手术室吸入性麻醉剂暴露情况调查及其对医护人员应激水平的影响

李 丹，任俊桥，李 婷，巩 固

西部战区总医院麻醉科，四川成都 610000

外科手术过程中挥发性麻醉剂在空气中的分散会导致手术室人员暴露在麻醉气体中。有研究发现，手术室麻醉污染的情况仍十分普遍，但不同医院之间情况不一致，甚至在同一家医院的不同手术室之间也存在明显差异[1]。手术室中最常用的麻醉气体是N2O和几种最新一代的卤化物质，从麻醉学的角度来看，它们的毒性小，更容易管理[2]。尤其是七氟醚，被认为在儿童全身麻醉诱导及其维持中优势明显[3-4]，但也存在七氟醚职业暴露等潜在危害[5]。本研究监测5家医院手术室内七氟醚浓度，并对暴露在其中的医护人员的相关生物指标进行检测，现报道如下。

1 资料与方法

1.1一般资料 选择雅安地区5家医院(编号1、2、3、4、5)为研究单位，在取得医院领导层同意的前提下，由护理部统筹进行调查。根据各家医院规模的不同，按比例在5家医院随机选择54、23、5、10、8例参与手术的医护人员为研究对象(暴露组)，岗位包括手术医生、麻醉师、器械护士、麻醉护士及巡回护士。在进行七氟醚吸入全身麻醉的手术期间，对手术室环境进行检测，并对直接参与手术的医护人员进行血液及尿液检测。同时，选择100例非手术科室的医护人员为对照组，采集外周血，对氧化应激指标等进行检测。受试者纳入标准：(1)年龄20～50岁；(2)工龄至少1年以上；(3)各医院正式职工，非实习人员或进修人员。排除标准：(1)1年内有麻醉史、放射治疗史或近1个月内有药物注射史；(2)妊娠期或哺乳期女性；(3)合并肝肾疾病、免疫系统疾病、恶性肿瘤等可能干扰检测结果的疾病；(4)明确拒绝参加本研究。所有受试者均对本研究知情同意，并签署知情同意书。

1.2方法

1.2.1手术室环境中七氟醚暴露量检测 严格遵照《工作场所空气中有害物质监测的采样规范：GBZ159-2004》[6]对手术室气体进行采样，且采样时间均在8:00-17:00。为了检查七氟醚浓度的时间进程，使用红外光声分析仪和多点采样器在固定位置连续监测麻醉剂的环境空气水平。为了初步检查2种取样系统的可比性，在一些手术室进行七氟醚暴露量测量的同时，使用红外光声分析仪在固定位置检测4 h。待使用七氟醚时打开采样器，设定流量为100 mL/min，每次采样时间2 h，然后更换吸附管，共采样8 h，采样完成后立即将活性炭吸附管两端封闭，放置于清洁容器内运输和保存，送至实验室使用气相色谱仪进行麻醉废气七氟醚浓度检测分析。

1.2.2生物监测 所有参与人员在手术室开始轮班工作前均清空膀胱。在轮班结束时(至少持续4 h)，在远离手术室的区域从每个受试者身上采集血液标本和尿液标本，以避免标本污染。在排尿后2 min内，将尿液转移到密封小瓶中进行尿液中七氟醚排泄量测定，其余用于尿液中氢氟烷排泄量检测。所有标本均保存在-20 ℃中直至分析。采用统一无菌的肝素抗凝管收集静脉血2 mL，采集完成后于2 h内送至实验室处理。在4 ℃、3 500 r/min条件下离心10 min，取上清液，-20 ℃中保存，采用WST-8法检测外周血过氧化物歧化酶(SOD)水平，利用硫代巴比妥酸法检测丙二醛(MDA)水平，采用比色法检测谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)水平。所有检测在取样后2周内完成。

