右美托咪定对体外循环手术患儿Th1/Th2平衡的影响

郭琼梅，刘秀叶，卢学姿，王 莉

(河北医科大学第一医院麻醉科，河北 石家庄 050031)

体外循环(cardiopulmonary bypass,CPB)下心内直视手术是目前小儿先天性心脏畸形矫治的主要方法。CPB过程中，血液与氧合器及各种管道等非生物表面接触、手术创伤、内毒素释放、器官缺血再灌注等因素均可导致炎症介质的大量释放，同时启动机体免疫反应的改变，出现免疫抑制，造成机体免疫力降低，甚至造成多器官功能下降，增加围术期并发症[1]。T细胞作为机体重要的免疫调节及效应细胞，辅助性T细胞(helper T cell，Th)1和Th2是CD4+T细胞的两个重要的功能亚群，Th1、Th2的动态平衡维持着机体正常的免疫状态，Th1/Th2平衡的改变在许多疾病的发生发展中起着重要作用[2-4]。研究表明，在CPB过程中会发生Th1/Th2平衡向Th2方向漂移，而这种失衡可能是CPB术后严重并发症及围术期病死率增加的重要原因[5]。右美托咪定作为目前临床广泛应用的麻醉辅助药物，其在围术期的器官保护作用备受关注，研究已经证实，右美托咪定可以通过多种机制减轻CPB过程中的炎症反应[6]，可以改善肿瘤及围术期的免疫功能，有利于康复[7-9]，改善CD4+/CD8+水平，减轻婴幼儿CPB术后免疫抑制[10]。右美托咪定是否可以改善CPB过程导致的Th1/Th2失衡，临床报道较少。本研究拟观察右美托咪定对CPB心内直视手术患儿Th1/Th2的影响，探讨右美托咪定对CPB围术期免疫功能的影响及其器官保护作用的机制，为临床应用提供参考。报告如下。

1 资料与方法

1.1一般资料 选择2015年10月—2018年3月在河北医科大学第一医院择期CPB下行室间隔缺损修补术患儿80例，年龄4～8岁，美国麻醉医师协会(American Society of Anesthesiologists,ASA)分级Ⅱ或Ⅲ级，无免疫系统疾病，无近期急性感染史，肝肾功能未见异常，无重度贫血及近期使用皮质激素治疗史。采用随机数字表法分为对照组和右美托咪定组，每组40例。2组患儿性别、年龄、体重、主动脉阻断时间和CPB时间差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。见表1。

表1 2组一般指标比较

本研究经医院医学伦理医学委员会批准通过，所有患儿监护人均知情同意并签署知情同意书。

1.2研究方法

1.2.1麻醉方法 入室前30 min肌肉注射东莨菪碱0.01 mg/kg。肌肉注射氯胺酮4～6 mg/kg后入室，监测血压、心率和动脉血氧分压，开放外周静脉通路，行桡动脉穿刺置管，持续监测平均动脉压(mean artery pressure，MAP)。所有患儿静脉注射咪唑安定0.15 mg/kg，舒芬太尼1 μg/kg，依托咪酯0.3 mg/kg，罗库溴铵0.6 mg/kg麻醉诱导，气管插管后行机械通气，氧流量2 L/min，潮气量10～12 mL/kg，吸呼比1∶2，维持呼气末二氧化碳分压35～45 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)。行右颈内静脉穿刺置管。麻醉诱导后右美托咪定组给予初始剂量1 μg/kg盐酸右美托咪定注射液(江苏恩华药业股份有限公司,批号 20131101)泵注(给药时间>10 min)，继之以0.5 μg·kg-1·h-1的速率维持至术毕，对照组同样的方法给予等容量生理盐水。间断静脉注射舒芬太尼0.5～1 μg/kg、罗库溴铵0.3～0.6 mg/kg，丙泊酚4～6 mg·kg-1·h-1持续输注维持麻醉。CPB采用WEL-1000人工心肺机(天津汇康医用设备有限公司)和ODMO-100型膜式氧合器(西安岱岱生物医学工程有限责任公司)。羟乙基淀粉130/0.4、压积红细胞、冷冻血浆等预充，晶胶比0.4～0.6∶1。动脉流量80～120 mL·kg-1·min-1，术中维持MAP 40～60 mmHg。术毕带气管导管入重症监护病房，待患儿苏醒、肌力恢复、血流动力学稳定后拔除气管导管，术后进行静脉镇痛，配方为舒芬太尼2 μg/kg加生理盐水稀释至100 mL，输注速率2 mL/h，维持疼痛模拟视觉评分≤3分。术后患者统一管理。

1.2.2标本采集与指标检测 分别于CPB开始前(T1)、CPB开始后30 min(T2)、CPB停止即刻(T3)、CPB后24 h(T4)和CPB后72 h(T5)采集动脉血样，使用乙二胺四乙酸管收集血液，2 000 r/min离心20 min，取上清液。按试剂盒说明加入细胞因子试剂。用流式细胞仪检测血浆肿瘤坏死因子α(tumor necrosis factor-α，TNF-α)、白细胞介素(interleukin，IL)-6、干扰素γ(interferon-γ，IFN-γ)和IL-4的水平。

1.3统计学方法 应用SPSS 22.0统计学软件分析数据。计量资料比较采用独立样本的t检验和重复测量设计资料的方差分析，计数资料比较采用χ2检验。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.12组患儿血清IL-4、IFN-γ、IFN-γ/IL-4比较 2组患儿血浆IL-4水平呈先升高后降低趋势，右美托咪定组IL-4水平在T2～4时低于对照组，组间、时点间、组间·时点间交互作用差异有统计学意义(P<0.05)。2组患儿血浆IFN-γ、IFN-γ/IL-4水平呈先降低后升高趋势，右美托咪定组IFN-γ、IFN-γ/IL-4水平在T2～4时高于对照组，组间、时点间、组间·时点间交互作用差异有统计学意义(P<0.05)。见表2。

