中度高海拔地区开胸手术对肺泡表面活性物质的影响

刘刚 魏秀玲 杨林江 刘国伟 邵岩

中度高海拔地区开胸手术对肺泡表面活性物质的影响

刘刚 魏秀玲 杨林江 刘国伟 邵岩

目的 探讨中度高海拔地区开胸手术对肺泡表面活性物质（PS）的影响。方法 收集2013年9月至2015年4月在青海省人民医院胸外科经左胸行食管癌根治术胸内吻合术患者21例，分别于手术前后行左、右肺支气管肺泡灌洗，测定支气管肺泡灌洗液（BALF）中PS的活性水平，包括饱和卵磷脂（SatPC）、总磷脂（TCP）、总蛋白（TP）。以右侧肺为对照组，并以饱和卵磷脂／总磷脂（SatPC／TPL）比值和饱和卵磷脂／总蛋白（SatPC／TP）比值作为判断PS活性的指标。结果 术前左、右侧肺BALF中的SatPC／TPL分别为（48．75±14．39）%和（48．76±12．90）%，SatPC／TP分别为（10．88± 2．24）%和（11．78±2．24）%，差异均无统计学意义（t＝－0．0024，P＞0．05；t＝－1．3019，P＞0．05）。术后左侧肺的SatPC／TPL为（26．15±9．81）%，明显低于右侧的（47．62±12．58）%；术后左侧肺的SatPC／TP为（5．34±2．54）%，也显著低于右侧的（10．15±2．28）%，差异均有统计学意义（t＝6．1674，P＜0．01；t＝6．4579，P＜0．01）。左侧肺术后与术前BALF中的SatPC／TPL分别为（26．15±9．81）%和（48．75±14．39）%），SatPC／TP分别为（5．34±2．54）%和（10．88±2．24）%，差异均有统计学意义（t＝5．9467，P＜0．01；t＝7．4964，P＜0．01）。右侧肺术后与术前BALF中的SatPC／TPL分别为（47．62± 12．58）%和（48．76±12．90）%，SatPC／TP分别为（10．15±2．28）%和（11．78±2．24）%，差异均无统计学意义（t＝0．2889，P＞0．05；t＝2．3370，P＞0．05）。结论 在中度高海拔地区开胸手术对于患者术侧肺功能造成一定损伤，使PS活性明显下降；对非术侧肺功能不造成损伤，对PS活性无明显影响。

中度高海拔； 开胸手术； 肺泡灌洗； 肺泡表面活性物质

开胸手术后肺损伤（post－thoracotomy lung injury）一般指各种胸部外科手术后，表现为非心源性肺水肿和持续性低氧血症为主要症状的临床综合征。因其经常发生于全肺切除术后，主要症状与急性肺水肿相似，因此国外常称之为全肺切除术后肺水肿（postpneumonectomy pulmonary oedema，PPO）。青海西宁地区（海拔2260m，平均大气压77．14kpa）因其特殊的地理环境，对于开胸手术患者的心肺功能要求相对较高，而且术后并发症尤其是术后肺水肿及肺部感染的发生率较平原地区明显升高［1］。开胸手术后肺损伤（post－thoracotomy lung injury）产生的原因包括围手术期机体水电解质平衡的紊乱、手术创伤对淋巴循环的破坏、术中酸性胃液的误吸、手术操作过程中对肺组织的直接挤压损伤以及手术中不适当的机械通气导致肺损伤（ventilation induced lung injury，VILI）等因素［2］。有研究［3］表明开胸手术由于机械通气和手术挤压等原因可造成肺损伤，从而激活多种炎症细胞因子（cytokines，CKS）的基因转录表达过程，产生炎症反应；同时，可导致肺泡表面活性物质（pulmonary surfactant，PS）下降。PS的主要功能是降低肺泡表面张力，维持肺泡结构的稳定性，PS还可以减少肺泡中液体的外渗，防止肺水肿和肺不张，同时能促进气道的清除功能，抑制支气管平滑肌的收缩。近些年来研究发现，PS中的表面活性蛋白（surfactant protein，SP）包括A、B、C、D四种。SP－A和SP－D能增强肺泡巨噬细胞和单核细胞的吞噬、杀伤能力和化学趋化性，SP－A还可刺激脾脏内B淋巴细胞产生IgG、IgA和IgM［4］。此外，PS还可以抑制炎症细胞因子的释放，如白细胞介素（interleukin，IL）－1、 IL－6和肿瘤坏死因子α（tumor necrosis factorα，TNF－α）。因此，认为PS系统具有增加肺免疫功能、减轻炎症反应、提高肺抗感染能力的作用［5］。高原地区开胸手术对肺功能的影响已有报道，但对于PS的变化尚无系统性研究，我们以中度高海拔地区非肺部手术开胸患者为研究对象，通过测定术前、术后支气管肺泡灌洗液（bronchoalveolar lavage fluid，BALF）中PS有效成分的变化情况，探讨中度高海拔地区开胸手术对PS的影响。

