七氟烷联合丙泊酚麻醉对单肺通气的肺保护作用及血清ICAM-1、HMGB1水平的影响

倪小磊 黄祥皖南医学院研究生学院，芜湖 400；中国科学技术大学附属第一医院安徽省立医院麻醉科，合肥 30036

单肺通气在肺部疾病的手术中可以为术者提供良好的视野，同时还可隔离患侧和健侧肺，因此在临床上的得到了推广。但单肺通气过程中可出现缺血再灌注损伤，通气血流比例失调等，进而造成肺功能障碍[1]。有研究表明[2]，肺损伤的主要原因为肺组织内产生炎症因子导致。丙泊酚作用于氧化应激反应过程，可抑制炎症细胞的浸润，还可减轻由于单肺通气造成的肺组织水肿，进而起到保护肺组织的作用[3]。七氟烷作为临床上常用的麻醉药物，具有起效快、可控性强及快速苏醒等特点，可通过调节机体表达通道蛋白，降低体内的炎症因子，改善单肺通气过程中的氧合等[4]。高迁移率族蛋白1(high mobility group protein 1，HMGB1)作为高度保守的蛋白，可调控遗传物质的转录，同时还可释放炎症因子[5]。细胞间黏附分子1(intercellular adhesion molecule 1，ICAM-1)表达于内皮细胞表面，白细胞穿过血管壁与血管内皮细胞表面黏附因子可逆性黏附，激活白细胞和内皮细胞，表达ICAM-1，导致机体发生气道炎症，故气道的炎症反应程度不同，ICAM-1表达也不同[6]。HMGB1和ICAM-1均可影响炎症反应过程，反应应激性炎症反应的强弱，因此，本研究探讨了七氟烷联合丙泊酚对单肺通气患者的肺保护作用，并对患者血清中ICAM-1、HMGB1水平进行观察以进一步探讨其保护机制。

1 对象与方法

1.1 研究对象 选取2017年10月至2018年9月于安徽省立医院就诊的行单肺通气且符合纳入标准的患者120例，参照随机数字表法分为对照组和观察组，每组60例。纳入标准：确诊为肺癌[7]，择期行肺癌切除术；美国麻醉医师协会 (American Society of Anesthesiologists，ASA)分级在Ⅰ～Ⅱ级；排除标准：伴有心律失常、肺通气功能障碍者；伴有神经系统功能障碍者；有严重肝肾功能障碍的患者；既往有免疫抑制剂或糖皮质激素应用史；近期有急性感染或创伤病史；过敏体质；术前有化疗或放疗病史。观察组男34例，女26例，年龄 (55.63±5.02)岁，年龄范围43～68岁；体质量 (69.36±5.19)kg，体质量范围56～82 kg，开胸手术21例 (35.00%)，胸腔镜下手术39例(65.00%)，单肺通气时间 (140.83±20.52)min。对照组男33例，女27例，年龄 (56.02±5.18)岁，年龄范围42～69岁；体质量 (68.98±5.21)kg，体质量范围43～68 kg，开胸手术22例(36.00%)，胸腔镜下手术39例 (64.00%)，单肺通气时间 (141.16±21.25)min。两组患者在年龄、体质量、性别、手术方式、单肺通气时间等临床资料差异无统计学意义 (P＞0.05)。本研究符合 《赫尔辛基宣言》的要求。所有患者知情并签署知情同意书。

1.2 治疗方法 两组患者均给予心电监护，建立静脉通路。实施麻醉诱导：静脉注射依托咪酯0.3 mg/kg+顺式阿曲库铵0.2 mg/kg+咪达唑仑0.06 mg/kg+芬太尼7μg/kg，待麻醉诱导成功后，在纤维支气管镜引导下插入支气管导管，连通麻醉机。然后设置呼吸频率在12～16次/min，氧浓度设置在100%，PaO2维持在30～40 mm Hg(1 mm Hg=0.133 k Pa)，潮气量6～8 ml/kg，氧流量设置为1.5～2 L/min。对照组麻醉维持给予阿曲库铵7μg·kg-1·min-1静脉泵入，瑞芬太尼0.10μg·kg-1·min-1，七氟烷吸入浓度根据脑电双频指数进行调整，保持脑电双频谱指数(bispectral index，BIS)在40～60之间。观察组麻醉诱导及单肺通气同对照组，麻醉维持阶段在对照组的基础上给予静脉泵入丙泊酚4～10 mg/kg，视麻醉深度调整对丙泊酚的计量予以调整。术中维持血氧饱和度在90%。术后清理患者分泌物，待患者意识、吞咽反射、咳嗽及呼吸恢复后，呼吸频率大于10次/min，潮气量大于8 ml/kg后拔除气管导管，然后送至麻醉恢复室。

