全身麻醉不同通气策略对腹腔镜结直肠癌根治术患者细胞免疫的影响

叶克平 叶琦刚 李梅 王以瑞 王文伟

[摘要] 目的 探討腹腔镜结直肠癌根治术患者术中采用不同的通气策略对其细胞免疫的影响，为肿瘤患者预后提供参考。 方法 选择我院2017年8月～2018年12月择期拟行腹腔镜结直肠恶性肿瘤根治术患者75例，ASA分级Ⅰ或Ⅱ级，采用随机数字表法随机分为3组：低PaCO2组（L组），术中维持PaCO2（25±5）mmHg;正常PaCO2组（N组），术中维持PaCO2（40±5）mmHg和高PaCO2组（H组），术中维持PaCO2（55±5）mmHg，每组25例。各组患者均采用相同的麻醉诱导及维持方法。分别于手术前一天清晨（T0）、手术结束离开麻醉复苏室前5 min（T1）、术后24 h（T2）、72 h（T3）四个时点采血标本，流式细胞仪检测血液TH1/TH2值、MTT法检测NK细胞活性水平，ELISA检测IL-2及IFN浓度。 结果 与T0时点比较，三组患者T1～3 时的TH1/TH2值、NK细胞活性、IL-2和IFN浓度均降低（P<0.05）;与L组比较，N组T1～3 时点TH1/TH2值、NK细胞活性、IL-2和IFN浓度均显著降低（P<0.05）;与L组和N组相比，H组T1～3 时TH1/TH2值、NK细胞活性、IL-2和IFN浓度均明显降低（P<0.05）。 结论 腹腔镜结直肠癌根治术术中采用适度过度通气对患者细胞免疫功能具有一定保护作用。

[关键词] 腹腔镜;机械通气;策略;肿瘤;细胞免疫

[中图分类号] R614.2          [文献标识码] B          [文章编号] 1673-9701（2019）29-0113-05

Effect of different ventilation strategies of general anesthesia on cellular immunity in patients undergoing laparoscopic radical resection of colorectal cancer

YE Keping   YE Qigang   LI Mei   WANG Yirui   WANG Wenwei

Department of Anesthesiology， Taizhou First People's Hospital in Zhejiang Province， Taizhou   318020， China

[Abstract] Objective To investigate the effect of different ventilation strategies on the cellular immunity of patients undergoing laparoscopic radical resection of colorectal cancer， and to provide a reference for the prognosis of patients with cancer. Methods 75 patients who underwent elective laparoscopic radical mastectomy for radical malignancy were enrolled in our hospital from August 2017 to December 2018， with the ASA grade Ⅰ or Ⅱ. They were randomly divided into three groups： low PaCO2 group（group L） in which PaCO2 was maintained at（25±5） mmHg during operation， normal PaCO2 group（group N） in which PaCO2 was maintained at（40±5） mmHg， and high PaCO2 group（group H） in which PaCO2 was maintained at（55±5） mmHg ， with 25 cases per group. The same anesthesia induction and maintenance methods were used in each group of patients. Blood samples were taken at 4 o'clock in the morning（T0） before the operation， 5 min（T1） before leaving the anesthesia resuscitation room， 24 h（T2） and 72 h（T3） after surgery. Flow cytometry was used to detect blood TH1/TH2 value. MTT assay was used to detect NK cell activity levels， and ELISA was used to detect IL-2 and IFN concentrations. Results Compared with those at the T0 time point， the TH1/TH2 values， NK cell activity， IL-2 and IFN concentrations in the three groups at T1 to T3 were decreased（P<0.05）. Compared with those of the group L， the TH1/TH2 value， NK cell activity， IL-2 and IFN concentrations in the group N were significantly decreased at T1-3（P<0.05）. Compared with those of the group L and group N， the TH1/TH2 value， NK cell activity， IL-2 and IFN concentrations in group H were significantly lower（P<0.05）. Conclusion Moderate hyperventilation during laparoscopic radical resection of colorectal cancer has a protective effect on cellular immune function.