对象与方法

一、研究对象

收集2013年9月至2015年4月在青海省人民医院胸外科经左胸行食管癌根治术胸内吻合术患者21例，其中男性16例，女性5例；年龄48～72岁，平均63．38岁。各病例均无原发肺部疾病，术前肺功能和肺部CT线检查均无明显异常。

二、麻醉

患者采用静脉全麻气管插管，术中不使用吸入性麻醉剂。术中患者血氧饱和度维持在95%以上。

三、测定方法

标本采集于手术前、气管插管后，用PENTAX EB－1570K型纤维支气管镜行左肺下叶灌洗，每次灌入37℃无菌生理盐水50ml后采用呼吸机通气1 min，然后用负压吸引器抽吸至无菌灌洗容器；收集灌洗液，共2次，总灌洗量100ml。用同样方法灌洗右肺下叶。手术结束后拔除气管插管前，选择与初次灌洗相同的肺叶，以同样方法灌洗和收集。回收灌洗液以无菌纱布过滤后，以1 500r／min（r＝13．5cm）离心10min，分离出上清液，测定饱和卵磷脂（saturated phosphati－dylcholine，SatPC）、总磷脂（total phospholipid，TCP）和总蛋白（total protein TP）含量。为了修正因BALF对PS稀释程度不同所导致的误差，我们取SatPC／TPL和SatPC／TP比值作为判断PS活性水平的指标。

四、统计学方法

采用SPSS 19．0软件行统计学分析，手术前后的SatPC／TPL和SatPC／TP值采用±s表示，术前、术后以及左右侧肺间SatPC／TPL和SatPC／TP值比较采用t检验。P＜0．05表示差异有统计学意义。

结 果

一、手术前两侧肺BALF的回收率

术前，左右侧肺BALF回收率分别为（48．52± 4．25）%和（46．94±4．66）%；术后，左右侧肺BALF回收率分别为（50．56±5．02）%和（51．38±4．98）%。

二、手术前后两侧肺BALF中SatPC／TPL和SatPC／TP比值的比较

1．术前：左、右侧肺BALF中的SatPC／TPL比值分别为（48．75±14．39）%和（48．76±12．90）%，SatPC／TP比值分别为（10．88±2．24）%和（11．78± 2．24）%，差异均无统计学意义（t＝－0．0024，P＞0．05；t＝－1．3019，P＞0．05）。

2．术后：左侧肺BALF中的SatPC／TPL比值为（26．15±9．81）%，显著低于右侧的（47．62± 12．58）%；左侧肺BALF中的SatPC／TP为（5．34± 2．54%），也显著低于右侧的（10．15±2．28）%，差异均有统计学意义（t＝6．1674，P＜0．01；t＝6．4579，P＜0．01）。

