摘要:目的 參照Cochrane系統評價的要求,對在體外循環手術過程中使用白細胞濾過對患者術后肺功能的保護作用的隨機對照試驗進行Meta分析。方法 使用計算機檢索英文電子數據庫Cochrane Library, Pubmed, Embase, Google Scholar的相關隨機對照試驗,并檢索相關文獻的參考文獻,對符合納入和排除標準的研究進行數據提取,并應用RevMan 5.1軟件進行數據處理和分析。結果 共納入18項臨床試驗進行Meta分析,共891例體外循環下心臟手術患者。Meta分析結果顯示白細胞濾過在體外循環中應用能改善患者術后早期氧合指數,術后10~12h氧合指數以及術后呼吸指數,但對患者術后機械通氣時間和重癥監護時間沒有明顯影響。結論 白細胞濾過在體外循環中應用似乎能夠改善患者術后的氧合指數和呼吸指數,但對患者術后重癥監護時間沒有明顯影響。
關鍵詞:白細胞濾過;體外循環;氧合指數;Meta分析
在心臟手術過程中及術后,由于體外循環、低溫、手術打擊及麻醉等因素,機體釋放出大量炎性介質,導致器官和組織彌漫性水腫,甚至引起多器官功能衰竭。在缺乏感染和缺血的證據情況下,體外循環在心臟手術后早期全身炎癥反應起了重要作用[1]。在體外循環過程中,血液細胞與體外循環人工管道的接觸、缺血再灌注、內毒素的釋放及手術打擊等因素[2],引起白細胞激活,在全身炎癥反應機制中扮演了非常重要的角色[3]。人們已經認識到心臟手術全身炎癥反應,同時,為了減輕全身炎癥反應的相應措施也在研究中,一些措施已經應用于臨床[4]。人們開始嘗試通過白細胞濾過技術,把白細胞從血液循環系統中過濾出來,減少循環系統中白細胞數量,以達到減輕白細胞參與的炎性損害[5]。臨床試驗表明,白細胞濾過應用于體外循環手術,可改善患者術后肺功能,減輕心肌損害,減少術后輸血量,縮短住院時間及住院費用[6-9]。盡管白細胞濾過技術已被應用于臨床,但臨床試驗證據仍對于體外循環術后肺功能的保護作用存在爭議。
1 資料與方法
1.1檢索策略 計算機檢索英文電子數據庫The Cochrane Library、Pubmed, EMbase, Google Scholar。檢索時限均為建庫至2013年9月,并追溯納入研究的參考文獻。以cardiopulmonary bypass、 leukocyte depletion等關鍵詞分別進行主題詞檢索和自由詞檢索。
1.2納入與排除標準
1.2.1研究類型 以論文形式發表的關于在體外循環心臟手術中應用白細胞濾過的隨機對照試驗,無論其是否使用盲法或分配隱藏。
1.2.2研究對象 應用體外循環進行心臟手術的成人患者。
1.2.3干預措施和對照措施 試驗組:在體外循環動脈管道中應用白細胞濾過技術;對照組:未使用白細胞濾過技術或在體外循環動脈管道中類似白細胞濾過的無效儀器。
1.2.4結局指標 主要指標:手術后早期和10~12h的氧合指數(PaO2 /FiO2,mmHg,如單位為Kpa,可對其進行轉化為mmHg),如文獻中采用呼吸指數(RI, AaOI)對術后肺功能的評估亦可作為主要結局指標;次要指標:機械通氣時間(h)、重癥監護時間(h)。
1.2.5排除標準 研究對象為動物的文獻;文獻報告白細胞濾過只應用在灌注液、儲血器,或體外循環中應用抗炎藥物,如抑肽酶;文獻報告兩組指標發生率均為零;數據不一致的不允許提取;白細胞濾過器不是組裝在體外循環動脈管道的。
1.3文獻篩選 首先由1名研究員(周慧)將檢索收集到的文獻作者信息、期刊名稱和發表時間隱去,以減少篩選過程中的主觀偏倚。然后由2名評價員(黃初生,覃家錦)獨立地逐篇閱讀所有檢索的文獻,按照納入和排除標準進行篩選。2名評價員若出現意見分歧,則通過討論達成一致或請第3位(周慧)評價員參與意見,最終確定符合納入和排除標準的臨床試驗。
1.4質量評價 按照Cochrane系統評價員手冊5.1.0版所建議的風險偏倚(risk of bias)法評價符合納入和排除標準的研究。由兩位評價員(黃初生,覃家錦)獨立根據標準進行質量評價,如遇分歧,則由第3位評價員(周慧)加入共同評價。
1.5數據提取 應用Excel 2007事先設計好的資料提取表對符合納入和排除標準的文獻的各項試驗數據進行初次提取后,再進行二次核對,以保證數據的準確性和可信性。提取的具體資料如下:第一作者姓名、發表年份、患者的基本情況(年齡、性別構成、手術方式、主動脈阻斷時間、體外循環時間等),主要指標:術后氧合指數(PaO2 /FiO2)和呼吸指數(AaOI);次要指標:機械通氣時間、重癥監護時間。