1.2.3血细胞蛋白提取 采集外周血后4 ℃、1 000×g条件下离心5 min，收集细胞，弃上清液，冰磷酸盐缓冲液洗涤2遍。加入预冷的缓冲液 A，剧烈涡旋振荡15 s，置于冰上1 min；再次加入预冷的缓冲液B，剧烈涡旋振荡15 s，置于冰上1 min，剧烈涡旋震荡5 s后，在4 ℃、12 800 r/min条件下离心5 min，尽快将上清液转入另一预冷的洁净微量离心管，置于冰上，所得上清液即为血细胞蛋白。

1.2.4Western blot检测 使用Western blot,采用BCA法检测外周血中组蛋白H2AX磷酸化(γH2AX)水平。混合上样缓冲液，煮沸变性。以每泳道20 μg标准进行蛋白上样，电泳，电转蛋白至PVDF膜上，5%脱脂奶粉封闭，γH2AX一抗(1∶1 000稀释)孵育过夜，TBST洗膜3次，每次10 min，二抗孵育2 h，TBST再次洗膜3次，每次10 min，ECL法显影定影。通过Quantity One软件分析条带强度，以GAPDH为内参，计算γH2AX/GAPDH值。

2 结 果

2.12种采样方法的可比性分析 对2种采样方法可比性进行初步研究，结果显示，红外光声分析仪与多点采样器在同一固定位置同时进行的15次七氟醚测量结果具有良好的相关性(r=0.96，P<0.001)，证实这2种采样方法即使用于低水平七氟醚的环境监测也是可靠的。

2.2不同医院环境中七氟醚及医护人员尿液中七氟醚、氢氟烷检测结果比较 在检测区测得的七氟醚浓度普遍偏低。在暴露组100份标本中，环境中七氟醚暴露量均低于美国国家职业安全卫生研究所制订的限值2.0 ppm，只有9份标本超过0.5 ppm。尿液中七氟醚排泄量、氢氟烷排泄量这2种生物标志物均与环境数据一致。对不同医院的数据进行分析后发现，不同医院环境中七氟醚暴露量比较，差异有统计学意义(P<0.05)。见表1。

表1 不同医院环境中七氟醚及医护人员尿液中七氟醚、氢氟烷排泄量检测结果比较

2.3不同岗位医护人员环境中七氟醚及尿液中七氟醚、氢氟烷检测结果比较 不同岗位的医护人员七氟醚暴露量比较，差异有统计学意义(P<0.05)。麻醉师比手术医生、器械护士、麻醉护士、巡回护士暴露在七氟醚中的风险更高(P<0.05)。见表2。

表2 不同岗位医护人员环境中七氟醚及尿液中七氟醚、氢氟烷排泄量检测结果比较

2.4环境中七氟醚暴露量、尿液中七氟醚、氢氟烷排泄量的相关性分析 相关性分析显示，环境中七氟醚暴露量和尿液中七氟醚排泄量呈正相关(r=0.49，P<0.01)。所有尿液中七氟醚排泄量高浓度人员都涉及在同一手术室工作的医护人员。环境中七氟醚暴露量与尿液中氢氟烷排泄量呈正相关(r=0.52，P<0.01)，但数据分布更为分散。同时，尿液中七氟醚排泄量与氢氟烷排泄量也呈正相关(r=0.27，P=0.006)。见图1。

注：A表示环境中七氟醚暴露量和尿液中七氟醚排泄量的相关性分析；B表示环境中七氟醚暴露量与尿液中氢氟烷排泄量的相关性分析；C表示尿液中氢氟烷排泄量与尿液中七氟醚排泄量的相关性分析。

2.5暴露组与对照组医护人员外周血氧化应激指标比较 与对照组比较，暴露组医护人员外周血SOD、GSH-Px水平明显降低(P<0.05)，MDA水平明显升高(P<0.05)。见表3。

表3 暴露组与对照组医护人员外周血氧化应激指标比较

2.6Western blot检测外周血γH2AX水平 通过Western blot对医护人员外周血γH2AX水平进行检测，结果显示，暴露组、对照组的γH2AX/GAPDH比值分别为1.13±0.21、0.27±0.04，差异有统计学意义(P<0.05)。见图2。

