体外与非体外循环冠状动脉旁路移植术对患者围术期T细胞亚群及粒淋比影响的对比研究

郝 星，韩俊燕，王 红，江春景，杨 峰，侯晓彤

冠状动脉旁路移植手术（coronary artery bypass grafting，CABG）是冠心病患者的主要治疗手段。目前国内较大的心血管中心多数主要采用非体外循环冠状动脉旁路移植手术（off-pump coronary artery bypass grafting，OPCAB），然而，尽管 OPCAB 有避免心肺转流（cardiopulmonary bypass，CPB）相关炎症反应、出血少、房颤发生率低等诸多优势，但仍可能出现术中心输出量降低、液体超负荷及血管重建不足等问题。基于较大样本量对比研究和荟萃分析［1-3］发现两者术后的临床预后差异并不显著，因此，针对需要外科血管重建的冠心病患者，也有观点倾向于支持采用CPB辅助下行冠状动脉旁路移植手术（on-pump coronary artery bypass grafting， ONCAB），而 ONCAB过程中CPB等所诱发的炎症反应程度及对机体的影响也是临床医生需要权衡利弊的重要因素，所以选择何种手术方式仍是存在较大争议的问题。

既往研究表明，在ONCAB过程中由于血液与CPB非生物相容性界面直接接触引发多种免疫细胞参与的一系列炎性反应，包括中性粒细胞、T淋巴细胞［4］、单核细胞［5］亚群的激活及各种炎性因子［6-7］的释放，中性粒细胞与淋巴细胞比值（neutrophil-to-lymphocyte ratio，NLR）变化等，导致机体免疫系统失衡，进一步影响患者的预后。那么为了明确OPCAB手术期间T细胞亚群及NLR的变化，以及ONCAB是否会进一步加重或者减轻这些免疫失衡，本研究拟通过对比观察OPCAB及ONCAB手术的患者围手术期外周血中T细胞亚群（CD3+、CD4+及CD8+）的绝对计数、比例及 NLR的变化，研究OPCAB及ONCAB手术对患者围术期T细胞各亚群及全身炎症反应的改变，从另一个视角来评估CPB对患者免疫功能的影响。

1 资料与方法

1.1 临床资料 本研究于2016年6月至2016年12月纳入首都医科大学附属北京安贞医院就诊住院需择期行CABG的冠心病患者共40例，其中接受OPCAB手术（OPCAB组）及ONCAB手术（ONCAB组）各20例患者。排除标准包括：急诊手术，合并患有恶性肿瘤、炎症或感染，严重的左心室功能障碍（射血分数＜30%）和肾功能不全或衰竭。本研究得到了首都医科大学附属北京安贞医院研究伦理委员会的批准（2016018X），所有患者签署了知情同意书。

1.2 样本采集 于麻醉前（pre），手术结束时（0 d），术后第1、2、3及4 d晨起6时分别采集患者抗凝（edetic acid，EDTA乙二胺四乙酸）血4 ml，进行后续免疫检测分析。

1.3 麻醉管理 手术均采用静脉和吸入联合麻醉，在咪唑安定、依托咪酯、罗库溴铵及芬太尼诱导下气管插管，控制呼吸。麻醉维持：持续泵注丙泊酚，间断静脉注射芬太尼、咪唑安定及阿曲库铵。术中常规监测 ECG、经皮血氧饱和度（SpO2）、BP、CVP、鼻咽温和直肠温等。

1.4 CPB管理 CPB预充液包括：1 000 ml聚明胶肽，500 ml勃脉力，20%甘露醇 0.25～0.5 mg／kg，5%NaHCO33～5 mmol／kg，肝素 1 mg／kg。 当活化凝血时间达 480 s后，开始转机，灌注流量：2.2～2.4 L／（m2·min），转中维持平均动脉压在50～80 mm Hg，红细胞比容维持在0.20～0.25。经升主动脉根部顺行灌注4∶1含血高钾停搏液保护心肌。

1.5 手术流程 麻醉后常规消毒铺巾，行胸骨正中切开，全身肝素化（4 mg／kg），建立 CPB，通过顺行灌注低温心脏停搏液及心表局部覆冰降温，来实现心脏停搏和心肌保护。在亚低温（34～35℃）下进行ONCAB手术。在常温下进行OPCAB，左乳内动脉和大隐静脉移植物用于CABG患者的血运重建。手术过程遵循标准化手术方案。术后应用鱼精蛋白中和肝素。