1.3 观察指标

1.3.1 血流动力学 分别于单肺通气前、单肺通气30 min后、术后测定患者各个血流动力学指标：收缩压 (systolic blood pressure，SBP)、舒张压(diastolic blood pressure，DBP)、心率 (heart rate，HR)及平均动脉压 (mean arterial pressure，MAP)。

1.3.2 呼吸力学指标 分别于单肺通气前、术后测定患者各个呼吸力学指标：潮气量 (tidal volume，VT)、气道平均压 (mean airway pressure，Pmean)、气道峰压 (airway pressure，Ppeak)、呼气末正压 (positive end expiratory pressure，PEEP)。然后计算患者动态肺顺应性(dynamic pulmonary compliance，Cldyn)。Cldyn(ml/cm H2O)=VT(Ppeak-PEEP)。

1.3.3 丙二醛 (malondial dehyde，MDA)及超氧化物歧化酶 (superoxide dismutase，SOD)分别于单肺通气开始前及结束后抽取患者外周静脉血3 ml，以3 000 r/min的转速离心，离心半径10 cm，后放置于离心机内，保存于低温环境内。使用黄嘌呤氧化酶法检测SOD水平，使用硫代巴比妥酸比色法检测MDA水平。

1.3.4 HMGB1及ICAM-1水平 分别于单肺通气开始前及结束后抽取患者外周静脉血3 ml，以3 000 r/min，离心半径10 cm，的转速离心后放置于离心机内，保存于低温环境内。使用免疫比浊法测定HMGB1水平，使用酶联免疫吸附法测定ICAM-1水平。

1.3.5 肺组织损伤指标 取患者萎缩肺组织置于多聚甲醛中，就肺组织匀浆中黄嘌呤氧化酶、髓过氧化物酶水平进行检测，检测方法为放射免疫法。试剂盒由上海安妍生物有限公司提供。

1.4 统计学分析 应用SPSS 19.0统计软件进行分析，计数资料以例数 (%)表示，采用χ2检验；计量资料以±s表示，两组间比较采用t检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 血流动力学比较 单肺通气前，两组患者的HR、SBP、DBP、MAP差异均无统计学意义(P＞0.05)。随着通气时间的增加，两组患者的HR、SBP、DBP、MAP均下降 (P＜0.05)，但观察组低于对照组 (P＜0.05)，见表1。

2.2 呼吸力学指标比较 单肺通气前，两组患者VT、Pmean、Ppeak、Cdyn水平差异无统计学意义 (P＞0.05)。单肺通气结束后，两组患者VT、Pmean、Ppeak、Cdyn水平均下降 (P＜0.05)，但观察组低于对照组 (P＜0.05)，见表2。

2.3 MDA及SOD水平比较 单肺通气前，两组患者MDA、SOD水平差异无统计学意义 (P＞0.05)。单肺通气结束后，两组患者 MDA、SOD水平均上升 (P＜0.05)，但观察组低于对照组(P＜0.05)，见表3。

2.4 HMGB1及ICAM-1水平比较 单肺通气前，两组患者HMGB1及ICAM-1水平差异无统计学意义 (P＞0.05)。单肺通气结束后，两组患者HMGB1及ICAM-1水平均上升 (P＜0.05)，但观察组低于对照组 (P＜0.05)，见表4。

表1 两组患者血流动力学比较 (±s)

表1 两组患者血流动力学比较 (±s)

注：HR为心率；SBP为收缩压；DBP为舒张压；MAP为平均动脉压；1 mm Hg=0.133 kPa；与单肺通气前比较，a P＜0.05

组别 例数 HR(次/min)单肺通气前 单肺通气后30 min 单肺通气结束后SBP(mm Hg)单肺通气前 单肺通气后30 min 单肺通气结束后观察组 60 87.84±13.23 82.35±8.92a 75.41±6.47a 135.65±12.57 128.04±10.93a 121.76±9.18a对照组 60 87.46±13.42 85.91±9.18a 79.46±7.18a 135.14±12.89 132.41±11.58a 129.84±9.47a t值 0.160 4.052 4.868 0.158 4.073 4.851 P值 0.872 0.000 0.000 0.892 0.000 0.000组别 例数 DBP（mm Hg）单肺通气前 单肺通气后30 min 单肺通气结束后MAP（mm Hg）单肺通气前 单肺通气后30 min 单肺通气结束后观察组 60 83.81±9.90 79.28±7.19a 74.28±6.24a 98.95±9.96 94.46±8.74a 85.35±7.46a对照组 60 84.03±9.84 82.37±8.63a 76.17±7.03a 99.01±10.01 95.36±9.25a 90.46±8.16a t值 0.168 4.396 3.836 0.163 3.528 6.082 P值 0.832 0.000 0.000 0.861 0.000 0.000

