不同剂量丙泊酚靶控输注对体外循环心脏手术病人细胞因子 TNF－α、IL－10mRNA表达的影响

刘铁成，张秋雷，周升柱，岳 静，王泽平，隋成玉，柳克祥，周 明

（1.吉林大学第二医院 麻醉科，吉林 长春130041；2.吉林大学第二医院 心血管外科；3.日本秋田大学医学部）

体外循环（CPB）是现今心脏外科手术中应用的重要方法之一，然而诸多实践证实CPB过程可触发全身性炎症反应综合征（SIRS），CPB后SIRS的形成主要是由于炎性细胞因子的释放，如促炎性细胞因子肿瘤坏死因子－α（TNF－α）、白细胞介素－6（IL－6）、白细胞 介 素－8（IL－8）以 及 单 核 细 胞 趋 化 激 活 因 子（MCAF）等和抑炎性细胞因子白细胞介素－10（IL－10）等。丙泊酚可以通过抑制 TNF－α、IL－6、IL－8等促炎性因子的产生和释放，增加抑炎性因子IL－10的产生，从而减轻心肌缺血再灌注损伤［1］。本研究以TNF－α、IL－10为指标，探索不同剂量丙泊酚在体外循环心脏手术病人中对其mRNA表达的影响，从而证实丙泊酚能否降低体外循环引起的心肌缺血再灌注损伤、更好的保护心肌。本研究旨在寻找丙泊酚的最佳靶控输注剂量，为临床应用提供可行性依据。

1 材料与方法

1.1 一般资料 本研究经吉林大学第二医院医学伦理委员会批准后实施。选择拟行体外循环（CPB）的心脏手术成年患者60例 ，ASAⅡ～Ⅲ级，随机分为低剂量组（A 组）2μg／ml，中剂量组（B组）3μg／ml，高剂量组（C组）4μg／ml，每组男 、女各10例。麻醉机为Drager Primus，监护仪为PHILIPS MP70。

1.2 麻醉处理 术前30min肌注吗啡0.1mg／kg、东莨菪碱0.01mg／kg。麻醉诱导 ：静注咪达唑仑0.05mg／kg、依托咪酯0.3mg／kg、舒芬太尼5μg／kg、维库溴铵0.1mg／kg，经口明视气管插管；接麻醉机行机械通气。VT 8～10ml／kg，RR 12次／分，I∶E为1∶1.5，术中连续监测ECG、HR、SpO2、PETCO2，行有创动静脉穿刺连续监测BP、MAP、CVP，间断行动脉血气分析。分别于切皮前、转流开始前及转流结束后间断追加芬太尼和肌松剂。麻醉维持给予丙泊酚血浆靶控输注，浓度分别为2μg／ml、3μg／ml、4μg／ml。

1.3 体外循环 胸骨正中切口，经上、下腔静脉及主动脉置管建立CPB；肝素钠3mg／kg静脉注射全身肝素化，术中维持活化凝血时间（ACT）＞480s；采用Mx19－HL2型高级智能化人工心肺机、膜式氧合器。全身浅低温实施CPB，灌注流量50～70ml／（kg·min），维持平均动脉压45－80mmHg；预充液主要成分为乳酸钠平衡液，中度血液稀释，冷晶体停搏液保护心肌；转流结束后鱼精蛋白中和肝素（1：1），主动脉开放后联合静脉泵注多巴胺等血管活性药以维持循环功能。

1.4 标本采集及检测 分别于麻醉诱导后（T1）、停体外循环即刻（T2）、CPB后30min（T3）、CPB后60min（T4）、CPB后3h（T5）五个时间点抽取未抗凝静脉血8ml，用外周血淋巴细胞分离液进行梯度离心，从获得的淋巴细胞中提取RNA，逆转录合成cDNA，PCR后电泳扫描求积，即通过逆转录－聚合酶链反应（RT－PCR）法检测细胞因子 TNF－α、IL－10mRNA的表达，细胞因子PCR引物序列及相应产物的长度见表1。本研究引入β－actin作为内对照，以 TNFα、IL－10mRNA／β－actin mRNA 表示试验结果。

