Fontan术后血浆内皮素-1和肾上腺髓质素的改变研究

秦长瑜 邓晓娴 尚小珂 张李涛 张刚成 柳梅 丁珊珊 Liang Zhong

Fontan术后血浆内皮素-1和肾上腺髓质素的改变研究

秦长瑜 邓晓娴 尚小珂 张李涛 张刚成 柳梅 丁珊珊 Liang Zhong

目的 探讨血浆内皮素-1（ET-1）和肾上腺髓质素（AM）在Fontan手术前后的变化情况及相互关系。方法 随机选择2012年1～6月武汉亚洲心脏病医院行Fontan手术的患儿8例，为Fontan组；另随机选择8例先天性心脏病患儿行双心室修复，为对照组。两组患者术前经超声心动图或心导管检查都排除了继发性肺动脉高压。于体外循环（CPB）前即刻采5 ml静脉血测定血浆ET-1和AM水平。术后即刻，术后6 h、24 h采静脉血测定血浆ET-1和AM的水平。结果 两组血浆ET-1水平于CPB后均升高，在CPB后6 h达到峰值，CPB后24 h减少。在CPB后6 h及24 h，Fontan组与对照组相比，血浆ET-1水平呈显著高值［（8.41±2.28）pg/ml比（5.30±1.17）pg/ml，P=0.004；（8.40±2.28）pg/ml比（2.45±0.70）pg/ml，P=0.031］，差异有统计学意义。两组血浆AM水平在CPB后均立即增加，在CPB 6 h后对照组达到峰值。CBP后6 h，Fontan组血浆 AM 水平升高的程度显著低于对照组［（81.50±37.93）pg/ml比（221.00±59.71）pg/ml，P=0.045］，24 h 迅速恢复到 CPB 前基线水平，与对照组相比表现为显著低值［（72.62±25.07）pg/ml比（174.75±73.33）pg/ml，P=0.000］，差异有统计学意义。结论 Fontan手术体外循环后患者ET-1表现出显性效应，可能在Fontan手术后的血管收缩机制中起重要作用。AM参与了Fontan手术后保护机制。

Fontan手术；内皮素-1；肾上腺髓质素；肺动脉高压；全肺阻力

肺血管阻力（pulmonary vascular resistance，PVR）是决定Fontan手术成败的至关重要因素[1]。传统的Fontan手术仅适用于具有良好血流动力学状态的三尖瓣闭锁患者。近年来，随着手术技术的提高和医疗条件的进步，手术适应证已扩展到更复杂的先天性心脏病中，曾经作为Fontan术禁忌证的情况如今也能实行该手术，比如术前存在肺血管阻力升高或房室瓣关闭不全[2,3]。已有研究报道了Fontan手术前后血浆细胞因子血浆内皮素-1（Endothelin-1，ET-1）和肾上腺髓质素（Adrenomedullin，AM）的水平[4]。本研究着重检测了ET-1和AM的变化情况，旨在探讨ET-1和AM对肺血管张力的影响及先天性心脏疾病患者Fontan手术前后ET-1与PVR之间的相关性。

1 对象与方法

1.1 研究对象 随机选择2012年1～6月武汉亚洲心脏病医院行Fontan手术的患儿8例，其中1例三尖瓣闭锁、1例右心室双出口、1例完全大动脉转位合并肺动脉狭窄、5例单右心室，为Fontan组。另随机选择8例先天性心脏病患儿行双心室修复，其中2例继发孔房间隔缺损、4例室间隔缺损、1例主动脉瓣关闭不全、1例二尖瓣关闭不全，为对照组。受试者年龄1～14岁，两组平均年龄未见统计学差异［Fontan 组（4.50±2.88）岁，对照组（4.75±3.41）岁］，两组中男性9例，女性7例。两组患者术前经超声心动图或心导管检查均排除继发性肺动脉高压，其中Fontan手术组术前平均肺动脉压力均低于 15 mm Hg（1 mm Hg=0.133 kPa）。受试者家属均签署知情同意书，本研究获得亚洲心脏病医院伦理委员会批准。

