内容
作者：魏磊 刘标，梁永年，陈亦江，陈亮，吴延虎 作者单位：南京医科大学第一附属医院，1.胸心外科，2.核医学科，江苏 南京 210029
【摘要】 目的 探讨体外循环（cardiopulmonary bypass,CPB）所引起的肺组织炎性损伤，研究术中应用乌司他丁(UTI)对肺的保护作用及可能的机制。方法 25例患者随机分为两组，实验组于转流后将UTI加入体外循环机中。动态检测两组患者左、右房中性粒细胞数(polymorphonuclear neutrophils，PMN)、血小板数(Plt)；血清白细胞介素- 6（IL- 6）、白细胞介素-10（IL-10）、肿瘤坏死因子- α（TNF- α）水平；肺顺应性；CPB后肺组织电镜检查变化结果。结果 ① 对照组心脏复跳后左房PMN、Pt明显低于右房（P 0.05）；② CPB开始后，两组桡动脉血IL-6、TNF-α进行性升高，心脏复跳后逐渐下降，对照组增高更显著（P 0.05）。③ CPB开始后，两组桡动脉血IL-10进行性增高，心脏复跳后逐渐下降，实验组增高更显著（P 0.05）。④ 肺顺应性在停CPB后均降低，对照组降低更显著，与实验组比较有显著差异（P 0.05）。⑤ 电镜观测：实验组 Ⅰ型、Ⅱ型肺泡细胞内细胞器、细胞形态学的改变较轻。结论 UTI能减轻CPB后肺损伤，保护术后肺功能。
【关键词】 乌司他丁；体外循环；肺保护；肺损伤
The Protective Effects of Ulinastatin on
Pulmonary Tissue during Cardiopulmonary Bypass
WEI Lei1, LIU Biao2, LIANG Yong-nian1, CHEN Yi-jiang1，CHEN Liang1 , WU Yan-hu1
（1.Department of Cardiothoracic Surgery;2.Department of Nuclear Medicine,
the First Affiliated Hospital of NJMU, Nanjing 210029, China）
Abstract: OBJECTIVE To evaluate the protection of Ulinastatin (UTI) on pulmonary tissue during cardiopulmonary bypass(CPB). METHODS 25 patients undergoing open-heart surgery with CPB were evaluated in this study. The patients were randomly divided into two groups: control group and experimental group. The experimental group received UTI as the way of pulmonary protection. Polymorphonuclear neutrophils (PMN) and platelet (Plt) count, interleukin-6(IL-6), IL-10, tumor necrosis factor-α(TNF-α), lung compliance and the histological examination under electron microscopy of the lung were recorded perioperatively. RESULTS The changes of PMN and Plt count in the right atrium blood were significantly higher than that in the left one after aorta declamp off in control group(P 0.05). The plasma levels of IL-6 and TNF-α in experimental group were significantly lower than that of the control group (P 0.05) . IL-10 in experimental group increased compared with control group (P 0.05). Lung compliance decreased significantly in control group. The histological examination of the lung confirmed that the degree of lung injury was significantly decreased in experimental group. CONCLUSION Our results demonstrated that the Ulinastatin could protect pulmonary tissue during CPB.
Key words： Ulinastatin；Cardiopulmonary bypass；Pulmonary protect；Lung injury
体外循环（cardiopulmonary bypass，CPB）诱发全身炎症反应（systemic inflammatory response, SIR）的观点逐渐被人们接受，而肺的炎症反应是SIR在肺脏局部的表现。笔者对25例CPB的患者应用了乌司他丁（尿胰蛋白酶抑制剂，UTI），研究CPB的肺损伤以及UTI肺保护作用的可能机制，从而为CPB肺保护提供新的途径和方法。
1 资料与方法
1.1 临床资料 随机选择南京医科大学第一附属医院CPB患者25例，分为实验组（n=13）和对照组（n=12），所有患者均无肺、肝、肾和凝血功能障碍，术前一周内未使用影响凝血功能的药物。术前均向患者及家属交代，并签署知情同意书。患者情况见表1。
1.2 方法
1.2.1 麻醉和CPB方法 两组患者其麻醉、手术步骤相同。使用美国产Sarns 8000型人工心肺机和鼓泡式氧合器，中度低温（24℃～32℃），中度血液稀释（Hct 0.2～0.30），非搏动性体外灌注，流量50～100 ml/（kg·min），心脏复跳后辅助循环为主动脉阻断时间的1/3左右，资料见表2。
