烏司他丁對(duì)心臟聯(lián)合瓣膜置換術(shù)患者S100β蛋白及早期認(rèn)知功能障礙的影響

余毅等

[摘要] 目的 觀察烏司他丁對(duì)心臟聯(lián)合瓣膜置換術(shù)患者血漿S100β蛋白及術(shù)后早期認(rèn)知功能的影響，探討其對(duì)腦損傷的影響。 方法 擇期于我院行心臟聯(lián)合瓣膜置換術(shù)患者40例隨機(jī)分為兩組各20例。實(shí)驗(yàn)組于麻醉誘導(dǎo)后靜脈泵入烏司他丁1.2萬U/kg，體外循環(huán)（CPB）預(yù)充液中加入0.6萬U/kg，主動(dòng)脈開放前5 min CPB加入0.6萬U/kg；對(duì)照組給予等容量生理鹽水。在麻醉誘導(dǎo)給藥前（T1）、CPB開始后30 min（T2）、CPB結(jié)束后30 min（T3）、CPB結(jié)束后3 h（T4）、CPB結(jié)束后6 h（T5）及術(shù)后24 h（T6）測(cè)定血漿S100β蛋白濃度。采用簡(jiǎn)易智能狀態(tài)量表（MMSE），于術(shù)前1 d及術(shù)后第2、7天對(duì)患者進(jìn)行評(píng)分。 結(jié)果 實(shí)驗(yàn)組中T2～T6血漿S100β蛋白濃度明顯低于對(duì)照組（P<0.05），實(shí)驗(yàn)組早期POCD發(fā)生率明顯低于對(duì)照組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05）。 結(jié)論 烏司他丁的應(yīng)用可以降低心臟聯(lián)合瓣膜置換術(shù)后早期POCD發(fā)生率，具有腦保護(hù)作用。

[關(guān)鍵詞] 心臟手術(shù)；S100β蛋白；烏司他丁；認(rèn)知功能障礙

[中圖分類號(hào)] R614.2 [文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼] B [文章編號(hào)] 1673-9701（2015）14-0074-04

[Abstract] Objective To observe the effects of ulinastatin on S100β protein and early post-operative cognitive function of the patients undergoing cardiac combined valve replacement surgery. To explore the effect of ulinastatin on brain injury. Methods A total of 40 patients who were undergoing cardiac combined valve replacement surgery electively in our hospital，were randomly divided into two groups， each of 20 cases. The patients of experimental group received ulinastatin 12000 U/kg after anesthesia induction by intravenously pumping， 6000 U/kg ulinastatin was added to the priming solution， and 6000 U/kg ulinastatin was given before 5 min of the aortic decamping.The patients of control group were given equal volume of physiological saline. Serum concentration of S100β protein were measured before administration of anesthesia induction（T1）， 30 min after CPB（T2）， 30min after the end of CPB（T3）， 3 h after the end of operation （T4）， 6 h after the end of operation （T5）， and 24 h after the end of operation （T6）. Patients were investigated by using mini mental state examination （MMSE） in 1 day before operation， 2 days after operation and 7 days after operation. Results Compared with control group， the concentration of S100β protein was lower in T2-T6 point of experimental group （P<0.05）. The incidence of POCD experimental group was significantly lower than that of control group， with statistical difference （P<0.05）. Conclusion The applications of the ulinastatin can reduce the incidence of early POCD. Ulinastatin can protect the brain.

