内容
作者：陈斌，李云涛，左友波，吴 爽 作者单位：川北医学院附属医院，1.麻醉科；3.骨科，四川 南充 637000； 2. 成都市第三人民医院普外科，四川 成都 610041
【摘要】 目的 探讨血浆S100蛋白水平在体外循环（cardiopulmonary bypass,CPB）术后认知功能障碍评价的临床意义。方法 选择拟行人工心脏瓣膜置换术患者64例，分别于CPB前5 min(T1)、CPB后30 min(T2)、CPB结束时(T3)、术后6 h(T4)、24 h(T5)和48 h(T6)6个时点采血测定S100蛋白浓度。在术前1天和术后第9天对患者进行神经精神功能9项测验，使用Newman评定标准判断患者是否发生了术后认知功能障碍，并将患者分为正常组（A组）和认知功能障碍组（B组）进行对照研究。 结果 62例患者完成了术后测验，术后认知功能障碍发生率48.4%（30/62例）。CPB期间，两组S100蛋白浓度较CPB前明显升高（P 0.01）。A组和B组比较，T1时点两组S100蛋白无统计学差异（P 0.05），其它各时点两组S100蛋白均有统计学差异（P 0.01）。结论 血浆S100蛋白水平在CPB术后认知功能障碍的评价中具有良好的监测意义。
【关键词】 S100蛋白； 体外循环； 认知功能障碍
The Significance of S100 Protein in the Evaluation of
Postoperative Cognitive Dysfunction after Cardiopulmonary Bypass
CHEN Bin1, LI Yun-tao2, ZUO You-bo1, WU Shuang3.
(1.Department of Anesthesiology;3.Department of Orthopaedics,Affiliated Hospital of North
Sichuan Medical College,Sichun Nanchong 63700;2.Department of General Surgery,
Chengdu Third Pepole's Hospital,Sichuan Chengdu 610041,China)
Abstract: OBJECTIVE To research the significance of S100 protein in the evaluation of postoperative cognitive dysfunction after cardiopulmonary bypass(CPB). METHODS Sixty-four patients who had been scheduled to receive cardiac valve replacement were selected. The level of serum S100 protein was measured 5 min before CPB(T1), 30 min after CPB(T2), at the end of CPB(T3), 6 h(T4), 24 h(T5) and 48 h(T6) after surgery. A battery of 9 neuropsychological tests was performed and scored preoperatively and 9 days after surgery. Newman's criterion was used to decide whether patients had happened postoperative cognitive dysfunction, and then divided patients into normal group (group A) and cognitive dysfunction group (group B) for control study. RESULTS Both preoperative and postoperative neuropsychological tests were completely performed for sixty-tow patients. The incidence rate of postoperative cognitive dysfunction was 48.4%(30/62 cases). During CPB, the level of serum S100 protein of two groups was higher than that before CPB（P 0.01）. Compared with group A, the level of group B's serum S100 protein was significant higher at all times（P 0.01）exclude T1.CONCLUSION The level of serum S100 protein is very valuable for monitoring postoperative cognitive dysfunction after CPB.