1.6 T细胞亚群比例及数目检测 采用抗人CD3 FITC／CD8 PE／CD45 PerCP／CD4 APC 抗体（美国BD公司）结合绝对计数微球进行染色，避光孵育15 min，采用FACS Lysing buffer（美国BD公司）裂解红细胞。采用流式细胞仪FACS Calibur获取和分析数据，FlowJo软件分析数据。

1.7 统计学处理 应用SPSS 22.0进行统计学分析。所有计量数据采用均数±标准差（±s）表示，采用t检验（正态分布资料）或非参数检验（非正态分布资料）比较不同分组患者T淋巴细胞各亚群绝对计数及NLR变化差异，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 两组患者的一般临床资料对比分析 接受OPCAB或ONCAB手术的患者各纳入20例，共计40例，患者一般临床资料详见表1。如表1所示，两组患者基线数据［年龄、性别、体质量指数、白细胞（WBC）及术前射血分数］无统计学差异。本研究纳入所有患者均顺利出院。

2.2 两组患者术后WBC、粒细胞、淋巴细胞及NLR的变化 根据白细胞表面CD45表达的差异（图1），可将其分为淋巴细胞、单核细胞和粒细胞。应用流式检测技术观察两组患者外周血WBC、中性粒细胞、淋巴细胞数目的变化。

OPCAB组患者术后WBC迅速增多，术后2 d达到峰值，术后4 d逐渐恢复（图2A）。应用流式分析发现OPCAB术后中性粒细胞计数在术后2 d内显著增加（图2B），而淋巴细胞计数持续下降直至术后2 d（图2C）。与术前相比，OPCAB患者术后NLR明显增加，术后2 d天逐渐回落（图2D）。

ONCAB组与 OPCAB患者相比，围术期的WBC，中性粒细胞和淋巴细胞计数的动态变化趋势一致。两组患者术后出现WBC、粒细胞增加，而淋标及NLR的动态变化趋势一致，各时点未见显著差异（图2A～2D）。

表1 行ONCAB和OPCAB患者的一般临床资料

图1 采用流式细胞仪对WBC、中性粒细胞、淋巴细胞及其亚群进行检测分析

图2 两组围术期各时点WBC、中性粒细胞、淋巴细胞及NLR动态变化

2.3 两组患者围术期CD3+、CD4+和CD8+T细胞亚群的变化 OPCAB 术后CD3+，CD4+，CD8+T细胞的计数显著下降（图3A～3C）。术后1 d降至最低，术后4 d恢复基线水平。此外，OPCAB术后CD4+与CD8+T细胞比值显著增加（图3D），1 d后降至正常。结果提示，OPCAB手术明显降低外周血CD4+和CD8+T淋巴细胞数目。

ONCAB组与OPCAB组患者相比，其围术期不同时间点T细胞各亚群变化趋势相似，未发现两组间存在显著差异（图3A～3D）。

图3 两组患者在不同时间点T细胞各亚群的变化差异

3 讨 论

本研究对比观察了OPCAB与ONCAB手术对患者T细胞各亚群及NLR的影响。研究发现：与术前相比，OPCAB手术引起患者外周血CD4+，CD8+T细胞亚群数目显著下降，粒细胞明显增多。进一步，与接受ONCAB手术的患者相比，两组患者术后中性粒细胞、淋巴细胞、T细胞各亚群及NLR变化并未发现存在显著差异。因此，OPCAB手术本身亦会激发患者出现一系列炎症反应，影响患者免疫功能，而ONCAB手术期间的CPB并未加重T细胞各亚群及NLR的改变。