1.6統計學分析 采用Cochrane系統評價軟件RevMan 5.1進行Meta分析,連續變量資料采用均數差(MD)為合并統計量,各統計量均以95%可信區間(CI)表示。同時采用χ2檢驗對研究間進行異質性評估。
2 結果
2.1檢索及篩選文獻 通過檢索電子數據庫共檢出可能相關的英文文獻464篇,通過閱讀文獻摘要,排除研究目的不相符的文獻364篇;進一步全文篩選文獻,排除非臨床對照試驗,符合納入和排除標準的文獻有18篇。
2.2質量評價 本次Meta分析所納入的18篇文獻中,有6篇對隨機序列產生的方法進行描述[10,15,18-21],其余的文獻在文中僅有\"隨機\"字樣缺未描述具體的實現隨機方法,難以判斷隨機方法實施正確與否。隱藏隨機分配序列,避免干預措施分配情況是否可預知,控制選擇偏倚。本次研究發現有7篇文獻采用了分配隱藏方案[9,10,15,17-19,21],有6篇文獻描述了對受試者或試驗人員實施盲法的方法,以防止他們知道受試者接收的干預措施[9,10,17-19,21]。有11篇文獻報告了主要結局指標,包括失訪和退出的數據,并評估缺失數據足以對效應值產生重要影響[10,12-17,19-20,22-23]。關于選擇性報告研究的結果,本次研究中有3篇未報告主要結局指標[9,21,24]。
2.3患者特征 最終納入18項研究[7,9,11,13-25]共891例體外循環下心臟手術患者。其中,關于體外循環下冠脈旁路移植術(Coronary Artery Bypass Grafting ,CABG)的研究有10項,關于心臟瓣膜置換術(Valve Replacement,VR)的研究有2項,關于CABG、VR或CABG+VR的研究有5項,而只描述為體外循環下心臟手術的文獻有1篇。其體外循環時間(χ2=15.37,Ι2 =0.0%,P=0.699)和主動脈阻斷時間(χ2=28.11,Ι2=32.4%,P=0.081)沒有明顯差異性。
2.4 Meta分析結果
2.4.1白細胞濾過對于術后肺動能的影響 見圖1。7篇文獻[8,10-14]描述了白細胞濾過技術在體外循環手術中應用對術后早期氧合指數(PaO2/FiO2)的影響。各研究間存在統計學異質性明顯(χ2=19.89,Ι2=70%,P<0.001),使用隨機效應模型進行合并量計算。在體外循環手術中應用白細胞濾過可以提高患者術后早期氧合指數,兩組差異有統計學意義[MD,32.15;95%CI,10.78,53.52;P<0.05]。剔除研究對異質性無明顯影響。根據研究組納入病例數不同,將例數少于25的研究剔除,meta分析結果仍提示在體外循環手術中應用白細胞濾過可以提高患者術后早期氧合指數[MD,28.82;95%CI,1.45,56.20;P<0.05]。
2.4.2白細胞濾過對患者術后機械通氣時間的影響 見圖2。15篇文獻[8-9,10-19,21-22]描述了白細胞濾過技術在體外循環手術中應用對患者術后機械通氣時間的影響。各研究間存在統計學異質性明顯(χ2=15.58,Ι2=93%,P<0.05),使用隨機效應模型進行合并量計算。在體外循環手術中應用白細胞濾過對患者術后機械通氣時間沒有明顯影響,兩組差異無統計學意義[MD,-1.65;95%CI,-3.96,0.66;P=0.16]。剔除研究對異質性無明顯影響。根據研究組納入病例數不同,將例數少于25的研究剔除,meta分析結果仍提示在體外循環手術中應用白細胞濾過對患者術后機械通氣時間沒有明顯影響,兩組差異無統計學意義[MD,-1.37;95%CI,-5.03,2.29;P=0.46。
2.4.3對ICU監護時間的影響 見圖3。13項研究[7,9,10-19,22]比較了白細胞濾過技術在體外循環手術中應用對患者術后ICU監護時間的影響。Meta分析森林圖顯示(圖3),納入研究的異質性明顯(χ2=67.56,Ι2=82%,P<0.001),使用隨機效應模型進行合并量計算。在體外循環手術中應用白細胞濾過技術對患者術后ICU監護時間沒有明顯影響,兩組無統計學意義[MD,-6.02;95%CI,-12.4,0.37; P=0.06]。剔除研究對異質性無明顯影響。根據研究組納入病例數不同,將例數少于25的研究剔除,meta分析結果仍提示在體外循環手術中應用白細胞濾過對患者術后機械通氣時間沒有明顯影響,兩組差異無統計學意義[MD,-6.95;95%CI,-17.19,3.29;P=0.18]。