表1 细胞因子PCR引物序列及其扩增产物片段的长度

1.5 统计学处理 采用SPSS16.0软件包进行统计学分析。数据以均数±标准差（）表示，每组数据均进行正态性检验和方差齐性检验，方差齐者采用方差分析比较组间的差异，P＜0.05表示差异有统计学意义；方差不齐者采用秩和检验。组内比较采用t检验，P＜0.05表示差异有统计学意义。

2 结果

2.1 三组病人性别、年龄、体重、术中失血情况、手术时间、麻醉时间、围术期血流动力学变化及监护室观察时间均无显著差异（P＞0.05）。三组病人麻醉及手术期间血流动力学变化无显著差异（P＞0.05）。

2.2 三组病人不同时间点 TNF－α、IL－10mRNA／βactin mRNA比值的结果见表2。在麻醉诱导后（T1）及停止体外循环即刻（T2）两个时间点检测到的 TNF－α、IL－10mRNA／β－actin mRNA 比值变化无显著差异（P＞0.05）；在停止CPB后30min（T3）、60min（T4）、3h（T5）三个时间点检测到的 TNF－α、IL－10mRNA／β－actin mRNA 比值与停止 体外循 环即刻（T2）相比，TNF－α及IL－10mRNA 的表达呈不同程度增强，组内差异有统计学意义（P＜0.05）；停止CPB后不同时间点TNF－αmRNA的表达增强，在停止CPB后60min（T4）、3h（T5）两个时间点中剂量组TNF－αmRNA的表达与低剂量组相比程度减弱，差异有统计学意义（P＜0.05）；在停止CPB后60min（T4）、3h（T5）两个时间点高剂量组TNF－αmRNA的表达与低剂量组相比程度减弱，差异有统计学意义（P＜0.05）；停止CPB后不同时间点IL－10mRNA的表达增强，在停止CPB后30min（T3）、60min（T4）、3h（T5）三个时间点中剂量组与低剂量组比较差异有统计学意义（P＜0.05），在停止CPB后60min（T4）、3h（T5）两个时间点中剂量组与高剂量组比较差异有统计学意义（P＜0.05）。

表2 三组病人不同时间点TNF－α、IL－10mRNA／β－actin mRNA比值的比较（）

表2 三组病人不同时间点TNF－α、IL－10mRNA／β－actin mRNA比值的比较（）

与停止体外循环即刻（T2）比较，＊P＜0.05；与低剂量组（A组）比较 ，＃P＜0.05与高剂量组（C组）比较 ，△P＜0.05

指标 组别T1 T2 T3 T4 T5 A组 0.48±0.17 0.49±0.18 0.57±0.18＊ 0.62±0.13＊ 0.65±0.08＊TNF－α B组 0.51±0.17 0.51±0.18 0.55±0.15＊ 0.57±0.11＊＃ 0.60±0.07＊＃C组 0.50±0.18 0.51±0.18 0.57±0.19＊ 0.60±0.12＊＃ 0.64±0.08＊＃A组 0.40±0.17 0.40±0.13 0.47±0.07＊ 0.53±0.03＊ 0.48±0.06＊IL－10 B组 0.40±0.16 0.41±0.13 0.48±0.07＊＃ 0.56±0.03＊＃△ 0.47±0.05＊＃△C组 0.40±0.16 0.40±0.12 0.47±0.06＊ 0.54±0.03＊ 0.49±0.05＊