ONCAB与OPCAB手术在CABG中的利弊争议已经持续了几十年。既往研究主要从临床结局、手术本身以及炎症反应等方面讨论二者的利弊。从临床结局来看，大样本量研究提出与ONCAB相比，接受OPCAB手术的患者其住院死亡率显著降低，但1～3年的中远期结局无差异，并且认为高龄患者采用OPCAB手术的早期结局更好一些。两项随机试验的荟萃分析提示，OPCAB和ONCAB手术患者在全因死亡率和主要不良心血管事件方面无显著差异［8-9］。有研究［10］并未发现两组患者的出院结局存在差异，但OPCAB患者在术后一年内并发症发生率比ONCAB患者更高；死亡风险显著增高，且长期预后更差［11］。另一项纳入2 203名患者的随机对照研究结果显示：ONCAB手术患者5年生存率和无不良事件生存率均低于OPCAB手术患者。因此，基于其术后5年内的全因死亡率、主要不良心血管事件发生率、临床结果等指标综合评估，目前更倾向于建议采用 ONCAB［3，12-13］。

OPCAB手术的优势在于以下几个方面：输血少、房颤率低、肾功能损害轻、神经系统并发症少以及脑卒中发生率低等。但OPCAB手术存在潜在的吻合口问题或再血管化不完全导致的围术期心肌缺血或心梗，以及为了维持一些心脏特定体位下血流动力学稳定而导致的液体超负荷等风险。最近一项研究提出，尽管大多数OPCAB患者基本实现了血运重建，但与ONCAB相比仍存在较高的不完全血运重建率［14］。与之相比，ONCAB的优势在于术中能够维持稳定的血流动力学状态，并提高再血管化程度。但血液与CPB管道的接触也激活了许多级联反应［15］，包括激肽释放酶、血液凝固和补体系统等，从而产生系统性炎症反应。此外，还有血液稀释、非搏动血流以及缺血再灌注损伤等对机体的进一步影响。

从引发的炎症反应角度来看，与接受OPCAB的患者相比，ONCAB手术患者其炎症反应程度较重，表现为：出现明显的单核细胞激活，单核细胞分泌的细胞因子，包括白细胞介素（interleukin，IL）-6，IL-8和IL-10，出现分泌提前或总量增多；单核细胞表面表达CD11b增多并形成单核细胞-血小板复合物；血浆IL-8、C3a及C5a水平显著增加。多数研究认为与ONCAB手术相比，OPCAB可减少术后全身反应，氧化应激和心肌损伤，即术后会出现相对较轻的系统性炎症反应。然而，也有研究提示OPCAB和ONCAB手术患者表现为类似的炎症反应，如C反应蛋白、IL-6、纤维蛋白原、免疫球蛋白、调节性T细胞的数量，以及T细胞的植物血凝素反应［4］等。以往研究发现CPB心脏手术术后T淋巴细胞和辅助性T细胞（CD4+）减少，而抑制／细胞毒性T细胞（CD8+T）和B细胞受影响略小。本研究在既往研究的基础上，发现与OPCAB相比，接受ONCAB手术患者并未出现更为明显的T淋巴细胞的损伤。也就是说，CPB能在满足术中维持稳定的循环状态及优化移植血管血运重建率等优势基础上，并不会对机体的T淋巴细胞亚群造成进一步的损伤，并为临床术式的选择提供了一些实验室依据。胸腺输出、增殖、凋亡，其他免疫细胞对其增殖的影响等均参与T淋巴细胞数目的调控，OPCAB和ONCAB引起的T淋巴细胞数目降低的机制是否有所差异，尚需进一步的研究证实。

外科手术创伤亦可诱发机体的全身炎症反应，同时还受到多种内外因素的影响，包括麻醉、心包外吸引、CPB环路，心脏停搏液、出凝血、合并有免疫系统疾病、手术时间、其他药物以及麻醉反应等。而CPB对于大多数心内直视手术也是必不可少的，笔者认为也许探寻更为有效的抵抗炎症反应和氧化应激的方法，可能应该更多地关注于手术创伤本身而不仅仅是CPB。

本研究为单中心研究报道，样本量偏小，具有一定的局限性，但研究结果足以说明两种手术策略对患者围术期T淋巴细胞各亚群及NLR的影响差异较小，为临床决策提供一些理论依据及参考。此外，由于本研究内容未涉及各细胞表面主要生物标记物的变化，所以相关免疫细胞功能的改变需要进一步的试验来探讨。

4 结 论

OPCAB可引起患者外周血中性粒细胞大量增多，T淋巴细胞大量减少，与接受OPCAB手术患者相比，尚未观察到ONCAB会进一步加剧T淋巴细胞各亚群数目的降低。