[Key words] Cardiac surgery； S100β protein； Ulinastatin； Cognitive dysfunction

隨著醫(yī)療水平的不斷提高，體外循環(huán)（cardioplumonary bypass，CPB）術(shù)后心源性風(fēng)險(xiǎn)及其并發(fā)癥發(fā)生的可能性大大降低，但腦損傷仍是威脅患者安全的主要因素之一，其中術(shù)后神經(jīng)認(rèn)知功能障礙（post-operative cognitive dysfunction，POCD）最為常見，發(fā)生率高達(dá)30%～65%[1]，術(shù)后7 d內(nèi)發(fā)生的為早期POCD。烏司他丁（ulinastatin，尿胰蛋白酶抑制劑urlinary typsin inhibitor，UTI）是一種廣譜的尿胰蛋白酶抑制劑，能抑制炎性介質(zhì)釋放。S100β蛋白主要分布于施旺細(xì)胞和神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)，有高度的腦部特異性。本研究主要通過烏司他丁的使用，觀察其對(duì)S100β蛋白的影響，探討其腦保護(hù)的作用。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2014年1～12月在我院行二尖瓣+主動(dòng)脈瓣聯(lián)合瓣膜置換術(shù)的患者40例，按照NYHA分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)術(shù)前心功能為Ⅱ～Ⅲ級(jí)，男24例，女16例，年齡40～65歲，體重43～65 kg。所選病例隨機(jī)分為實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組，每組20例。排除標(biāo)準(zhǔn)：術(shù)前合并精神病和神經(jīng)系統(tǒng)病史；嚴(yán)重肝腎功能不全；糖尿病；使用糖皮質(zhì)激素和烏司他丁；頸動(dòng)脈嚴(yán)重狹窄。所有入選患者均簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 麻醉、手術(shù)及體外循環(huán)方法 做好術(shù)前宣教，減輕術(shù)后清醒緊張感。均采用靜吸復(fù)合全麻，采用外周靜脈推注咪達(dá)唑侖0.05 mg/kg、芬太尼10 μg/kg、依托咪酯0.3 mg/kg、順阿曲庫(kù)銨0.5 mg/kg進(jìn)行麻醉誘導(dǎo)，后行氣管插管接麻醉機(jī)實(shí)施機(jī)械通氣，采用相同的麻醉維持方法。均采用Jostra體外循環(huán)機(jī)以及Medtronic膜式氧合器，常規(guī)進(jìn)行體外循環(huán)。均采用正中切口開胸，常規(guī)建立CPB，采用經(jīng)左右冠狀動(dòng)脈開口直接灌注冷血停搏液，經(jīng)右房-房間隔切口，切除二尖瓣，帶墊片間斷褥式縫合法置入機(jī)械瓣，經(jīng)主動(dòng)脈切口，切除主動(dòng)脈瓣，帶墊片間斷褥式縫合法置入機(jī)械瓣。關(guān)閉房間隔及主動(dòng)脈切口后，開放升主動(dòng)脈并排氣，關(guān)閉右房切口，開放上下腔靜脈，心臟復(fù)跳滿意，血流動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定后停止CPB，徹底止血，逐層關(guān)胸。

1.2.2 UTI給藥方法 實(shí)驗(yàn)組于麻醉誘導(dǎo)后靜脈泵入烏司他丁（廣東天普生物化學(xué)制藥有限公司，03141 0064）1.2萬U/kg，15 min內(nèi)泵完，CPB預(yù)充液加入烏司他丁0.6萬U/kg，主動(dòng)脈開放前5 min，體外循環(huán)機(jī)中加入烏司他丁0.6萬U/kg；對(duì)照組給予等容量生理鹽水。

1.2.3 采集標(biāo)本和監(jiān)測(cè)指標(biāo) 分別選取6個(gè)時(shí)間點(diǎn)（T1～T6）抽取兩組的頸靜脈球血液標(biāo)本，并進(jìn)行分離后保存于-70℃冰箱待測(cè)，其中T1指麻醉誘導(dǎo)給藥前，T2指CPB開始后30 min，T3指CPB結(jié)束30 min，T4指CPB結(jié)束后3 h，T5指CPB結(jié)束后6 h，T6指術(shù)后24 h。同時(shí)進(jìn)行血?dú)夥治觯涗浖t細(xì)胞壓積（Hct）。采用酶聯(lián)免疫吸附法（ELISA法）測(cè)定血清S100β蛋白的濃度。對(duì)所測(cè)血液樣本數(shù)值按以下公式進(jìn)行矯正：矯正值=實(shí)際測(cè)定值×（術(shù)前紅細(xì)胞壓積/采樣時(shí)紅細(xì)胞壓積），從而排除血液稀釋對(duì)測(cè)定值造成的影響。采用簡(jiǎn)易智能狀態(tài)量表（MMSE）分別于術(shù)前1 d及術(shù)后第2、第7天對(duì)兩組患者進(jìn)行評(píng)分，并判斷是否發(fā)生早期POCD。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用SPSS16.0軟件對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。采用兩樣本t檢驗(yàn)分析兩組基本情況及手術(shù)情況，采用兩樣本t檢驗(yàn)比較實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組各個(gè)時(shí)間點(diǎn)S100β蛋白濃度的差異，通過重復(fù)測(cè)量的方法分析兩組患者S100β蛋白值隨時(shí)間的變化是否存在差異，采用χ2檢驗(yàn)比較兩組POCD發(fā)生率的差異，P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組一般資料比較

