术后早期认知功能障碍患者外周血血管内皮生长因子水平的变化

李星星， 李元海

安徽医科大学第一附属医院麻醉科，合肥 230022

短篇论著

术后早期认知功能障碍患者外周血血管内皮生长因子水平的变化

李星星， 李元海*

安徽医科大学第一附属医院麻醉科，合肥 230022

目的：探讨气管插管全麻手术后患者术后认知功能障碍(postoperative cognitive dysfunction，POCD)与外周血中血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)水平变化的相关性。方法：选择老年骨科手术患者，年龄≥65岁，无心脑血管疾病和精神类药物使用史。术前1 d和术后2 h分别采用简易精神状态检查表(mini-mental state examination，MMSE)评分，明确患者的认知功能情况。实验分为两组：POCD组20例，对照组22例。分别于麻醉诱导前10 min、术中1 h、术后2 h和术后1 d采集外周血，检测VEGF水平。结果：两组患者的一般情况无明显差异。与术前相比，POCD组术后2 h的MMSE评分明显降低(P<0.001)，而对照组差异不明显。与对照组相比，术后2 h时POCD组的VEGF水平明显升高(P<0.01)；而在其余时间点POCD组与对照组间VEGF差异无统计学意义。结论：骨科老年患者全麻手术后2 h POCD的发生与术后2 h外周血中VEGF表达水平升高相关。

认知障碍；麻醉，全身；血管内皮生长因子

术后认知障碍(postoperative cognitive dysfunction，POCD)的主要临床表现为认知功能下降，包括记忆损害、注意力改变、推理和抽象思维能力下降、语言运用能力降低和视觉空间功能障碍等。目前临床上出现认知障碍的原因很多，其相关机制尚不清楚，目前尚无确切统一的诊断标准。而且POCD与血管内皮生长因子(vascular endothelial growth factor，VEGF)表达的相关性也鲜有报道。本研究初步探讨全身麻醉术后早期POCD与VEGF变化的关系。

1 资料与方法

1.1 一般资料 本研究经安徽医科大学第一附属医院伦理委员会批准，选择老年骨科手术患者，年龄≥65岁，ASAⅠ～Ⅱ级。患者均无心脑血管疾病和精神类药物使用史。实验分为POCD组(20例)和对照组(22例)。术前1 d和术后2 h根据简易精神状态检查表(mini-mental state examination，MMSE)评价患者认知功能的变化。评价标准：术后2 h认知功能评分比术前1 d下降≥2分的患者为POCD组或者POCD高风险组；术后2 h认知功能评分比术前1 d无改变或增加者为对照组。

1.2 全麻方法及相关监测 所有患者进入手术室前45 min肌内注射0.1 g 3-氨基苯二甲酰肼，鼻氧管供氧3 L/min。麻醉诱导用药为舒芬太尼0.3 μg/kg、异丙酚1.5～2.5 mg/kg、利多卡因50 mg和阿曲库铵0.2～0.3 mg/kg。气管插管后给予桡动脉穿刺，监测动脉压，用七氟醚维持麻醉。依手术时间追加舒芬太尼10 μg/h(≥1 h)，使用德国Drager麻醉机进行机械通气。Spacelabs监护仪监测血流动力学参数，呼吸参数设定：呼吸频率12次/min，潮气量为6～8 mL/kg，吸呼比为1∶2，维持PaCO2为35～42 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)。血压维持在100/70～140/85 mmHg。

1.3 ELISA法检测VEGF水平 分别于诱导前15 min(T0)、术中1 h(T1)、术后2 h(T2)和术后1 d(T3)采集静脉血4 mL，离心取上清液，-20℃保存。采用双抗体夹心ELISA法检测VEGF水平，按照试剂盒(购自上海西唐生物科技有限公司)说明书操作，然后上酶标仪于450 nm波长处测定吸光度(D)，测定值换算成VEGF值。

1.4 MMSE评分 于术前1 d和术后2 h采用MMSE对患者认知功能进行评分，记录相关数据。目前，MMSE测试已被广泛应用于临床及科研测试被试者的POCD[1]，其测试简洁、方便且有效，仅需要5～10 min。MMSE的具体内容主要包括5个方面，即定向力、记忆力、注意力及计算力、回忆和语言[2]。将术后与术前基础值比较，MMSE评分低于术前基础值2分者，认为其认知功能下降[3]。

2 结 果

2.1 两组患者的基本情况 两组患者的性别比、年龄、体质量、身高和手术时间差异均无统计学意义(表1)。

表1 两组患者的一般情况比较 ()

