乌司他丁对全腔镜食管癌根治术患者肺功能的保护作用及机制探讨

王志刚，刘真富，高扬，徐朋，卫晓娜，苑进革，陈永学

1 邯郸市中心医院麻醉科，河北邯郸 056008；2 枣庄矿业集团枣庄医院麻醉科

食管癌根治术是最具创伤性的胃肠道手术之一。虽然微创技术、围手术期监测和术后护理的改善降低了食管切除术后的病死率，但食管切除术后并发症，尤其是心肺系统并发症发生率仍高达50%［1］。乌司他丁是从人尿中提取的广谱蛋白水解酶抑制药物，可抑制多种丝氨酸蛋白酶、粒细胞弹性蛋白酶、透明质酸酶、纤溶酶等的活性，还具有稳定溶酶体膜、抑制溶酶体酶释放、清除氧自由基及抑制炎症介质释放的作用［2］。临床研究表明，乌司他丁能够减轻全身炎症反应综合征相关的肺损伤。中性粒细胞弹性蛋白酶（NE）由活化的中性粒细胞释放，被认为是炎症组织损伤最重要的介质之一，是引起急性肺损伤（ALI）的主要炎症因子，其作用机制是破坏细胞外基质和上皮连接结构，促使上皮细胞释放白细胞介素6（IL-6）、IL-8等炎症因子，在调节炎症反应中起着至关重要的作用［3］。近期研究发现，乌司他丁可以降低体外循环后的血清及肺泡液NE活性，改善全身炎症和相关ALI［4］。然而，乌司他丁对全腔镜下食管癌根治术术后相关肺损伤的影响还未见报道。本研究观察乌司他丁对全腔镜食管癌根治术患者肺功能的保护作用并探讨其机制，以期为行食管癌根治术的患者提供更有利的手术策略。

1 资料与方法

1.1 临床资料 经邯郸市中心医院医学伦理委员会批准（20190028），选择2019年9月—2022年7月本院收治的择期行全腔镜食管癌根治性切除术患者。纳入标准：年龄50～75岁，美国麻醉医师协会分级Ⅱ～Ⅲ级，术前经电子胃镜及病理检查确诊为食管癌，戒烟2周以上，戒酒1周以上。排除标准：术前行放化疗或免疫治疗，长期服用激素类药物，手术前患严重呼吸功能损害，有近期手术史，严重肥胖，合并心、肾等严重疾病。共收集到符合标准的择期行全腔镜食管癌根治性切除术患者90例，按照随机数字表法分为乌司他丁组及对照组各45例。对照组男31例、女14例，年龄（63.3 ± 6.9）岁，BMI（22.7 ±3.7）kg/m2，有吸烟史 20例，术前肺活量（VC）102.4% ± 10.8%，术前一秒用力呼气容积（FEV1）84.7% ± 3.9%，术前动脉血氧分压（PaO2）为（87.3 ±7.2）mmHg，血清白蛋白（45.7 ± 4.4）g/L，麻醉时间（331.3 ± 42.9）min，胸腔操作时间（155.7 ± 24.9）min，失血量（365.7 ± 77.6）mL，补液量（2 543 ± 518）mL；乌司他丁组男29例、女16例，年龄（64.5 ± 5.8）岁，BMI（21.2 ± 4.2）kg/m2，有吸烟史18例，术前肺活量（VC）100.2% ± 8.9%，术前一秒用力呼气容积（FEV1）83.2% ± 4.7%，术前动脉血氧分压（PaO2）为（85.3 ± 6.7）mmHg，血清白蛋白（43.3 ± 4.5）g/L，麻醉时间（321.0 ± 32.7）min，胸腔操作时间（151.6 ±23.2）min，失血量（361.8 ± 91.3）mL，补液量（2 358 ±446）mL。两组患者性别、年龄、BMI、吸烟史、术前VC、术前 FEV1、术前 PaO2、血清白蛋白、麻醉时间、失血量等一般资料均具有可比性（P均＞0.05）。