兩組患者在年齡、體重、升主動(dòng)脈阻斷時(shí)間、CPB時(shí)間、左室射血分?jǐn)?shù)及氣管插管時(shí)間等方面差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P>0.05）。見表1。

2.2 兩組S100β蛋白值比較

兩組S100β蛋白值均是在T3最高，除T1外，對(duì)照組從T2～T6 S100β蛋白值均高于實(shí)驗(yàn)組（P<0.05）。見表2。

2.3 兩組患者S100β蛋白值隨時(shí)間的變化比較

通過重復(fù)測(cè)量的方法分析兩組患者S100β蛋白值隨時(shí)間的變化是否存在差異。S100β蛋白值球形檢驗(yàn)結(jié)果為P<0.001，不滿足協(xié)方差矩陣球?qū)ΨQ的條件，需對(duì)結(jié)果進(jìn)行校正，采用Greenhouse-Geisser方法校正后的分析結(jié)果見表3；時(shí)間因素F值是335.344，P<0.001，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表明在不同時(shí)間點(diǎn)S100β蛋白的值不同；處理因素（UTI的使用）F值是15.775，P<0.001，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，表明至少在一個(gè)時(shí)間點(diǎn)上實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的S100β蛋白值不同。

2.4 兩組POCD發(fā)生情況比較

兩組POCD發(fā)生率比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P<0.05），實(shí)驗(yàn)組POCD的發(fā)生率低于對(duì)照組。見表4。

3 討論

針對(duì)心臟CPB術(shù)后腦損傷的機(jī)制，多數(shù)學(xué)者認(rèn)為與以下幾方面相關(guān)：腦血管栓塞、異常灌注、溫度的改變、炎癥因素，根據(jù)Basel Ramlawi等關(guān)于POCD的報(bào)告顯示心臟手術(shù)特別是CPB造成的炎性因子釋放是造成POCD的關(guān)鍵因素[2]。CPB可以通過多個(gè)途徑直接激活炎癥反應(yīng)，其導(dǎo)致的炎性反應(yīng)分為早期和晚期兩個(gè)階段[3]，CPB不斷地引起促炎因子以及抗炎因子的產(chǎn)生，促炎因子的代表有TNF-α、IL-6等，抗炎因子的代表是IL-10等。研究發(fā)現(xiàn)升高的IL-6水平與術(shù)后認(rèn)知功能損害密切相關(guān)[4]。S100蛋白含有兩個(gè)不同的亞單位，即α和β亞單位，它們以不同方式組合為不同的二聚體，含有β亞單位的二聚體稱作S100β蛋白，正常成人S100β蛋白血清濃度小于0.2 μg/L，超過0.5 μg/L則是病理性的。S100β蛋白性質(zhì)穩(wěn)定，其檢測(cè)不受肝素、魚精蛋白和異丙酚等藥物影響[5]，也不受溶血和溫度的影響，可確保檢測(cè)結(jié)果的可靠性和準(zhǔn)確性。CPB后炎癥反應(yīng)引起級(jí)聯(lián)反應(yīng)，導(dǎo)致腦功能的遲發(fā)性障礙或者腦細(xì)胞的死亡，并激活凋亡基因造成腦細(xì)胞凋亡，導(dǎo)致S100β蛋白不間斷釋放[5]。多項(xiàng)報(bào)道指出CPB后中樞神經(jīng)系統(tǒng)的損傷水平可以通過血清中的S100β蛋白濃度的改變來體現(xiàn)，它可以為心臟外科醫(yī)生提供關(guān)于中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷的依據(jù)，并且具有良好的敏感性和可靠性[6]。POCD可通過手術(shù)前后認(rèn)知功能評(píng)測(cè)診斷[7]，本研究采用的是MMSE量表，有研究顯示MMSE對(duì)POCD的診斷具有較高的準(zhǔn)確性和特異性，分別是85.6%和85.1%，所以MMSE已經(jīng)成為可靠的并且廣泛使用的判斷工具。