3．左侧肺：术后与术前BALF中的SatPC／TPL分别为（26．15±9．81）%和（48．75± 14．39）%，SatPC／TP分别为（5．34±2．54）%和（10．88±2．24）%，差异均有统计学意义（t＝5．9467，P＜0．01；t＝7．4964，P＜0．01）。

4．右侧肺：术后与术前BALF中的SatPC／TPL分别为（47．62±12．58）%和48．76± 12．90%），SatPC／TP分别为（10．15±2．28%和（11．78±2．24）%，差异均无统计学意义（t＝0．2899，P＞0．05；t＝2．3370，P＞0．05）。

表1 手术前后左、右侧肺部BALF中的SatPC／TPL与SatPC／TP比较（%，±s）

表1 手术前后左、右侧肺部BALF中的SatPC／TPL与SatPC／TP比较（%，±s）

讨 论

PS是肺泡Ⅱ型细胞产生的磷脂蛋白复合物，主要作用是降低肺泡表面张力，提高肺的顺应性，促进气体交换，防止肺不张与肺水肿。不同哺乳动物的PS组成大致相似，脂类约占90%，其中80%～90%为磷脂，磷脂中70%～80%为卵磷脂，卵磷脂中60%含双饱和脂肪酸，主要是二棕榈酰卵磷脂（dipalmitoyl－phosphatidylcholine，DPPC），此为降低肺泡表面张力的主要成分［6］。除DPPC外，还有其他一些脂类包括磷脂酰甘油、中性脂类及少量的磷脂。PS中蛋白质占5%～10%，与表面活性物质相关的称为SP，分为A、B、C、D四种。其中，疏水性蛋白SP－B和SP－C有助于促进磷脂在肺泡气－液界面的吸附和扩展，并促进单分子层的形成和稳定。SP－B还通过改变磷脂膜的结构增强磷脂表面活性。亲水性蛋白SP－A、SP－D在宿主防御方面起着重要作用，可激活肺泡巨噬细胞，抵抗渗出到肺泡的蛋白质等对PS的抑制作用，促进肺泡上皮细胞再吸收PS［7］。

PS可降低小气道及肺泡气液界面的表面张力，如果缺少了PS的作用，肺泡就会塌陷或持续膨胀，进而引起气道高压。本研究选择中度高海拔地区，左侧开胸非肺部手术患者，在手术操作过程中需要进行单肺通气，以及人为对患者肺组织牵拉和挤压会造成一定程度的损伤，肺泡的完整性和功能受到损伤，从而导致肺泡Ⅱ型细胞分泌PS减少，血浆蛋白渗入肺泡间隙，并使已经存在的PS失活，改变PS的组成使之不能发挥正常的生理功能，引起表面张力增加导致肺膨胀不全、肺顺应性下降，从而使表面张力增加，促使肺水肿形成，加重了术后肺部感染概率［8－9］。

综上所述，在中度高海拔地区开胸手术对于患者术侧肺功能造成一定损伤，使PS活性明显下降，增加了高原地区开胸手术后可能出现的肺水肿及肺部感染等并发症的发生概率，因此，在对肺功能要求相对较高的高原地区开展开胸手术过程中需要特别注意肺组织的保护，并且对于近些年来一些研究中使用合成PS以及生物提取PS应用于临床上急性呼吸窘迫综合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS）的治疗，是否可以作为高原地区开胸手术肺保护及预防术后并发症的措施，值得进一步研究探讨。

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4 Weg JG，Balk RA，Tharratt RS，et al．Safety and potential efficacy of an aerosolized surfactant in human sepsis－induced acute respiratory distress syndrome［J］．JAMA，1994，272（18）：1433－1438．

5 Engle WA，American Academy of Pediatrics Committee on Fetus and Newborn．Surfactant－replacement therapy for respiratory distress in the preterm and term neonate［J］．Pediatrics，2008，121（2）：419－432．