注：1、2表示暴露组；3、4表示对照组。

3 讨 论

在卤化麻醉剂中，七氟醚具有血气分配系数低的优点，可以更精确地控制麻醉[7]。目前，国际组织尚未推荐七氟醚的环境和生物限值。因此，在审查环境监测数据时，通常会参考美国国家职业安全卫生研究所(1977年)关于卤化麻醉剂的一般建议，即单独使用卤化物质时的上限为2.0 ppm，或与N2O一起使用时的上限为0.5 ppm[8]。但关于评估职业性七氟醚暴露的最佳生物标志物仍然是一个有争议的问题。七氟醚在肝脏中由细胞色素P450同工酶CYP2E1代谢，形成无机氟化物和氢氟烷，氢氟烷是一种稳定的、非反应性的有机代谢物，与葡萄糖醛酸快速结合，并在尿液中排泄[9]。葡萄糖醛酸耦联是七氟醚特殊的代谢途径，而其他气态麻醉剂不能产生足够稳定的代谢物来与葡萄糖醛酸发生耦联反应[10]。众所周知，无机氟化物是暴露的非特异性指标，因为它们在血液中的浓度也受个人饮食习惯和卫生状况的影响。此外，新形成的氟化物只能通过肾脏部分消除，也可能被合并到骨基质中，因此，接触者的血液浓度变化很小[11]。

本研究结果显示，被监测医院的环境中七氟醚污染处于低水平，麻醉剂的平均浓度普遍低于文献报道的浓度。然而，七氟醚污染水平差异很大，不同医院之间，甚至同一家医院的手术室之间也存在明显不同。本研究结果显示，麻醉师比其他岗位人员更容易接触到七氟醚，因为他们在麻醉设备和患者附近停留的时间较长，与以往研究结果一致[12]。同时，本研究还确定了个体环境暴露和生物标志物水平之间存在相关性。然而，在散点图上，可以观察到有一些零散的点，在这些点上，相当低的环境浓度对应着非常高的生物学价值。部分原因是七氟醚和氢氟烷的半衰期不同所致。由于氢氟烷半衰期长达19.0 h，尿液中氢氟烷排泄量也可能反映前一天的暴露情况。一些研究者在受试者的尿液中发现了这种代谢物的水平明显升高，甚至在轮班开始时也是如此。一些在前一个工作日暴露于七氟醚的医护人员在开始手术室轮班时尿液中氢氟烷排泄量就已经升高，这表明24 h不足以实质性地消除尿液中的氢氟烷。本研究还发现，尿液中的七氟醚排泄量特别受暴露峰值的影响，可能与该物质的半衰期非常短(2.8 h)有关。这一解释得到了散点图数据的支持，散点图显示尿液中七氟醚排泄量、尿液中氢氟烷排泄量2个生物标志物之间存在统计学上的相关性，但数值分布很广。这种散射也可以部分解释为个体间的生物可变性。

当DNA损伤时，组蛋白H2AX的S139位点会被磷酸化，并且会将DNA修复蛋白集中到细胞核内新生的DSB位点[13]。H2AX在DNA损伤修复、细胞周期检查点调控等生物活动中起着重要作用。长期暴露于吸入性麻醉剂环境中，会导致医护人员发生DNA损伤，甚至产生DNA毒性[14]。本研究结果显示，与对照组比较，暴露组外周血的SOD、GSH-Px水平明显降低，MDA水平明显升高(均P<0.05)；Western blot检测发现，暴露组人员γH2AX/GAPDH比值也明显更高,表明长期的职业暴露会对医护人员造成实质性健康伤害。

综上所述，雅安地区医院的手术室仍然存在着七氟醚暴露的职业危害问题，并对医护人员有一定的伤害,有必要尽快制订更为详细的策略进行预防。