2.2 两组患者手术前后MMSE的比较 POCD组T2比T0的MMSE评分明显降低(P<0.001)，而其他时间点MMSE评分与术前差异均无统计学意义(图1)。

2.3 两组患者的VEGF水平变化 与对照组相比，POCD组的VEGF水平在T0无明显变化，在T2时明显升高(P<0.01)，在T1和T3时间点无明显变化(图2)。

图1 两组诱导前15 min和术后2 h MMSE评分

T0: 诱导前15 min; T2: 术后2 h.***P< 0.001

图2 两组患者VEGF的变化

T0: 诱导前15 min; T1: 术中1 h; T2: 术后2 h; T3: 术后1 d.**P< 0.01

3 讨 论

近年来，POCD频发于非心脏手术患者。一项多中心联合调查研究[4]的结果表明，超过1 000例老年患者在全身麻醉下接受非心脏手术，术后1周POCD发生率为25.8%，明显高于非手术对照组在相同时间的POCD发病率。因此，如何早期监测并预防POCD的发生是临床上非常值得关注的热点之一。

关于POCD的诊断，目前尚无统一的诊断方法。一般常用的POCD诊断方法主要分为两大类：神经心理学测试和生化标志物检查。本研究采用的是神经心理学测试常用的MMSE量表，其是评价认知功能较为可靠有效的工具之一，具有敏感性好和操作简单等特点[5]。本研究中将经过量表测试分数下降≥2分的患者认定为POCD患者或POCD高风险患者。

VEGF最早于1983年被Senger等[6]发现于豚鼠、仓鼠和家鼠体内。VEGF被过度激活时，能诱导疾病发生，促进肿瘤细胞的生长和转移，具有促内皮细胞分裂的作用[6]。最近发现，VEGF作为一种细胞产生的信号蛋白，可以促进血管生成[7]。VEGF有提高血管通透性的潜在作用，可以促进血管增生；缺血可以明显诱导VEGF水平升高，从而促进血管生长和侧支循环建立，并为神经细胞的再生提供良好的血液循环，对脑损伤和帕金森病等具有神经保护作用[8-9]。

近年来的研究[10]表明，VEGF与POCD存在相关性，VEGF可能对神经及认知功能起着重要的保护作用。然而，目前关于两者相关性的研究报道在国内外甚少。正常生理状态下，大脑无VEGF表达，但当大脑缺氧及受到其他损害(如炎性反应)时，VEGF上调。VEGF增加能促进完全阻塞血管的再通，促进周围侧支循环[11]。VEGF激活细胞内生存途径，同时诱导内皮细胞表达抗凋亡蛋白bcl-2，抑制细胞凋亡，减少细胞损害[12]。

本研究探索术后早期POCD发生与外周血VEGF变化的相关性。目前已知术后POCD的时间窗很长，可以由术后几天持续至几个星期。本研究的主要目的是探索如何在术后早期预测POCD发生，以及降低术后各种治疗用药和方法的诱导，因此选择术前15 min、术中1 h、术后2 h以及术后1 d作为监测时间点。

本研究结果显示，术后2 h时POCD组VEGF水平比对照组明显升高，而其他时间点两组间VEGF水平没有明显差异。这与之前蔡志友等[12]关于大鼠POCD组血清VEGF变化的研究结果基本一致。需要指出是，由于研究对象为术后患者，且血液标本采集的难度较大，因此本研究的样本数量相对较少，不排除有其他组间(如术后1 d时POCD高风险组与对照组)存在差异的可能性。另外Hugo等[13]研究发现，大脑VEGF mRNA在缺氧3 h内未表达。本研究中，术后2 h时MMSE评分显著低下的患者，血清VEGF水平明显上调；结果提示，可能全身炎性反应或其他未知机制导致术后血清VEGF水平迅速上调。然而，本研究未测量脑组织中VEGF的含量变化。目前关于VEGF靶向治疗在中枢神经系统损伤模型中的效果尚存在争议，其干预时间和内源性血管的再生能力均影响治疗效果[14]。

本研究中术后2 h时POCD高风险患者的血清VEGF含量明显高于对照组，可能是由于POCD高风险患者对麻醉、手术的刺激及其引起的缺血、缺氧更敏感，而在术后短时间内出现血清VEGF的迅速上调。术后1 d两组血清VEGF水平差异无统计学意义可能与血清VEGF失代偿有关。

综上所述，骨科全麻手术后2 h外周血中VEGF表达水平可能与患者发生术后早期POCD的风险正相关，但其确切原因有待进一步通过动物实验来探讨。

[1] PANGMAN V C, SLOAN J, GUSE L.An examination of psychometric properties of the mini-mental status examination and the standardized mini-mental status examination: implications for clinical practice[J].Appl Nurs Res, 2000, 13(4):209-213.