[Key words] Laparoscopy; Mechanical ventilation; Strategy; Tumor; Cellular immunity

腹腔镜结直肠癌根治术具有创伤小、术后恢复快等优点，成为目前主流手术方式。癌症患者免疫功能大幅降低，手术创伤、麻醉方式和麻醉药物对患者免疫功能造成不同程度的抑制[1-6];此外腹腔镜术中CO2气腹也会对患者免疫功能产生抑制[7]，均影响患者预后。资料显示在偏碱性环境下LAK细胞（淋巴因子激活的杀伤细胞）利于增殖，且LAK细胞及IFN对肿瘤细胞的杀伤作用最佳[8]。但腹腔镜结直肠癌根治术中长时间CO2气腹状态下，采用不同的通气策略，维持不同水平PaCO2 对患者术后细胞免疫功能有何影响尚不明确。本试验拟比较全身麻醉不同通气策略对腹腔镜结直肠癌根治术患者细胞免疫的影响，为临床麻醉提供参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料

本试验经医院伦理委员会批准。选择2017年8月～2018年12月在我院准备择期行腹腔镜结直肠癌根治术患者75例。纳入标准：年龄40～85岁，体重指数（BMI）≤35 kg/m2，性别不限，ASA分级Ⅰ或Ⅱ级，术前无严重重要脏器疾病、无影响免疫功能的内分泌或代谢性疾病，如皮质醇增多症、风湿性关节炎、糖尿病等。剔除标准：手术中大量出血（出血量>500 mL）、气道压力过高（气道压>30 cmH2O）、CO2气腹总时间<2 h、术后认知功能障碍及试验观察期内再次接受手术等。患者采用随机数字表法分为3组：低PaCO2组（L组），术中维持PaCO2（25±5）mmHg;正常PaCO2组（N组），术中维持PaCO2（40±5）mmHg和高PaCO2组（H组），术中维持PaCO2（55±5）mmHg，每组25例。

1.2 麻醉方法

患者常规术前准备，无术前麻醉用药。患者进入手术室后，常规吸氧、监测无创动脉血压、脉搏血氧饱和度、心电图及脑电双频指数（BIS）值;局部麻醉下行颈内静脉穿刺置管，监测中心静脉压。全麻气管插管后行桡动脉穿刺置管，监测有创动脉血压及抽取动脉血行血气分析。

各组患者均接受全凭静脉复合腹横肌平面阻滞（TAP）麻醉方案：给纯氧去氮3 min，快速静脉诱导：顺序给予舒芬太尼（Eurocept BV Trapgans 5 1244 BL Ankeveen）0.5 μg/kg、丙泊酚（批号：171258，国药准字J20110058，北京费森尤斯卡比医药有限公司）2.0 mg/kg和顺式阿曲库铵（国药准字H20060869，江苏恒瑞医药股份有限公司）0.2 mg/kg，气管插管，采用容量控制间歇正压通气模式机控呼吸。麻醉维持：丙泊酚4.0～9.0 mg/（kg·h），瑞芬太尼（国药准字H20030199，宜昌人福医药股份有限公司）0.3～0.6 μg/（kg·min），间断静脉注射舒芬太尼，顺式阿曲库铵，麻醉深度根据BIS值进行调节，使其维持于（50±10）。患者全麻气管插管后行超声引导下侧方入路双侧TAP阻滞[9，10]：患者仰卧位，消毒、铺巾，将高频超声探头垂直于腋中线，放置于肋缘和髂嵴之间，超声图像显示出腹外斜肌、腹内斜肌和腹横肌，采用水分离法将局麻药注入腹横肌平面。左右两侧腹横肌平面各给予0.5% 罗哌卡因（国药准字H20060137，江苏恒瑞医药有限公司）20 mL。

