T3 組患者術后肺部感染發生率明顯高于 T1 組，差異有統計學意義（P<0.05）。T3 與 T2、T1 與 T2 組患者術后肺部感染發生率差異無統計學意義（P<0.05）；見表 6。
表6
三組患者術后肺部感染的發生情況（例）
3 討論
動物模型證實，缺血再灌注肺組織中大量促炎因子的升高，是導致肺缺血再灌注損傷主要原因，其含量與肺組織損傷的嚴重程度成正比[6-7]。OLV 導致的急性肺損傷是不同炎癥介質及多種效應細胞形成的炎癥反應。TNF-α 和 IL-6 是全身炎癥反應的關鍵觸發因素，機械通氣使肺巨噬細胞分泌 TNF-α 和 IL-6 等多種因子，激活 NF-kB 通路，參與調控和維持肺部炎癥因子的表達[8-9]。支氣管肺泡貼近實質肺組織，受外界干擾極少，故 BALF 中炎癥因子的水平能可靠地反映肺組織局部的炎癥水平[10]。本研究結果提示除 T1 組患者 TNF-α 值差異無統計學意義外，其余各組患者萎陷側肺組織炎癥介質水平均高于通氣側肺，表明 OLV 導致萎陷側肺組織的缺血再灌注損傷，肺組織局部炎癥介質水平明顯升高。隨著 OLV 時間的延長，通氣肺和萎陷肺 BALF 中炎癥介質含量均升高，尤其當 OLV 長于 2.5 h 后，雙側肺組織中的炎癥介質均顯著上升，提示長時間 OLV 加重了急性肺損傷。
目前相關文獻研究認為食管癌手術誘發全身炎性反應是增加肺部感染的最大因素[11]。PCT 為降鈣素前肽，被臨床認為是診斷膿毒癥和評估病情嚴重程度的可靠指標，對術后早期肺部感染也有一定診斷價值，其敏感度高于 CRP[12]。Uzzan 等[13]研究證實 PCT 在外科手術或創傷后引起的全身炎癥反應綜合征時也會升高，然而機體并沒有發生細菌感染。Dai 等[14]揭示了外科手術的時間和過程會影響術后 PCT 的水平，但是手術創傷和 PCT 釋放的具體關系并不明確。本文發現食管癌根治術后第 1 d 三組患者血清 PCT 水平均升高，而長時間 OLV 組（>2.5 h）患者血清 PCT 水平在第 3 d 達到峰值，隨后逐漸下降，仍然明顯高于其他組，提示長時間 OLV 會造成嚴重的全身炎癥反應，而 CRP 及 WBC 各組差異均無統計學意義，故相比 CRP、WBC，血清 PCT 水平能更好地反映食管癌術后早期全身炎癥反應的嚴重程度。本研究發現，患者術后早期肺部感染發生率和術后 PCT 值僅在 OLV>2.5 h 組差異有統計學意義，BALF 中 TNF-α、IL-6 的濃度也是在 OLV>2.5 h 組發生明顯升高，可能提示隨著 OLV 延長，尤其是>2.5 h 者，誘發的缺血再灌注損傷和急性肺損傷會明顯加重，肺組織局部及全身炎癥介質水平均會升高，發生肺部細菌感染的機率將會大大增加。
綜上所述，長時間單肺通氣，尤其是 OLV>2.5 h，會導致肺組織局部及全身炎癥介質水平明顯升高，產生肺部并發癥幾率升高，可能嚴重影響患者預后。所以，外科醫生應該盡量提高手術技巧，縮短手術及 OLV 時間；術中采用保護性肺通氣、低水平持續氣道正壓通氣等策略[15]。有研究提出術中間斷進行肺復張可緩解患者由萎陷到復張引起的肺損傷，但肺復張的頻率及對雙肺的影響尚待進一步探索[16]。術后早期用藥減輕全身炎癥反應，加強患者的呼吸道分泌物引流，避免術后肺不張，必要時可行支氣管肺泡灌洗[17]。目前臨床醫生難以僅憑常用的血清全身非特異性標志物來對術后肺部感染做到早期診斷，肺組織局部 BALF 中炎癥介質的水平具有一定的參考價值。