[2] TUIJL J P, SCHOLTE E M, DE CRAEN A J, et al.Screening for cognitive impairment in older general hospital patients: comparison of the six-ttem cognitive impairment test with the mini-mental state examination[J].Int J Geriatr Psychiatry, 2012, 27(7):755-762.

[3] EDMONDS H L JR.Pro: all cardiac surgical patients should have intraoperative cerebral oxygenation monitoring[J].J Cardiothorac Vasc Anesth, 2006, 20(3): 445-449.

[4] MOLLER J T, CLUITMANS P, RASMUSSEN L S, et al.Long-term postoperative cognitive dysfunction in elderly: ISPOCD1 study[J].Lancet, 1998, 351(9106):857-861.

[5] 黄瑞文.老年患者术后认知功能障碍的诊断与研究进展[J].中外医学研究, 2011, 9(23):163-164.

[6] SENGER D R, GALLI S J, DVORAK A M, et al.Tumor cells secrete a vascular permeability factor that promotes accumulation of ascites fluid[J].Science, 1983, 219(4587):983-985.

[7] CLAESSON-WELSH L.VEGF-B Taken to Our Hearts: Specific Effect of VEGF-B in Myocardial Ischemia[J].Arterioscler Thromb Vasc Biol,2008,28(9): 1575-1576.

[8] PALMER B F, CLEGG D J.Oxygen sensing and metabolic homeostasis[J].Mol Cell Endocrinol, 2014, 397(1-2):51-58.

[9] COOPER M E, VRANES D, YOUSSEF S, et al.Increased renal expression of vascular endothelial growth factor (VEGF) and its receptor VEGFR-2 in experimental diabetes[J].Diabetes, 1999, 48(11):2229-2239.

[10] 蔡志友, 晏 勇, 张 骏, 等.依达拉奉对血管性认知功能损害大鼠IL-1β、TNF-α与VEGF表达的影响[J].重庆医科大学学报, 2009, 34(1):66-70.

[11] MARTI H J, BERNAUDIN M, BELLAIL A, et al.Hypoxia induced vascular endothelial growth factor expression precedes neovascularization after cerebral ischemia[J].Am J Pathol, 2000, 156(3):965-976.

[12] GERBER H P, DIXIT V, FERRARA N.Vascular endothelial growth factor induces expression of the antiapoptotic proteins Bcl-2 and A1 in vascular endothelial cell[J].J Biol Chem, 1998, 273(21):13313-13316.

[13] HUGO J, MAVIAM B, FABER B, et al.Hypoxia induced vascular endothelial growth factor expression precedes neovascularization after cerebral ischemia[J].Am J Path, 2000, 156:956-976.

[14] MECOLLARI V, NIEUWENHUIS B, VERHAAGEN J.A perspective on the role of class Ⅲ semaphorin signaling in central nervous system trauma[J].Front Cell Neurosci, 2014, 8:328.

[本文编辑] 叶 婷， 张艺鸣

Change of vascular endothelial growth factor level in patients with early postoperative cognitive dysfunction

LI Xing-xing, LI Yuan-hai*

Department of Anesthesiology, First Affiliated Hospital of Anhui Medical University, Hefei 230022, Anhui, China

Objective：To explore the correlationship between the change of vascular endothelial growth factor (VEGF) level in peripheral blood and postoperative cognitive dysfunction (POCD) in patients with tracheal intubation under general anesthesia.Methods：The elderly patients (age≥65) undergoing orthopaedics surgery with no cardiovascular disease and antidepressant disease history were selected.The cognitive function of patients was scored by mini-mental state examination (MMSE) at 1 d before operation and 2 h after operation.There were two groups: POCD group (n=20) and control group (n=22).The level of VEGF in peripheral blood was detected in 10 min before anesthesia induction, 1 h during operation, 2 h and 1 d after operation, respectively.Results：There was no significant difference in demographic data between the two groups.MMSE score was significantly lower 2 h after operation than before operation in POCD group (P<0.001), but there was no significant difference between pre-operation and post-operation in the control group.VEGF level was significantly increased 2 h after operation compared with that before operation in POCD group (P<0.01), but there was no significant changes between the control group and POCD group at other time points.Conclusions：For the elderly patients undergoing orthopaedics operation under general anesthesia, the early POCD may be associated with the elevated expression of VEGF in peripheral blood 2 h after operation.

cognition disorders; general anesthesia; vascular endothelial growth factor

2016-08-15[接受日期]2016-11-20

高等学校博士学科点专项科研基金 (20133420110009).Supported by he Specialized Research Fund for the Doctoral Program of Higher Education of China (20133420110009).

李星星，硕士，住院医师.E-mail: lixingxing229@hotmail.com

*通信作者(Corresponding author).Tel: 0551-62922114, E-mail: liyuanhai-1@163.com

10.12025/j.issn.1008-6358.2016.20160813

R 74

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