各患者桡动脉穿刺置管成功即刻及每间隔30 min均行血气分析，通过调节潮气量、呼吸频率及吸呼比等调整通气策略，使各组患者PaCO2维持于目标值。

由同一位技术熟练的麻醉医生完成以上所有操作。手术结束给予静脉自控镇痛（PCIA）。PCIA配方：布托啡诺（国药准字H20020454，江苏恒瑞医药有限公司）0.2 mg/kg、托烷司琼10 mg，生理盐水稀释至100 mL。负荷量4 mL，背景量2.0 mL/h，单次按压剂量1.5 mL，锁定时间15 min。

1.3 观察指标

观察并记录各组患者手术总时间、术中总失血量、手术类型和术中血气分析PaCO2、pH均值。于手术前一天清晨（T0）、手术结束离开麻醉复苏室前5 min（T1）、术后24 h（T2）、72 h（T3）四个时点，分别自中心静脉抽取血标本10 mL，应用HeLa细胞作为靶细胞，MTT法测定血液NK细胞活性水平、流式细胞仪检测TH1/TH2值，ELISA检测血清中IL-2、IFN浓度。各指标均由同一位不知情检验技师完成检测。

1.4 统计学处理

采用SPSS22.0软件进行统计分析。计量资料采用均数±标准差（x±s）表示，组间比较采用t检验，组内资料比较采用重复测量方差分析。计数资料以频数或百分率表示，采用χ2检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 各组患者一般资料比较

本试验共纳入75例患者，直肠癌32例、结肠癌43例。其中L组有3例、N组有1例气道压过高，N组和H组各有1例因解剖不清改开腹手术（CO2气腹总时间<2 h），H组有1例术后第3天发生肠吻合口瘘再次手术，故剔除该7例患者。剩余68例患者均顺利完成本试验项目。各组患者一般资料比较无显著差异（P>0.05）。见表1。

2.2 各组患者手术总时间、术中总出血量、手术类型和术中血气分析比较

各组患者手术总时间、术中总出血量和手术类型比较无明显差异（P>0.05）。术中各组患者血气分析pH值及PaCO2组间比较差异均有统计学意义（P<0.05）。见表2。

2.3 各组患者各时点血TH1/TH2值、NK细胞活性水平及血清IL-2、IFN水平比較

与T0时点比较，三组患者T1～3 时点TH1/TH2值、NK细胞活性水平、IL-2和IFN浓度均降低（P<0.05）;与L组和N组分别相比，H组T1～3 时点各指标均显著下降（P<0.05）;L组与N组比较，差异有统计学意义（P<0.05）。见表3～6。

3 討论

目前，结直肠癌发病率高居恶性肿瘤第四位，手术根治术还是最主要的治疗手段。随着微创理念的不断深入人心，腹腔镜结直肠癌手术（laparoscopic colorectal surgery，LCS）在临床上也得到推广。但是，LCS时间长，长时间CO2气腹引起的机体内环境的变化会对免疫产生抑制，加之恶性肿瘤患者免疫功能普遍下降，这将影响患者手术的预后和结局[11]。有资料显示腹腔镜子宫颈癌根治术患者术后复发率、死亡率分别是传统开腹手术的4倍和6倍，这可能与CO2在癌细胞的增殖和转移中的促进作用密切相关[12，13]。虽然这项回顾性研究局限于腹腔镜子宫颈癌手术患者，但这提示CO2对肿瘤患者的免疫抑制作用不容忽视。因此，在完全替代CO2人工气腹的微创技术出现之前，术中采用适当的方法降低CO2对患者的免疫抑制十分必要。全身麻醉下机械通气对患者内环境变化是控制性较强的一项技术方法，但LCS术中采用不同通气策略对患者细胞免疫的影响如何尚不明确。