3 討論
本研究納入的RCT的Meta分析結果顯示,在體外循環手術中應用白細胞濾過技術有助于患者術后肺功能的恢復,改善患者術后早期氧和指數及10~12h氧合指數。當考慮應用呼吸指數(AaOI)評估術后肺功能情況,結果提示白細胞濾過對術后肺功能有益處。Olivencia-Yurvati AH研究發現體外循環手術聯合使用白細胞濾過技術和抑肽酶能夠明顯改善患者術后肺功能情況和減輕術后全身炎癥反應[25]。術后患者機械通氣的時間是肺功能的恢復重要的依據之一,最近高質量的臨床隨機對照試驗提示白細胞濾過不但能改善患者術后氧合指數,同時能減少機械通氣的時間。而本研究發現白細胞濾過不能改善術后患者需要機械通氣時間和重癥監護時間。似乎體外循環術后全身炎癥反應對肺臟的損害能夠在術后積極的處理中抵消,如術后的鼻導管或面罩吸氧。鑒于白細胞濾過在體外循環對炎癥反應的作用人們亦通過增加白細胞濾過器充分把循環中白細胞濾過出來;改變白細胞濾過時的溫度;以及聯合使用抑肽酶,并取得了一定的療效。當然,本系統評價尚存在以下不足之處,有待進一步完善,首先所納入的研究中心臟手術類型及患者的特征可能存在有一定的異質性;另外,納入研究的文獻中報告有主要結局指標的數量和病例數過少,可能低估了其異質性,降低合并量的精確度。因此,在體外循環中使用白細胞濾過對心臟手術的患者有無益處還需要大樣本、高質量的研究予以證實。
綜上所述,目前證據顯示,白細胞濾過在體外循環中應用似乎能夠改善患者術后的氧合指數和呼吸指數,但對患者術后重癥監護時間沒有明顯影響。
參考文獻:
[1]Hammon,J.W.Extracorporeal Circulation: The Response of Humoral and Cellular Elements of Blood to Extracorporeal Circulation.Card.Surg.Adult3(2008),370-389(2008)
[2]Pintar,T. Collard,C.D.The systemic inflammatory response to cardiopulmonary bypass. Anesthesiology Clinics of North America 21,453-464 (2003)
[3]Lim,H.K.et al.What is the role of leukocyte depletion in cardiac surgery? Heart Lung Circ 16, 243-253, doi:S1443-9506(07)00028-5[pii]10.1016/j.hlc.2007.01.003(2007)
[4]Medvedeva,L.A.Zagorul'ko,O.I.Belov,I.V. Peshkova,O.P.[The neurocognitive and neuropsychological testing in cardiac surgery.Khirurgiia(Mosk),80-90(2013)
[5]Boodram,S. Evans,E.Use of leukocyte-depleting filters during cardiac surgery with cardiopulmonary bypass:A review.Journal of Extra-Corporeal Technology 40,27-42 (2008)
[6]Di Salvo,C.Louca,L.L.Pattichis,K.Hooper,J. Walesby,R.K.Does activated neutrophil depletion on bypass by leukocyte filtration reduce myocardial damage.A preliminary report[J].J Cardiovasc Surg(Torino),1996,37:93-100.