1.2 手术及药物干预方法 手术均由同一手术团队完成，均采用全腔镜食管癌根治性切除术：食管—胃左颈部机械吻合，术中将管状胃并浆肌层切割钉包埋，经后纵隔原食管床至左颈部吻合。麻醉方法：所有患者常规禁食8 h，禁水2 h。患者入室后常规开放静脉通路，监测血压、心电图、SPO2。两组患者均在局麻下行桡动脉穿刺并置管监测有创动脉血压（ABP）。给予咪达唑仑0.05 mg/kg、舒芬太尼0.3 μg/kg、依托咪酯 0.3 mg/kg、顺式阿曲库铵0.2 mg/kg进行麻醉诱导。待肌肉完全松弛后，选择合适导管可视喉镜下行单腔插管。设置为容量模式，采用肺保护通气策略，双肺通气时潮气量（VT）为8～10 mL/kg，胸部操作时采用人工气胸单肺通气，单肺通气时VT为6～8 mL/kg，吸呼比为1∶2，呼气终末正压为5 cmH2O，维持血氧饱和度（SaO2）＞90%。采用 1% 七氟烷+丙泊酚 3 mg/（kg·h），瑞芬太尼0.15 μg/（kg·min）进行麻醉维持。术中采取变温毯维持患者鼻咽温度在36～37 ℃。术中若收缩压降低超过20%或小于90 mmHg时给予间羟胺0.5 mg或麻黄碱5 mg。当收缩压升高超过20%时，加深麻醉或给予降压药物。关胸前，在胸腔镜直视下，外科医生实施肋间神经阻滞，完毕后吸痰膨胀肺，在胸腔镜下观察肺完全膨胀，腹部和颈部手术时双肺进行通气。手术结束前30 min，所有患者均静脉给予50 mg氟比洛芬酯镇痛。治疗组于麻醉诱导前30 min给予乌司他丁20万单位静脉滴注，并于手术后第1天至术后第3天给予30万单位/天的乌司他丁静脉持续泵入，对照组给予等量生理盐水。

1.3 指标观察方法 ①氧合指数（OI）、呼吸指数（RI）：分别于麻醉诱导前（T1）、术毕即刻（T2）、术后第1天（T3）、术后第2天（T4）、术后第3天（T5）抽取患者动脉血，监测患者OI及RI。OI=PaO2/吸入氧浓度（FiO2），RI=肺泡-动脉氧分压差（A-aDO2）/PaO2。②肺泡上皮衬液（ELF）中IL-6、IL-8水平及NE活性：分别于气管插管后即刻及术毕拔管前即刻，采用支气管镜微量探针取样（BMS）采取左段支气管 ELF［5］。采用ELISA法检测ELF中IL-6、IL-8水平，比色法检测NE活性。③血清IL-6、IL-8水平及NE活性：于T1～T4时点分别取患者动脉血，检测血清IL-6、IL-8水平及NE活性，方法同上。

1.4 统计学方法 采用SPSS22.0统计软件。计量资料采用S-W法进行正态性检验，呈正态分布的数据以±s表示，组间比较行独立样本t检验，组内不同时点比较采用重复测量的方差分析；计数资料以n（%）表示，组间比较行χ2检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组不同时点OI及RI比较 与同组T1时点比较，对照组、乌司他丁组T2～T5时点OI降低，RI升高；与对照组同时点比较，乌司他丁组T3～T5时点OI升高，T4、T5时点RI降低（P均＜0.05）。见表1。

表1 两组不同时点OI及RI比较（±s）

表1 两组不同时点OI及RI比较（±s）

注：与同组T1时点比较，*P＜0.05；与对照组同时点比较，#P＜0.05。

组别对照组T1 T2 T3 T4 T5乌司他丁组T1 T2 T3 T4 T5 n 45 45 OI（mmHg）451.7 ± 44.1 356.5 ± 38.2*275.9 ± 26.6*219.4 ± 21.6*237.4 ± 21.5*442.9 ± 45.3 372.7 ± 42.9*306.4 ± 23.7*#285.0 ± 15.1*#294.1 ± 16.8*#RI 0.44 ± 0.14 0.93 ± 0.22*2.08 ± 0.79*2.43 ± 0.34*2.20 ± 0.49*0.48 ± 0.14 1.01 ± 0.37*1.88 ± 0.52*2.10 ± 0.49*#1.75 ± 0.35*#