3 讨论

体外循环（CPB）是目前心脏手术中应用的重要方法，然而CPB过程中的非生理性灌注，外科手术造成的损伤、麻醉等因素导致人体体温的变化、器官的缺血－再灌注等除了包括凝血系统、纤溶系统及补体系统的进一步激活外，最重要的是激活中性粒细胞、单核－巨噬细胞系统和内皮细胞等，导致炎性介质如 TNF－α、IL －6、IL－8等细胞因子的释放，使内皮细胞损伤、血管舒张、通透性增加及中性粒细胞外渗，近而造成组织浸润、组织受损、重要器官功能受损［2］，甚至触发全身炎性反应综合征（SIRS），同时促炎性细胞因子的释放与MOF的发生与发展有关。虽然周子超等［3］曾做过关于丙泊酚对体外循环心脏手术病人细胞因子的影响研究，也有Koen Raedschelders［4］等对体外循环下心脏手术中丙泊酚靶控剂量的探讨，但对在体外循环下与细胞因子表达相关的丙泊酚靶控剂量的研究却少有报道，而丙泊酚靶控输注（TCI）的血药浓度和血液动力学变化之间具有密切的相关性［5］。本研究旨在通过RT－PCR法检测细胞因子 TNF－α、IL－10mRNA的表达，从而探索丙泊酚用于体外循环心脏手术病人的最佳靶控输注剂量。

有研究证实丙泊酚能够减少自由基生成，抑制脂质过氧化和减轻细胞膜损伤，对心肌缺血再灌注损伤具有一定的保护作用［6］。丙泊酚能提高心肌组织中超氧化物歧化酶（SOD）活性；抑制细胞内钙离子超载，抑制中性粒细胞（PMN）参与炎性反应，减少儿茶酚胺的释放从而间接减少氧自由基的生成。然而临床应用中丙泊酚的抗氧化作用并不与浓度呈正相关，当丙泊酚浓度增加到一定程度时，抗氧化作用反而有所下降，因此并不是丙泊酚浓度越高越好。有研究证实心血管手术患者使用丙泊酚时其诱导和维持靶浓度较非心脏病患者低［7］。丙泊酚对缺血－再灌注心肌的保护作用体现在可以保护心肌的舒张、收缩功能，减少灌注后心律失常的发生率及减轻心肌顿抑［1］。

本研究中反映炎症反应发生的细胞因子TNF－α在停止体外循环后、心脏等器官发生缺血再灌注等损伤后，于不同时间点检测其基因表达呈不同程度增强，与行体外循环前相比差异有统计学意义（P＜0.05），说明体外循环能够对组织器官尤其是心肌造成损伤，与 Mosser DM［8］等证实的TNF－α参与了炎症反应相符。其中中剂量组丙泊酚靶控输注能够显著降低促炎性细胞因子TNF－αmRNA的表达，从而减少促炎因子的释放，减轻全身炎症反应。本研究中在停止体外循环后不同时间点中剂量组TNF－αmRNA表达增加的程度减弱，说明促炎性细胞因子的表达受到抑制，同时中剂量组IL－10mRNA表达程度增强，且与低剂量组和高剂量组相比差异显著，说明靶控输注3μg／ml丙泊酚时有助于抑炎性细胞因子IL－10mRNA的表达。

IL－10作为一种免疫抑制因子，起到相应的抗炎作用，在机体免疫应答中有调节和保护作用，对病人术中炎症反应的发生及术后转归有重要意义。有研究证实IL－10能抑制单核细胞与巨噬细胞的活性并抑制TNF－α和IL－6的合成［9］，同时其对缺血再灌注心肌的保护作用也可能是通过抑制缺血心肌细胞凋亡的结果［10］。因此CPB期间的抑炎性细胞因子IL－10mRNA的表达可以抑制促炎性细胞因子TNF－αmRNA的表达而起保护作用，与张建欣［11］等人所做的关于体外循环触发的炎性反应－病理生理机制及治疗策略的探讨的结论相一致。

综上所述，本研究中中剂量（3μg／ml）丙泊酚靶控输注时促炎性细胞因子TNF－αmRNA表达的程度减弱，而抑炎性细胞因子IL－10mRNA表达显著增强，有利于机体整体抗炎能力的提高，更好地保护缺血再灌注心肌，改善体外循环心脏手术病人的预后，值得在临床上应用和推广。

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［11］张建欣，徐美英.体外循环触发的炎性反应－病理生理机制及治疗策略的探讨（一）［J］.临床麻醉学杂志，2000，16（9）：456.