Key words： S100 protein; Cardiopulmonary bypass; Cognitive dysfunction
随着麻醉、手术和体外循环（cardiopulmonary bypass,CPB）技术的进步，心脏手术患者的死亡率和术后严重神经系统并发症的发生率已明显降低，但术后患者脑功能障碍的发生率仍然较高［1-2］，是影响心脏外科手术预后的重要因素之一。目前，脑功能的诊断主要依靠临床神经系统检查、计算机体层扫描（CT）和磁共振成像（MRI）等，但其灵敏性较差，且不适用于术后尚未清醒、镇静、某些生命体征不平稳、血流动力学紊乱或者使用呼吸机的患者［3-4］。因此，检测脑组织损伤后生化指标的改变具有重要临床应用价值。文献资料显示，S100蛋白可作为评价CPB手术后脑损伤的早期指标，能及时、有效地反映CPB术后脑损伤的情况，但对于CPB术后脑损伤引起的具有临床意义的认知功能障碍研究较少。本研究旨在探讨S100蛋白在CPB术后认知功能障碍评价的临床意义。
1 资料与方法
1.1 实验对象 选择拟行人工心脏瓣膜置换术患者64例，年龄18～65岁，术前签订知情同意书。排除标准：①合并糖尿病；②血栓史；③神经精神障碍；④左室射血分数＜30%；⑤有CPB史；⑥肝肾功能障碍者。剔除标准：①术中再次转机者；②术后患者死亡。
1.2 麻醉诱导与维持 术前30 min肌注吗啡0.15mg/kg，东莨菪碱0.3 mg。麻醉诱导用咪唑安定0.05～0.1 mg/kg，哌库溴铵0.1 mg/kg,芬太尼10 μg/kg。在劈胸骨前静脉追加芬太尼10 μg/kg，咪唑安定0.05 mg/kg，CPB前5 min追加咪唑安定0.15 mg/kg，哌库溴铵0.1 mg/kg，芬太尼10 μg/kg。CPB期间每间隔30 min追加芬太尼5 μg/kg。麻醉诱导后行左侧桡动脉穿刺置管监测直接动脉压（MAP）；经右侧颈内静脉穿刺并逆行放入6#单腔导管，深至乳突水平到达颈静脉球部供采集颈内静脉血标本，穿刺困难者在二维超声指导下完成颈内静脉逆行穿刺置管。右侧颈内静脉行中心静脉穿刺置管，同时向头侧穿刺逆行置管，使导管的尖端位于相当于外耳道的位置（颈内静脉球部）。
1.3 CPB方法 采用Sarns 8000型体外循环机，鼓泡式氧合器，非搏动性灌注，保持灌注流量（Q）2.0～2.4 L/（m2·min）或50～60 ml/（kg·min）以上，吸氧浓度为80％～90％，氧流量为1.5～2 L/min，维持MAP40～80 mmHg。预充液为血定安和乳酸林格氏液，血液稀释度控制Hct在0.20～0.25之间；pH处理采用α稳态。全身肝素化剂量为3～3.5 mg/kg，拮抗剂鱼精蛋白的剂量为3～3.5 mg/kg。使用Sarns变温水箱控制血温，降温速度为0.5～1.0℃/min，复温速度1℃ /3～5min。
1.4 标本采集及S100 蛋白测定 分别于CPB前5 min(T1)、CPB后30 min(T2)、CPB结束时(T3)、术后6 h(T4)、24 h(T5)和48 h(T6)6个时点采集颈静脉球部血样。分离出血浆于-70°C下贮存供检，采用酶联免疫吸附试验双抗体夹心法测定S100 蛋白，酶联免疫试剂盒由第四军医大学生理教研室提供。
1.5 神经精神功能测验 分别在术前1 d和术后第9 d对患者进行神经精神功能测验。测验项目使用龚耀先的敏感测验项目［5］,包括韦氏成人记忆量表中的累加（注意力，分数高功能好）、视觉再生（视觉记忆，分数高功能好）、联想学习（语言记忆，分数高功能好）和数字广度（分顺向和逆向两部分，注意力集中程度，分数高功能好）测验；韦氏成人智力量表（修订）中的数字符号测验（精神运动速度，分数高功能好）；以及联想测验（Trail Making Test A,注意力转移和精神运动速度，分数低功能好）和钉板测验（Grooved Pegboard Test,分利手和非利手两部分，精神运动速度，分数低功能好）。术后认知功能障碍的判断采用Newman［6］的方法，先计算所有患者各测验项目术前测验值的标准差，每个患者以其本人术前测验值为对照，评分等于或超过术前值的1个标准差就断定该项测验出现术后功能恶化，1个患者出现2个或2个以上的测验项目恶化判定该患者发生术后的认知功能障碍。实验结束后，按是否发生了术后认知功能障碍将患者分为正常组（A组）和认知功能障碍组（B组）。