2.2 两组不同时点ELF中IL-6、IL-8水平及NE活性比较 与插管后即刻比较，对照组、乌司他丁组拔管前即刻ELF中IL-6、IL-8水平及NE活性均升高；与对照组比较，乌司他丁组ELF中ELF中IL-6、IL-8水平及NE活性均降低（P均＜0.05）。见表2。

表2 两组不同时点ELF中IL-6、IL-8水平及NE活性比较（±s）

表2 两组不同时点ELF中IL-6、IL-8水平及NE活性比较（±s）

注：与插管后即刻比较，*P＜0.05；与对照组同时点比较，#P＜0.05。

组别对照组插管后即刻拔管前即刻乌司他丁组插管后即刻拔管前即刻n 45 45 IL-6（ng/mL）4.0 ± 0.7 15.2 ± 3.8*4.3 ± 0.9 12.3 ± 3.4*#IL-8（ng/mL）23.6 ± 5.0 93.9 ± 19.5*20.4 ± 3.4 55.9 ± 13.9*#NE（mmol/mL）47.7 ± 6.6 486.2 ± 201.2*50.3 ± 10.9 147.0 ± 82.6*#

2.3 两组不同时点血清IL-6、IL-8水平及NE活性比较 与同组T1时点比较，对照组、乌司他丁组T2～T4时点血清IL-6水平升高，T3、T4时点血清IL-8水平升高；与对照组同时点比较，乌司他丁组T2～T4时点血清IL-6水平降低，T5时点血清IL-8水平降低（P均＜0.05）。见表3。两组在各时点均未检测出血清NE活性。

表3 两组不同时点血清IL-6、IL-8水平比较（pg/mL，±s）

表3 两组不同时点血清IL-6、IL-8水平比较（pg/mL，±s）

注：与同组T1时点比较，*P＜0.05；与对照组同时点比较，#P＜0.05。

组别对照组T1 T2 T3 T4乌司他丁组T1 T2 T3 T4 n 45 45 IL-6 3.7 ± 0.8 83.5 ± 27.5*58.5 ± 17.6*45.8 ± 14.3*3.5 ± 0.8 72.3 ± 23.3*#46.9 ± 15.2*#31.3 ± 11.6*#IL-8 9.3 ± 2.3 11.2 ± 2.4 13.7 ± 4.4*38.4 ± 7.6*10.2 ± 3.5 12.5 ± 3.8 12.4 ± 3.8*20.3 ± 5.2*#

3 讨论

食管切除术被认为是一种高风险的手术方法。尽管微创腔镜下食管癌根治术的应用减少了一定的创伤，但是心肺系统的术后并发症发生率仍然高达50%。在食管切除术相关的众多呼吸系统并发症中，ALI和急性呼吸窘迫综合征（ARDS）的发生率分别为23.8%、14.5%，后者与病死率关系密切。

呼吸功能的监测能有效反映患者肺功能手术对肺造成损伤及损伤的程度，OI及RI是测定呼吸功能的重要指标。OI是反映肺与外界气体及肺泡与毛细血管间气体交换的有效指标，OI值与肺功能呈正相关；RI是反映肺泡摄取氧的能力及气体交换能力的指标，RI值与肺功能呈负相关，其能从本质上体现患者真正的氧合状况。本研究对术毕及术后1～3 d的OI及RI监测发现，全腔镜食管癌术后两组患者OI均显著下降，RI均显著升高。与对照组比较，乌司他丁组OI升高、RI降低。这提示全腔镜食管癌术导致肺功能损伤，而乌司他丁的使用可改善患者术后OI及RI，减轻术后肺损伤。