1.2 方法 地西泮（0.2 mg/kg）静脉滴注行麻醉诱导，用肌肉松弛剂与吗啡维持，不使用吸入性麻醉药物。于体外循环（CPB）前即刻采5 ml静脉血测定血浆ET-1和AM水平。常规CPB，行主动脉阻断并使用多剂量停搏液，灌注流速为2.2～2.4 L·m-2·min-1，保持中度低温（28℃～30℃，肛温）。CPB期间红细胞压积值保持在18%～28%。CPB持续时间为30～211 min［Fontan 组为（111.25±27.20）min，对照组为（86.25±29.24）min］，主动脉阻断时间为 0～131 min［Fontan 组为（73.38±9.10）min，对照组为（53.25±39.03）min］，两组行体外循环时间和动脉阻断时间未见统计学差异。CPB后予多巴胺 4～10 mg·kg-1·min-1连续输注。于术后即刻，术后6 h、24 h采静脉血测定血浆ET-1和AM水平，血液样品立即置于冰盒。采集的血液放入含有7.5 mM EDTA（乙二胺四乙酸）的试管，4℃下以2000×g离心力离心10 min，分离血浆并储存在-70℃冰箱待检。

1.3 血浆ET-1和AM的生物测定 本研究利用市售ET-1，21特异性放射免疫检测系统（SRL，Tokyo，Japan）检测待测血浆ET-1浓度。具体过程为：通过 Amprep 500-mg C2 columns（Amersham,Arlington Heights，IL） 从 1～2 ml酸化血浆中提出ET后，离心脱水去除产物中的液体成分，随后将由待测血浆得到的产物重悬于250μl测定缓冲液（0.02 M 硼酸钠，pH 7.4）中。准备同样2份100μl的重悬产物和100μl已知浓度的合成ET-1（标准品）与兔抗内皮抗体在4℃孵育4 h。加入碘125ET-3作为放射性示踪剂，混合物在4℃孵育16～24 h。孵育完成后，采用磁力分选法（Amerlex-M Separator，Amersham），利用驴抗兔抗体结合磁珠将与抗体结合的ET从游离ET中分离。用伽马散射计量仪（Packard Cobra Auto-Gamma，Downer′s Grove，IL）检测磁力分选法得到的放射量。最终ET-1的含量根据厂家说明书，通过将重复检测样本均数与已知ET-1浓度的标准曲线进行比较计算得到。

血浆AM浓度是经过提纯后利用特异性放射免疫检测（SRL，Tokyo，Japan）得到的。方法如下：2 ml Okasna加到调整好的Sep-Pak C18墨盒中（Millipore公司，Waters色谱，Milford，马萨诸塞州），依次用 5 ml等渗盐水、5 ml 0.1%（vol/vol）三氟乙酸和5 ml 20%（vol/vol）的乙腈（0.1%三氟乙酸溶解）清洗。然后将所溶解的物质用4 ml 50%（vol/vol）的乙腈洗脱，并将洗脱液冷冻脱水。将产物溶解于0.3 ml 50 mmol/L的磷酸缓冲液（pH 7.4）中。终产物用放射免疫测定法（RIA），通过放射性标记的AM和兔抗合成AM抗体检测。

1.4 统计学方法 采用SPSS 16.0统计学软件进行数据分析。计量资料用±s表示，服从正态分布数据的组间比较用t检验，非正态分布数据的组间比较用非参数检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

血浆ET-1水平的时间过程如图1所示。两组血浆ET-1水平于CPB后均升高，在CPB后6 h达到峰值，CPB后24 h减少。但Fontan组与对照组相比，血浆 ET-1水平呈显著高值［（8.41±2.28）pg/ml比（5.30±1.17）pg/ml，P=0.004，（8.40±2.28）pg/ml比（2.45±0.70）pg/ml，P=0.031］，差异有统计学意义。见表1。

表1 Fontan组与对照组血浆ET-1与AM水平比较（±s）

表1 Fontan组与对照组血浆ET-1与AM水平比较（±s）

AM（pg/ml）术前 术后即刻 术后6 h 术后24 h 术前 术后即刻 术后6 h 术后24 h对照组 8 2.51±0.18 1.86±0.78 5.30±1.17 2.45±0.70 58.12±24.50 131.88±26.94 221.00±59.71 174.75±73.33 Fontan组 8 2.58±0.17 4.28±3.49 8.41±2.28 8.40±2.28 54.12±11.52 129.38±40.42 81.50±37.93 72.62±25.07 T值 0.72 1.10 3.44 7.06 -0.42 -0.15 -5.58 -3.73 P值 0.900 0.373 0.004 0.031 0.222 0.202 0.045 0.001 ET-1（pg/ml）组别 例数