1.6 统计学处理 统计分析采用SPSS12.0软件包完成。计量资料用均数±标准差(±s)表示，组间比较采用独立t检验，组内比较采用配对t检验。P 0.05认为差异有统计学意义。
2 结 果
64例患者中有2例未完成术后测验，被剔除，其余62例未发生术后认知功能障碍为32例，发生术后认知功能障碍的30例，发生率为48.4%。
两组患者性别、年龄、CPB时间和主动脉阻断时间无统计学差异（P 0.05），见表1。
血浆S100蛋白浓度总的趋势较CPB前均有所升高。在T2开始升高，T3达到高峰，T4开始下降，到T5和T6后逐渐恢复正常，见图1。
A组T2、T3、T4与T1比较有统计学差异（P 0.01）。B组T2～T6各时点与T1比较有统计学差异（P 0.01）。除T1外，A组的S100蛋白浓度明显低于B组，T2～T6各时点两组比较S100蛋白均有统计学差异（P 0.01），见表2。
3 讨 论
CPB并发症尤其是中枢神经系统的并发症不但表1 两组患者性别、年龄、CPB时间和主动脉阻断时间比较影响手术的成功率，而且严重影响患者的生活质量。对中枢神经系统损伤的早期诊断与预防成为CPB领域的重要研究课题之一，早期诊断是预防和治疗的前提与基础。大量的研究表明，血浆S100蛋白是脑损伤的早期指标，是迄今最能反映脑损伤程度的特异性蛋白［7］。S100蛋白是Moore于1965年首次从牛脑中分离出来的一种酸性钙结合蛋白，主要分布在中枢神经系统和周围神经系统的神经胶质和雪旺氏细胞中［8］。当中枢神经系统细胞损伤时，S100蛋白从胞液中渗出进入脑脊液，再经受损的血脑屏障进入血液。因此，脑脊液和血液中的S100蛋白是中枢神经系统损伤特异的和灵敏的生化指标。
认知功能障碍是脑损伤的一种外在表现，将影响患者的生存质量，术后发生率与年龄、肾功能和糖尿病等多种因素有关［9］，而麻醉方式和麻醉药物对其影响较小［10-11］。本研究使用龚耀先和Newman的评价体系，对62例CPB术后患者认知功能进行测评，并回顾性地分析了血浆S100蛋白水平与术后认知功能障碍评价的关系。结果发现，本研究术后认知功能障碍的发生率为48.4%，明显低于Shaaban研究小组的亚临床脑损伤引起的早期敏感认知功能障碍［12］。CPB前5 min，血浆中也出现了高于正常的S100蛋白，这说明在早期阶段S100蛋白反映脑损伤并不具有完全特异性［13］，因为心脏切开吸引可导致纵隔内脂肪细胞释放大量的S100蛋白［14］。 S100蛋白在两组患者的变化趋势基本一致，CPB前开始5 min出现，CPB结束时达到高峰，后逐渐下降，持续术后48 h，但S100蛋白半衰期只有25 min［15］，提示心脏手术中，后期S100蛋白值的升高主要是脑内星形胶质细胞损伤，S100蛋白从胞液渗出进入脑脊液，透过血脑屏障释进入循环所致。因此，后期监测S100蛋白反映脑损伤更具特异性［16-17］。除CPB前5 min时点外，A组的S100蛋白浓度明显低于B组（P 0.01）；且S100蛋白在A组恢复较快，术后24 h和48 h已逐渐恢复至CPB前水平（P 0.05），而B组的S100蛋白恢复较慢，术后48h仍然明显高于CPB前水平，说明血浆S100蛋白水平对监测术后认知功能障碍具有良好临床指导作用［18］。
综上所述，CPB会导致脑损伤标志物S100蛋白的产生， S100蛋白水平可以预测术后认知功能障碍的发生，对CPB术后脑损伤的诊断和预后判断具有重要价值；但是，对CPB术后患者S100蛋白的监测不能以正常人为参考，且监测时间要长（观察术后24 h或48 h S100蛋白是否恢复至CPB前水平）。通过监测CPB下S100蛋白浓度变化，及时发现和去除损害因素，可减少或降低脑损伤的发生，预防和治疗CPB术后认知功能障碍。
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