1.2.2 用药方法和剂量 实验组采用广东天普生化医药股份有限公司生产的乌司他丁（批号：040201），2万IU/kg［1］，于CPB开始后直接加入CPB迴路中。对照组除用等量生理盐水替代乌司他丁外，其它条件均相同。
1.2.3 检测指标标本的制备和数据的收集 患者经左、右心房采集转流前、主动脉开放心脏复跳后5 min血液检测中性粒细胞数(polymorphonuclear neutrophils，PMN)、血小板数(Plt)；按下列时段自桡动脉抽血，麻醉诱导（T1）、转流前5 min（T2）、转流30 min（T3）、主动脉开放后5 min（T4）、CPB结束后1h（T5）和CPB结束后5h（T6），采用放射免疫法（试剂盒由北京中国原子能科学研究院提供），分别进行IL-6、IL-10、TNF-α测定；通过麻醉监护仪测定麻醉诱导后、开胸后、停CPB和手术结束时肺顺应性的变化；取CPB后患者左侧肺舌段外缘约米粒大小，处理后经透射电镜观察肺组织超微结构的变化。
1.3 统计学方法 所有资料均用SPSS 11.5软件包进行统计学处理，数据均经Taylor公式校正，采用均数±标准差（±s）表示，用t检验，两因素分析用方差分析，P 0.05认为有统计学意义。
2 结 果
2.1 两组临床资料与方法检测 组间无统计学差异（P 0.05）。
2.2 PMN及Plt检测结果 两组转流前左、右房PMN、Plt无显著差异（P 0.05）；对照组主动脉开放心脏复跳后5 min检测左房PMN、Plt明显低于右房PMN、Plt（P 0.05），实验组则无明显差异（P 0.05），见表3。
2.3 IL-6、IL-10、TNF-α检测结果 CPB开始后，两组IL-6、TNF-α和IL－10进行性增高，于主动脉开放心脏复跳后达到最高，后逐渐下降，但至CPB后5 h仍明显高于CPB前水平（P 0.05），对照组IL-6和TNF-α增高更显著（P 0.05），见图1、2。实验组IL－10增高更显著（P 0.05），见图3。
2.4 肺顺应性结果 两组患者在开胸后肺顺应性均有提高（P 0.05），而在停CPB和手术结束后均降低，但对照组降低更显著，且对照组与实验组有显著差异（P 0.05），而实验组降低差异无显著性（P 0.05）。见表4。表1 病例临床特征表2 两组CPB病例的手术资料表3 两组患者CPB前、复跳后左、右房PMN、Plt变化注：与右房血相比^P 0.05 表4 围手术期肺顺应性变化注：与麻醉诱导后相比^P 0.05；与对照组相比#P 0.05
2.4 肺组织活检电镜下超微结构结果 对照组可见Ⅰ型肺泡上皮细胞染色质浓染、聚集、空泡变性；Ⅱ型肺泡上皮细胞核内染色质浓染、聚集，线粒体肿大、嵴减少或消失、变性成髓鞘样结构、空泡变性，嗜锇小体减少，空泡变性，见图4、5。实验组则未见明显改变，见图6、7。
3 讨 论
目前CPB术后肺损伤仍是一个难以避免的并发症，所以适时应用药物干预炎症反应，对预防和减轻术后肺损伤具有重要的临床意义［2］。
3.1 CPB造成全身炎症反应和肺损伤的机制 肺损伤与粒细胞、血小板肺内聚集，补体的激活，TNF、IL-6、IL-8等炎性因子增加等因素有关［3］。CPB引起PMN和Plt在肺内的聚集和扣留，并激活全身炎症反应，大量的IL-6、TNF-α等炎性介质释放入血液，激活中性粒细胞。有文献报道，CPB时TNF-α升高是由肺泡单核巨噬细胞分泌的TNF-α增多所致［4］，而肺源性TNF-α增多又促进了炎症反应，由此造成肺血管内皮、肺泡基底膜及肺间质损伤。而IL-10在炎症反应的调节中起着非常重要的作用［5］，被认为是一种理想的抗炎因子。Chai等在研究CPB期间缺血对肺功能的影响时发现：阻断肺血流90 min后肺血管阻力、肺泡－动脉氧梯度明显较未阻断组高，而顺应性却显著降低，证明了CPB期间肺血流中断是肺损伤的主要原因［6］。我们的实验也表明实验组的肺顺应性在CPB前后存在着显著的差异(P 0.05)，而CPB后对照组肺组织的超微结构显示损害较重。
本实验表明：对照组主动脉开放后左、右房血PMN、Plt数目的显著差异，说明大量PMN、Plt在肺内滞留、聚集。IL-6、TNF-α、IL-10在CPB过程中进行性增高，与CPB前有显著差异（P 0.05），于心脏复跳后达到最高，后逐渐下降，但至CPB后5 h仍高于CPB前，这与CPB对机体的炎性损伤相一致，说明IL-6、TNF-α、IL-10在缺血再灌注损伤中起着重要的作用。CPB前、后肺的顺应性和体外循环后肺组织的超微结构的变化，证实了CPB对肺脏的损伤，而开胸后肺顺应性的提高则认为是开胸破坏了胸廓的完整性和密闭性所造成的。
3.2 UTI在CPB中肺保护的可能机制 UTI是从健康成年男性新鲜尿液中分离纯化的酸性糖蛋白，有多种特殊的药理作用，是一种广谱的酶抑制剂，对多种蛋白酶、糖和脂水解酶有抑制作用。
UTI 可下调炎性细胞因子的产生，稳定机体的内环境，并能稳定溶酶体膜，清除自由基，抑制过量超氧化物的产生及消除产生的超氧化物，抑制炎性介质的释放。
临床研究发现：CPB中激活的PMN可增加肺的滤过系数，同时产生的超氧化物阴离子对肺血管内皮产生损害。巨噬细胞和PMN可释放大量的蛋白酶，它们中的多数属于丝氨酸类蛋白酶，因而能被UTI所抑制［7］。依据以上的理论基础，笔者设计了本实验，观察CPB条件下，UTI对PMN、Plt的肺内扣留、IL-6、TNF-α、IL-10、肺的顺应性和CPB后肺组织的超微结构变化的影响［8］，并且取得了预期的效果。
实验组心脏复跳后5 min左、右心房中PMN、Plt无明显差异，表明UTI可以减少PMN和Plt在肺内的聚集和扣留，能在炎症反应的初始阶段发挥抑制作用。UTI能通过从多个环节抑制IL-6、TNF-α的产生和激活，并能加速抗炎因子IL-10的释放。本研究结果显示UTI上调IL-10的作用明显，与Deblier等的报道结果相似［9］。实验组与对照组在肺的顺应性和CPB后肺组织的超微结构的变化的显著差异，证实了UTI对CPB的干预和一定的肺保护作用。
【参考文献】
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