血浆AM水平的时间过程如图2所示。两组血浆AM水平在CPB后都立即增加，在CPB 6 h后对照组达到峰值［（72.62±25.07）pg/ml比（174.75±73.33）pg/ml，P=0.000］。Fontan 组血浆 AM 水平于CBP后6 h升高的程度显著低于对照组［（81.50±37.93）pg/ml比（221.00±59.71）pg/ml，P=0.045］，术后24 h迅速恢复到CPB前基线水平，与对照组相比为显著低值［（72.62±25.07）pg/ml比（174.75±73.33）pg/ml，P=0.000］，差异有统计学意义。

3 讨论

内皮素是血管内皮细胞分泌的缩血管活性肽，它参与血流动力学的正常生理调节，并且与心血管疾病的发生存在相关性[5]。ET分3种亚型（ET-1、ET-2和ET-3），参与了高血压、心脏衰竭、支气管哮喘、肾衰竭和脑血管痉挛的发病机制[6]。对于肺动脉高压患者，肺动脉的高压力和血流量的增加作用于肺动脉壁，刺激内皮细胞产生ET。目前的研究表明，肺动脉高压患者ET-1水平升高，提示其参与了肺动脉高压的病理生理过程[7]。相反，AM是一种强效血管扩张肽，最初从人类嗜铬细胞瘤组织中分离得到，可对心血管功能产生很大影响。AM由52个氨基酸构成，其分子内有1个二硫键，连接2个半胱氨酸，形成一个由6个氨基酸组成的环状结构[8]。降钙素基因相关肽是一种有效的降血压肽，AM与其具有轻微的同源性。与降钙素基因相关肽一样，静脉注射AM可引发强烈持久的降血压作用[9]。AM可被多种器官及细胞合成，血管内皮细胞和平滑肌细胞也能有效分泌AM。AM在心血管稳态的调节中发挥多种生物学效应[9]，在临床上常能观察到高血压、充血性心力衰竭、肾功能衰竭和感染性休克等心肺疾病患者血浆AM浓度高。现有研究证实，AM是一种参与血管张力调节和体液控制的血管活性肽，并且作用强烈而持久[10]。

Fontan术后独特的血流动力学特征有别于先天性心脏缺陷的其他修复类型。与双心室修复相比，Fontan术后需要更高的中心静脉压（CVP）来维持术后的心输出量。高CVP容易造成体循环静脉淤血，术后往往导致水潴留、胸水、腹水和外周水肿。因此Fontan术前需检查血流动力学因素，以确定是否符合手术适应证及达到手术标准。如决定血流动力学的条件因素之一的PVR是决定Fontan手术是否可行的重要因素之一[11]，PVR升高会增加Fontan手术的危险[12]。当然，Fontan术后血流动力学状态不仅仅取决于这一因素，血浆细胞因子也发挥着重要影响，只是关于血浆细胞因子水平变化的报道甚少。少量研究认为细胞因子对心肺平衡有重要影响，包括由血管内皮细胞或血管平滑肌细胞产生和分泌的内皮素、一氧化氮、前列腺素、肾上腺髓质素等[13]。这些研究中都提到这些细胞因子可能作为血管调节器参与血流动力学的控制，以及这些细胞因子间的相互作用影响血管张力并对机体的局部产生重大影响。本研究中，CPB后两组最初血浆ET-1的增加似乎是受体外循环的影响，同样术后两组血浆AM水平也是升高的。AM的升高可能是因为对抗CPB后ET-1水平起平衡作用。然而，CPB后6 h及24 h，Fontan组与对照组相比血浆ET-1水平显著升高，AM水平却显著下降，这可能是因为高CVP会导致血浆ET-1升高和AM水平降低，并且形成一种不平衡的状态。这与其他一些研究[14]的结论相似。这些研究发现，Fontan术后PVR上升与血浆ET-1水平呈显著正相关，表明ET-1可能有助于维持Fontan术后的血管收缩。当CVP增加时，这种机制可能有助于防止肺水肿及周围水肿，即补偿Fontan手术后相对较低的心输出量。另外，Fontan手术后的心输出量减少到约术前全身血流量的一半加上肺血流量水平，肺血管和周围血管通过血管收缩能够补偿Fontan手术后低心输出量的状况。Nishikimi等[15]的研究还发现，中度至重度心脏衰竭患者血浆AM水平显著增加，并且血浆AM、去甲肾上腺素和心房利钠肽的浓度显著相关，因此认为血容量增加、交感神经系统活化可能与循环中AM水平的升高有关，心脏衰竭患者AM水平增加可能是对抗周围血管阻力进一步升高的一种机制[16]。本研究中Fontan术后血浆AM水平较术前增加，推测Fontan术后AM参与了保护机制。但是Fontan组AM升高水平显著低于对照组，原因可能是Fontan术后血浆心钠素水平显著升高且其与CVP具有显著相关性[16]，心钠素升高会控制体液水平，以避免在高CVP环境下的大量腹水和胸腔积液，但是心钠素会相对抑制AM调节血管张力，在心输出量较低时增加肺和外周血管阻力。