表2 两组患者呼吸力学指标比较 (±s)

表2 两组患者呼吸力学指标比较 (±s)

注：VT为潮气量；Pmean为气道平均压；Ppeak为气道峰压；Cdyn为动态肺顺应性；1 cmH2 O=0.098 kPa；与单肺通气前比较，a P＜0.05

组别 例数 VT(ml)Pmean(cm H2 O)Ppeak(cm H2 O)Cdyn(ml/cm H2 O)单肺通气前 单肺通气结束后单肺通气前 单肺通气结束后单肺通气前 单肺通气结束后单肺通气前 单肺通气结束后观察组 60 87.84±13.23 70.41±6.47a 135.65±12.57 124.76±9.18a 83.81±9.90 74.28±6.24a 98.95±9.96 85.35±7.46a对照组 60 87.46±13.42 79.46±7.18a 135.14±12.89 130.84±9.47a 84.03±9.84 80.17±7.03a 99.01±10.01 90.46±8.16a t值 0.156 7.253 0.219 4.158 0.122 4.864 0.033 4.281 P值 0.876 0.000 0.827 0.000 0.903 0.000 0.974 0.000

表3 两组患者MDA及SOD水平比较 (±s)

表3 两组患者MDA及SOD水平比较 (±s)

注：MDA为丙二醇；SOD为超氧化物歧化酶；与单肺通气前比较，a P＜0.05

组别 例数 MDA(mmol/L)单肺通气前 单肺通气结束后SOD(U/L)单肺通气前 单肺通气结束后观察组 60 5.18±0.68 8.14±1.05a 74.35±9.72 67.58±8.26a对照组 60 5.21±0.71 9.45±1.23a 73.92±9.61 54.36±6.83a t值 0.236 6.274 0.244 9.554 P值 0.814 0.000 0.808 0.000

表4 两组患者HMGB1及ICAM-1水平比较(μg/L，±s)

表4 两组患者HMGB1及ICAM-1水平比较(μg/L，±s)

注：HMGB1为高迁移率族蛋白1；ICAM-1为细胞间黏附分子1；与单肺通气前比较，a P＜0.05

组别 例数 HMGB1单肺通气前 单肺通气结束后ICAM-1单肺通气前 单肺通气结束后观察组 60 3.56±0.46 6.17±0.89a 301.35±71.43 378.52±62.46a对照组 60 3.52±0.42 9.58±1.26a 300.92±70.98 414.87±67.47a t值 0.497 17.123 0.033 3.231 P值 0.620 0.000 0.974 0.002

2.5 肺组织损伤指标比较 观察组黄嘌呤氧化酶、髓过氧化物酶水平均低于对照组 (P＜0.05)，见表5。

表5 两组患者黄嘌呤氧化酶、髓过氧化物酶水平比较 (±s)

表5 两组患者黄嘌呤氧化酶、髓过氧化物酶水平比较 (±s)

组别 例数 黄嘌呤氧化酶(U/gprot)髓过氧化物酶(活力单位U/g湿单位)观察组 60 9.33±0.75 0.41±0.06对照组 60 12.58±1.10 0.85±0.13 t值 18.909 23.804 P值 0.000 0.000