表2 2组血清IL-4、IFN-γ、IFN-γ/IL-4比较

2.22组患儿血清TNF-α、IL-6水平比较 2组患儿血清TNF-α、IL-6水平呈先升高后降低趋势，右美托咪定组TNF-α、IL-6水平在T2～4时低于对照组，组间、时点间、组间·时点间交互作用差异均有统计学意义(P<0.05)。见表3。

表3 2组血清TNF-α、IL-6水平比较

3 讨 论

CPB过程中诸多非生理因素诱发各种细胞因子产生和释放的紊乱，导致全身炎症反应，激活机体的非特异性和特异性免疫应激反应。大量炎症介质的释放会导致机体淋巴细胞活化、增生和凋亡的异常，造成机体免疫调节系统的紊乱，机体免疫功能降低[11]，导致围术期器官功能障碍，各种感染性和非感染性并发症增加。

T淋巴细胞介导的细胞免疫是机体特异性免疫应激反应的重要组成部分，按细胞表面分子标志物不同，T淋巴细胞分为CD4+和CD8+细胞亚群，而Th1和Th2是CD4+细胞的2个独立的功能细胞亚群。Th1细胞主要产生和释放IFN-γ、IL-2、IL-12和肿瘤坏死因子等细胞因子，参与细胞免疫及迟发型超敏炎症的形成。Th2细胞主要产生和释放IL-4、IL-6、IL-10、IL-13等细胞因子，参与B细胞的分化和抗原的调节转换过程，以介导体液免疫为主。Th1和Th2细胞及各种细胞因子的动态平衡是维持机体正常免疫状态的基础。在机体的炎症反应中，IFN-γ和IL-4可以相互拮抗，同时参与细胞分化与功能调控过程，二者的相互作用可以影响Th1和Th2细胞分化的偏移性。因此，本研究以IFN-γ/IL-4作为反映Th1/Th2平衡状态的指标。

Th1和Th2细胞亚群通过产生和释放各种细胞因子，介导并参与了CPB诱发的全身炎症反应。倪海峰等[12-13]通过对CPB与非CPB心脏手术围术期Th1、细胞毒性T细胞(cytotoxic T cell，Tc)1/Th2、Tc2细胞亚群及炎症介质的对比分析发现，CPB导致的Th1、Tc1/Th2、Tc2失衡会造成机体抗炎反应和促炎反应的调节紊乱，导致机体出现一系列的感染和非感染性并发症，器官功能受损等，增加围术期病死率，其机制与2种细胞的特异性转录因子T-bet与GATA结合蛋白3的表达变化，从而调控IFN-γ和IL-4的表达有关。非CPB与CPB冠状动脉搭桥手术相比，对Th1/Th2平衡影响小，术后各种并发症发生率明显降低，对心脏等重要脏器功能损伤小[5]。本研究采用流式细胞学技术，观察了CPB对血浆IFN-γ/IL-4表达水平的影响，结果显示，随着CPB的进行，2组患儿血浆中由Th1细胞亚群分泌的IFN-γ表达水平降低，由Th2细胞亚群分泌的IL-4表达水平升高，IFN-γ/IL-4降低，术后72 h恢复，说明CPB导致了T细胞分化向Th2细胞亚群方向偏移。同时观察了血浆TNF-α和IL-6水平的变化，结果显示随着CPB的进行，2组患儿血浆TNF-α和IL-6表达水平升高，术后逐渐恢复。说明CPB影响了患儿Th1/Th2平衡，参与了CPB诱导的炎症反应，在这一过程中Th2介导的体液免疫占主要地位，Th1介导的细胞免疫受到抑制。

右美托咪定作为一种新型的镇静、镇痛药物，被广泛应用于临床麻醉[14-15]。研究证实，术中应用右美托咪定可以减少CD4+/CD8+的变化，改善肿瘤手术患者的免疫抑制，有利于恢复[16-17]。行腹腔镜胆囊切除术患者术中应用右美托咪定，可以改善手术导致的Th1/Th2向Th2偏移，并呈剂量依赖性[18]。右美托咪定影响免疫功能的机制主要包括：①通过镇痛和抗应激作用，减轻神经内分泌系统及下丘脑-垂体-肾上腺素轴对自然杀伤细胞、T淋巴细胞活化的影响，改善免疫功能；②通过抑制交感神经系统和下丘脑-垂体-肾上腺素轴信号转导，减少炎症因子的产生，减轻围术期炎症反应，从而减轻机体的免疫抑制；③右美托咪定可以减少一些具有免疫抑制作用的麻醉药物的用量，如吸入麻醉药和阿片类镇痛药，减轻肿瘤手术患者围术期的免疫抑制。本研究结果显示，2组在CPB后IFN-γ/IL-4升高，术后72 h恢复，IL-6和TNF-α水平升高，术后72 h 2组TNF-α水平恢复，右美托咪定组IL-6水平低于对照组。说明右美托咪定减轻了CPB引起的Th1/Th2向Th2漂移，缓解了机体的免疫抑制状态，减轻了围术期炎症反应。

综上所述，右美托咪定可以减轻CPB引起的Th1/Th2向Th2漂移，缓解机体的免疫抑制状态，减轻围术期炎症反应。