本研究的不足之处是样本量较小；其次所有血浆细胞因子的数据都不是由全腔静脉肺动脉连接处的通道中得到，结果有一定的局限性。但本研究的结果仍显示出Fontan术后血浆细胞因子参与血流动力学的改变并发挥着重要作用。其结果对指导今后临床的治疗具有一定意义。

图1 血浆ET-1水平变化情况

图2 血浆AM水平变化情况

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Change of Endothelin-1 and Adrenomedullin after the Fontan operation

QIN Chang-yu＊，DENG Xiao-xian，SHANG Xiao-ke，et al.＊Wuhan Asia Heart Hospital Congenital Heart Center，Wuhan 430022，China

SHANG Xiao-ke，E-mail：14236338@qq.com

ObjectiveTo investigate the time course and mutual relationships of Endothelin-1 and Adrenomedullin before and after the Fontan operation.MethodsEight patients who had Fontan operation in Wuhan Asia Heart Hospital（2012.01-2012.06）were randomly selected into the Fontan group，and another 8 children with congenital heart diseases who had biventricular repair were set to the control group.Secondary pulmonary hypertension had been excluded by echocardiography or cardiac catheterization in both two groups.Immediately before cardiopulmonary bypass（CPB），5 ml of venous blood was drawn to measure the plasma ET-1 and AM levels.Plasma ET-1 and adrenomedullin levels were also measured in both groups immediately after operation，and 6 and 24 hours after operation.ResultsThe plasma ET-1 levels increased after CPB，peaked at 6 hours after CPB，and decreased 24 hours after CPB in both groups.However，the plasma ET-1 level in the Fontan group showed a significantly higher value compared with the control group at 6 and 24 hours after CPB ［（8.41±2.28）pg/mlvs（5.30±1.17）pg/ml，P=0.004］，［（8.40±2.28）pg/mlvs（2.45±0.70）pg/ml，P=0.031］.The difference are statistically significant.The plasma AM levels increased immediately after CPB in both groups and continued to increaseafter CPB，peaking at 6 hours after CPB.In the Fontan group，the plasma AM level showed significantly lower values compared with the control group at 6 hours after CPB［（81.50±37.93）pg/mlvs （221.00±59.71）pg/ml，P=0.045］and returned to the baseline level at 24 hours after CPB rapidly［（72.62±25.07）pg/mlvs（174.75±73.33）pg/ml，P=0.000］.The difference also shows statistically significant.ConclusionET-1 shows dominant effects after cardiopulmonary bypass in the Fontan operation，which might play an important role in maintaining vasoconstriction after the Fontan operation.AM functions in protective mechanism postoperatively.

Fontan operation； Endothelin-1； Adrenomedullin； Pulmonary hypertension； Total pulmonary resistance

湖北省儿童先天性心脏病流行病学调查（项目编号：JX6B90）；中新合作课题（项目编号：1215c013）

作者单位：430022 湖北省武汉市，武汉市亚洲心脏病医院hybrid导管室（秦长瑜、邓晓娴、尚小珂、张李涛、张刚成）；湖北省武汉市第一医院ICU（柳梅）；华中科技大学同济医学院附属协和医院肿瘤中心（丁珊珊）；新加坡国立心脏中心新加坡国立心脏研究所国立大学医学研究院（Liang Zhong）

尚小珂，E-mail：14236338@qq.com

10.3969/j.issn.1672－5301.2015.01.021

R654.2

A

1672-5301（2015）01-0075－04

2014-11-25）