[7]Stefanou,D.C.Gourlay,T.Asimakopoulos,G.Taylor,K.M.Leucodepletion during cardiopulmonary bypass reduces blood transfusion and crystalloid requirements[J].Perfusion ,2001,16:51-58.
[8]Gott,J.P.Modifying risk for extracorporeal circulation:Trial of four antiinflammatory strategies[J].Annals of Thoracic Surgery,1998,66:747-754.
[9]Johnson,D.Thomson,D.Mycyk,T.Burbridge,B.Mayers,I.Depletion of neutrophils by filter during aortocoronary bypass surgery transiently improves postoperative cardiorespiratory status[J].Chest,1995,107:1253-1259.
[10]Palanzo,D.A.Manley,N.J.Montesano,R.M.Yeisley,G.L. Gordon,D.Clinical evaluation of the LeukoGuard (LG-6) arterial line filter for routine open-heart surgery[J].Perfusion,1993,8:489-496.
[11]Warren,O.The effects of various leukocyte filtration strategies in cardiac surgery[J].European Journal of Cardio-thoracic Surgery,2007,31:665-676.
[12]Rubino,A.S.Leukocyte depletion during extracorporeal circulation allows better organ protection but does not change hospital outcomes[J].Ann Thorac Surg,2011,91:534-540.
[13]Karaiskos,T.E.Clinical effectiveness of leukocyte filtration during cardiopulmonary bypass in patients with chronic obstructive pulmonary disease[J].Ann Thorac Surg,2004,78:1339-1344.
[14]Efstathiou,A.Does leukodepletion during elective cardiac surgery really influence the overall clinical outcome[J].J Cardiovasc Surg(Torino).2003.44:197-204.
[15]Leal-Noval,S.R.et al.Effects of a leukocyte depleting arterial line filter on perioperative morbidity in patients undergoing cardiac surgery:A controlled randomized trial[J].Annals of Thoracic Surgery,2005,80:1394-1400.
[16]Mair,P..Effects of a leucocyte depleting arterial line filter on perioperative proteolytic enzyme and oxygen free radical release in patients undergoing aortocoronary bypass surgery[J].Acta Anaesthesiol Scand,1999,43:452-457.
[17]Lust,R.M.Bode,A.P.Yang,L.Hodges,W. Chitwood,W.R.Jr.In-line leukocyte filtration during bypass.Clinical results from a randomized prospective trial[J].ASAIO J,1996,42:819-822 .
[18]Rubino,A.S.Leukocyte filtration improves pulmonary function and reduces the need for postoperative non-invasive ventilation[J].Int J Artif Organs,2012,35:679-688.
[19]Sheppard,S.V.Gibbs,R.V.Smith,D.C.Does leucocyte depletion during cardiopulmonary bypass improve oxygenation indices in patients with mild lung dysfunction[J].British Journal of Anaesthesia,2004,93:789-792.
[20]Alexiou,C.The effect of leucodepletion on leucocyte activation,pulmonary inflammation and respiratory index in surgery for coronary revascularisation:A prospective randomised study[J].European Journal of Cardio-thoracic Surgery,2004,26:294-300.
[21]Hurst,T.Depletion of activated neutrophils by a filter during cardiac valve surgery[J].Can J Anaesth,1997,44:131-139.
[22]Zhang,X.Effects of leukocyte depletion on cardiopulmonary protection and inflammation after valve surgery[J].Int J Artif Organs,2010,33:812-818.
[23]Chen,Y.F.Effect of leukocyte depletion on endothelial cell activation and transendothelial migration of leukocytes during cardiopulmonary bypass[J].Ann Thorac Surg,2004,78:634-642.
[24]Baksaas,S.T.Leucocyte filtration during cardiopulmonary bypass hardly changed leucocyte counts and did not influence myeloperoxidase,complement,cytokines or platelets[J].Perfusion ,1998,13:429-436.
[25]Olivencia-Yurvati,A.H.Ferrara,C.A.Tierney,N.Wallace,N. Mallet,R.T.Strategic leukocyte depletion reduces pulmonary microvascular pressure and improves pulmonary status post-cardiopulmonary bypass[J].Perfusion,2003,18:23-31.
編輯/哈濤