手术急性期反应的一个主要特征是免疫系统的激活和炎性介质的释放，加剧了局部和全身炎症反应。相关研究显示，食管癌术后加剧的全身炎症反应会引起ALI、ARDS的发生［1］。食管切除术后患者血清IL-6、IL-8水平升高，其中发生肺部并发症的患者血清 IL-6、IL-8 水平升高更为显著［6］。MORITA等［7］研究显示，在食管切除术后发生ALI的患者中，血清IL-6水平在术后0～2 d升高、血清IL-8水平在术后3 d升高。本研究结果显示，血清IL-6水平在术毕至术后第2天均显著升高，而血清IL-8水平在术后第1、2天出现明显的升高，与MORITA等［7］的研究基本一致。

在食管切除术后的早期，肺组织被认为是细胞因子的主要来源。KATSUHIKO等［8］指出，支气管肺泡灌洗液（BALF）中IL-8水平比血清中IL-8水平更能够准确的预测食管切除术后的肺部并发症。SAKAMOTO等［9］发现，食管切除术后24 h内，BALF中IL-6及IL-8水平比外周血高100倍。KOOGUCHI等［10］报道，食管切除术后肺泡巨噬细胞中IL-6、IL-8水平较高，支持了细胞因子主要在手术野产生和分泌的观点。一项多中心研究表明，BALF中IL-6、IL-8水平与ARDS的发生密切相关［11］。GROVER等［5］报道，BMS是监测肺部事件的一种安全有效的技术，其能够对ELF中的生化和免疫标记物进行连续分析，从而有助于评估ARDS进展过程。此外，与支气管肺泡灌洗相比，BMS的优点是操作简单，无需使用生理盐水。研究表明，在细胞因子明显升高的急、慢性病例中，使用BMS检测到ELF标本中的浓度明显高于支气管肺泡灌洗，并且可以取代支气管肺泡灌洗技术［12］。因此，我们在此研究中采用取BMS方法取ELF并进行分析。本研究发现，全腔镜食管癌术后ELF中IL-6、IL-8均显著升高，而乌司他丁的使用抑制了ELF中IL-6、IL-8水平，提示手术导致了肺部和全身的炎症反应，而乌司他丁减轻了术后的肺部和全身炎症。

NE被认为是引起肺损伤的重要炎症因子，并能促使上皮细胞释放IL-6、IL-8等炎症因子。呼吸机相关性肺炎患者BALF中NE含量高于健康人，提示NE可能是呼吸机相关性肺炎的病理机制之一［13］。研究发现，ALI及ARDS患者血清和BALF中NE水平升高，使用NE抑制剂可减轻肺损伤症状［14］。本研究结果同样显示，全腔镜食管癌根治术后ELF中NE水平显著升高，提示抑制NE的释放可能是减轻全腔镜食管癌根治术后肺损伤的措施之一。既往研究报道，乌司他丁能抑制炎症介质释放，抑制肺部中性粒细胞的黏附和大量聚集，激活抗炎因子释放，降低内皮细胞的活性，同时有对抗自由基的抗氧化性，起到保护肺脏的作用［15］。临床研究表明，乌司他丁能降低体外循环后NE的活性并减轻术后肺损伤［4］。WANG等［16］研究报道，预防性使用乌司他丁能降低重症监护患者血清NE活性，降低ARDS的发生。本研究结果表明，乌司他丁降低了全腔镜食管癌根治术后ELF中NE的水平，但我们在血清中未检测出NE活性水平，这可能与全腔镜食管癌术后肺部局部炎症明显高于全身炎症有关。

综上所述，乌司他丁对全腔镜食管癌根治术患者术后肺功能具有保护作用，其机制可能与抑制ELF中NE的活性，减轻术后全身炎症反应有关。本不足之处研究样本量较少，还需要多中心的大样本的前瞻性随机对照研究来证实。