3 讨论

单肺通气已经广泛应用于外科手术，虽然单肺通气为外科手术提供了有力的条件。但单肺通气是一柄双刃剑，可因气道压力过高及通气潮气量过大则会导致患侧肺出现肺容积损伤及肺气压损伤，同时健侧肺也会出现通气血流比例失调和肺不张，还可诱发抗炎因子参与[8]。有研究发现[9]，吸入麻醉药物可缓解肺部损伤，可起到保护肺的作用。七氟烷为吸入型的麻醉药物，且无刺激性气味，对呼吸道的影响小，不会增加呼吸道分泌物，可避免屏气、咳嗽等。同时，七氟烷有较小的血气分配系数，具有较强的可控性。七氟烷通过肺泡进入机体后，可迅速分布于血液中，快速诱导麻醉，对心血管循环系统影响小，且具有肌肉松弛的作用。研究表明[10]，七氟烷可抑制体内炎症因子的产生，具有抗炎作用。丙泊酚为临床上广泛应用的静脉麻醉药物，具有起效快及作用时间短的优点，且持续泵入也不会产生蓄积影响，丙泊酚对循环和呼吸系统有明显的抑制作用，还具有预防呕吐恶心、抗氧化及抗炎的作用。本研究中，随着通气时间的增加，两组患者的HR、SBP、DBP、MAP均下降 (P＜0.05)，但观察组低于对照组 (P＜0.05)。这提示，在手术开始后患者心率及血压等有不同程度的下降，且观察组的下降幅度高于对照组，但下降的幅度均在可接受的范围内。这是因为镇静催眠药物、吸入性麻醉药物及阿片类药物的应用可对循环及呼吸系统产生一定的影响，但在同样深度的麻醉下，七氟烷及丙泊酚的应用均可维持血流动力学的稳定。Ppeak的升高代表肺顺应性下降或气道阻力的增加[11]。而Ppeak及Pmean则可较为灵敏的反应肺气道阻力和顺应性的情况。Pmean及Ppeak的增加可导致肺泡周围血管与肺泡之间形成压力梯度，造成肺泡上皮及肺血管内皮细胞出现通透性增加或被破坏，导致肺损伤或肺水肿[12]。本研究中，单肺通气结束后，两组患者VT、Pmean、Ppeak、Cdyn水平均下降 (P＜0.05)，但观察组低于对照组 (P＜0.05)。这表明，丙泊酚联合七氟烷应用于单肺通气可维持肺组织弹性及气道压力。丙泊酚较七氟烷可增加肺弹性阻力主要是因为七氟烷会抑制肺泡表面活性物质的活性，可提高肺组织的弹性阻力。

单肺通气时会导致肺血管通透性的增加，增加肺部氧自由基的产生，加重肺损伤。MDA水平可提示机体氧自由基的生成水平，反应出机体氧化应激的程度及对机体产生的损伤程度[13]。SOD可最大程度的减轻由于氧自由基对机体的损伤，及时修复受损的细胞[14]。黄嘌呤氧化酶、髓过氧化物酶同样可以反应机体氧化应激反应，其中，黄嘌呤氧化酶可以反应活性氧水平的高低，而髓过氧化物酶主要在中性粒细胞中表达，可以反应该细胞的趋化聚集情况[15]。本研究中，观察组单肺通气后MDA水平低于对照组，SOD水平高于对照组，观察组黄嘌呤氧化酶、髓过氧化物酶水平较对照组低。这表明，七氟烷联合丙泊酚可减轻机体的氧化应激反应，调节机体氧化和抗氧化的平衡。

单肺通气对机体是一种炎性刺激，会破坏肺内的毛细血管屏障，促进炎症因子的产生和释放，打破机体内促炎因子和抗炎因子的平衡，加重肺损伤。HMGB1广泛分布在包括人类在内的多种哺乳动物细胞中，高度保守，具有释放多种炎性因子的能力，介导DNA的生成及转录，可被动或主动分泌至胞外或细胞之内，使炎症细胞大量聚集，破坏上皮组织，导致组织细胞缺氧坏死[16]。ICAM-1为免疫球蛋白家族的重要成员之一，可通过信号转导途径及其自身黏附作用介导机体的免疫效应及炎症反应，进而发挥其在炎症反应中的作用。在癌症、感染、心血管疾病、气道炎症性疾病等患者血清中发现有ICAM-1的升高[17]。核因子kappa B(nuclear factor-kappa B，NF-κB)信号通路可参与机体炎症反应的潜伏、诱导等多个阶段，HMGB1可介导TLR4/NF-κB信号通路，而ICAM-1则是NF-κB通路的靶基因[18]。本研究中，单肺通气后，两组患者的HMGB1及ICAM-1均有升高，但观察组低于对照组。这表明，丙泊酚联合七氟烷用于单肺通气，可降低患者的炎症反应。这可能是由于丙泊酚联合七氟烷维持麻醉可减少促炎因子的生成，同时增加抗炎因子的浓度。在Yeh等[19]的研究中发现，丙泊酚可降低肺泡内巨噬细胞的炎症因子，最大限度的降低脂多糖对肺组织的损伤。

综上所述，七氟烷联合丙泊酚治疗单肺通气的患者，可保护患者的肺功能，降低患者炎症反应，改善氧化应激反应，有利于机体保持稳定血流动力学。