目前认为肿瘤免疫的核心是细胞免疫，其效应细胞主要是T淋巴细胞、自然杀伤细胞（NK细胞）和细胞因子等。NK细胞是一种具有广谱作用的杀伤细胞，它对体外培养的肿瘤细胞具有高度细胞毒作用，对阻止肿瘤生长起重要作用。T淋巴细胞的两个亚群，1型辅助型T淋巴细胞（Th1）和2型辅助型T淋巴细胞（Th2）保持稳定的动态平衡，发挥机体防御和免疫监视作用。干扰素（IFN）是淋巴细胞分泌的一类细胞因子，它能够提高NK细胞、巨噬细胞的免疫活性，也可以激活一些效应细胞，在肿瘤免疫中扮演着十分重要的角色。另一种细胞因子白介素-2（IL-2）是受IL-1刺激从淋巴细胞释放并激活效应细胞增殖，是各种免疫应答的核心，在肿瘤细胞免疫中发挥关键性作用[14]。然而，免疫细胞要发挥正常的抗肿瘤效应，需要稳定的酸碱微环境。有离体细胞实验证实，在pH值为7.6的偏碱性环境下，IL-2、IFN和LAK细胞对肿瘤细胞的杀伤作用最强，而其在pH值为6.8的酸性环境对肿瘤细胞无杀伤作用[8]。本试验结果显示，各组患者术后各时点与术前相比，NK细胞活性水平、TH1/TH2值、IL-2和IFN浓度均明显降低。

由于影响肿瘤患者围手术期免疫功能的因素较多，如麻醉药物和麻醉方式、手术创伤等。为了探求患者细胞免疫水平与术中长时间CO2气腹的相关性，本研究各组均采用目前临床适用较广的全凭静脉复合腹横肌平面阻滞麻醉方式，尽可能的减轻手术创伤应激反应及麻醉药物对机体免疫功能的抑制[15-17];本试验将各组患者分别采取不同的通气策略，结果显示，维持高PaCO2、低血pH值组患者较低PaCO2、高血pH 值组患者，各时点的NK细胞活性水平、TH1/TH2值、IL-2和IFN浓度均明显降低，且维持正常PaCO2、血pH值组患者较低PaCO2、高血pH值组患者各免疫指标也显著降低。表明在LCS术中长时间CO2气腹引起的机体微环境的酸碱平衡变化与患者细胞免疫水平密切相关。其机制可能是CO2引起的酸碱变化影响了细胞免疫关键酶的活性，也可能CO2气腹影响了线粒体能量代谢及其介导的细胞免疫相关。有研究证实线粒体不仅仅是产生ATP的能量工厂，也是抗病毒和抗肿瘤先天免疫反应的关键中心：当线粒体适度应激时，通过激发应激通道，提高干扰素刺激的基因表达、增强干扰素反应，产生广谱抗病毒、抗肿瘤作用[18];定位于线粒体外膜的线粒体抗病毒蛋白（MAVS）可以通过RIG-1信号通路的下游和NF-κB、IRF-3信号通路的上游发挥免疫调节作用[19];另外，最近还发现作为线粒体能量代谢关键因子NAD+/NADH中的NAD+（腺嘌呤二核苷酸）是一种新的调控CD4+ T细胞反应的细胞信号分子，它能够减弱巨噬细胞或树突状细胞激活T细胞的能力[20，21]。因此我们推测可能LCS术中长时间 CO2 气腹造成了免疫细胞线粒体过度应激，影响了其正常的能量代谢，进而导致细胞免疫功能降低。本研究结果表明，在全身麻醉中通过适当调控通气策略，可以降低长时间CO2气腹对患者细胞免疫的抑制。但具体机制有待于进一步深入研究。

综上所述，腹腔镜结直肠癌根治术术中采用适度过度通气，维持血 pH 值偏碱性状态对患者细胞免疫功能具有一定保护作用，有利于改善患者预后。

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（收稿日期：2019-06-03）