6 Eichler W，Bechtel JF，Schumacher J，et al．A rise of MMP－2 and MMP－9in bronchoalveolar lavage fluid is associated with acute lung injury after cardio－pulmonary bypass in a swine model ［J］．Perfusion，2003，18（2）：107－113．

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8 Lewis JF，Jobe AH．Surfactant and the adult respiratory distress syndrome［J］．Am Rev Respir Dis，1993，147（1）：218－233．

9 Albert RK，Lkashiminaryaan S，Hildebrandt J，et al．Increased surfaced tension favors pulmonary edema formation in aneshtetized dogs lungs［J］．J Clin Invest，1979，63（5）：1015－1018．

Effect of thoracotomy on pulmonary surfactant in moderate high altitude localities

Liu Gang，Wei Xiu－ling，Yang Linjiang，Liu Guowei，Shao Yan．Department of Thoracic Surgery，Qinhai Provincial Peoples Hospital，Xining 810007，China
Correspongding author：Liu Gang，Email：378616734＠qq．com

Objective To investigate the effect of thoracotomy on pulmonary surfactant（PS）in moderate high altitude localities．Methods Twenty－one patients with esophageal carcinoma undergoing thoracotomy on the left between September 2013and April 2015in Department of Thoracic Surgery in Qinhai Provincial Peoples Hospital were enrolled．Bilateral broneho－alveolar lavage was carried out before and after operation．The indicators including saturated phosphati－dylcholine（SatPC），total protein（TP）and total phospholipid（TPL）in broneho－alveolar lavage fluid（BALF）were measured．The corresponding indicators in the right side were served as controls，and SatPC／TPL and SatPC／TP as indicators of activity of PS in BALF．Results Before operation，the values of SatPC／TPL in BALF were （48．75±14．39）%and（48．76±12．90）%in the left side and right side，respectively，and those were （10．88±2．24）%and（11．78±2．24）%，respectively for SatPC／TP in BALF，with no significant difference in these two indicators between two sides（t＝－0．0024，P＞0．05；t＝－1．3019，P＞0．05）．After operation，the value of SatPC／TPL in BALF in the left side was significantly smaller than that in the right side［（26．15±9．81）%vs（47．62±12．58）%，t＝6．1674，P＜0．01］，and the value of SatPC／TP in BALF in the left side was also significantly smaller than that in the right side［（5．34±2．54）%vs（10．15±2．28）%，t＝6．4579，P＜0．01］．The value of SatPC／TPL in BALF after operation was significantly smaller than that before operation in the left side［（26．15±9．81）%vs（48．75±14．39）%，t＝5．9467，P＜0．01］，and the value of SatPC／TP in BALF after operation was also significantly smaller than that before operation in the left side［（5．34±2．54）%vs（10．88±2．24）%，t＝7．4964，P＜0．01］．The value of SatPC／TPL in BALF after operation was not significantly different from that before operation in the right side［（47．62±12．58）%vs（48．76±12．90）%，t＝0．2889，P＞0．05］，and the value of SatPC／TP in BALF after operation was also not significantly smaller than that before operation in right left side［（10．15±2．28）%vs（11．78±2．24）%，t＝2．3370，P＞0．05］．Conclusion In the moderate high altitude localities，thoracotomy may induce lung injury and decrease the activity of PS in the operation side，while it may not cause injury in the non－operation side．

Moderate high altitude localities； Thoracotomy； Broneho－alveolar lavage；Pulmonary surfactant

2015－03－10）

（本文编辑：周珠凤）

10．3877／cma．j．issn．2095－8773．2015．02．009

西宁 810007，青海省人民医院胸外科

刘刚，Email：378616734＠qq．com

刘刚，魏秀玲，杨林江，等．中度高海拔地区开胸手术对肺泡表面活性物质的影响［J／CD］．中华胸部外科电子杂志，2015，2 （2）：119－122．