UTI是一種廣譜的尿胰蛋白酶抑制劑，有兩個(gè)活性功能區(qū)，兩個(gè)功能區(qū)不完全重疊且有多種酶的結(jié)合位點(diǎn)。有報(bào)告顯示[8]，UTI可以對(duì)多種酶的功能起到抑制作用，并能夠穩(wěn)定溶酶體膜，抑制黏附分子的表達(dá)及炎性介質(zhì)釋放，在一定程度上減輕了CPB對(duì)人體所帶來的不良影響。本研究UTI采用的使用劑量總量為2.4×104 U/Kg，使用方法主要參考于金貴等[9]的研究。本研究觀察到兩組S100β蛋白在T2-T5時(shí)點(diǎn)明顯升高，于T3（CPB結(jié)束術(shù)后30 min）達(dá)高峰，后逐漸回落，在T2～T6各時(shí)點(diǎn)實(shí)驗(yàn)組S100β蛋白含量較對(duì)照組明顯減低，同時(shí)觀察到POCD發(fā)生率實(shí)驗(yàn)組明顯低于對(duì)照組，提示UTI的使用降低S100β蛋白含量并降低POCD的發(fā)生率。

綜上所述，UTI的使用能夠降低早期POCD的發(fā)生率，具有腦保護(hù)作用，可能與它抑制炎癥介質(zhì)的釋放有關(guān)。CPB后炎癥反應(yīng)引起的中樞神經(jīng)細(xì)胞形態(tài)、功能、代謝改變?cè)赑OCD的發(fā)生中起到重要作用。促炎因子可以通過不同途徑進(jìn)入腦組織：（1）通過可飽和轉(zhuǎn)運(yùn)機(jī)制，穿過血腦屏障進(jìn)入腦；（2）通過相對(duì)薄弱的脈絡(luò)叢部位以及室周區(qū)的血腦屏障擴(kuò)散如腦組織[10]；（3）通過迷走神經(jīng)激活腦組織的炎癥反應(yīng)。有研究表明[11]，在外周靜脈給予細(xì)菌脂多糖后，可發(fā)現(xiàn)腦干及中樞神經(jīng)系統(tǒng)海馬中IL-1及IL-6的表達(dá)增加，切斷迷走神經(jīng)后，這種作用消失。（4）激活腦組織的免疫細(xì)胞，產(chǎn)生新的促炎因子。關(guān)于外周炎性因子進(jìn)入腦組織所依賴的途徑機(jī)制更為深入的認(rèn)識(shí)則需要進(jìn)一步的研究。在臨床實(shí)踐中，我們發(fā)現(xiàn)年齡大于60歲的老年患者發(fā)生POCD的機(jī)率高于年輕的患者。有動(dòng)物實(shí)驗(yàn)同樣發(fā)現(xiàn)，在老年組實(shí)驗(yàn)對(duì)象的手術(shù)后促炎因子的水平及升高維持狀態(tài)明顯高于年輕組[12]。亦有實(shí)驗(yàn)研究發(fā)現(xiàn)老年大鼠腦組織中，小膠質(zhì)細(xì)胞對(duì)炎癥調(diào)節(jié)反應(yīng)性較差，導(dǎo)致CNS炎癥反應(yīng)放大[13]。

本研究提示UTI具有一定的腦保護(hù)作用，相關(guān)研究也支持這一觀點(diǎn)[14]。大部分研究證明圍手術(shù)期的抗炎治療對(duì)患者手術(shù)后的認(rèn)知功能具有保護(hù)作用[15]，本研究在另一方面也驗(yàn)證了炎癥反應(yīng)在體外循環(huán)術(shù)后POCD發(fā)生機(jī)制中的重要作用，可以為臨床提供一定的參考。但POCD的發(fā)生極有可能是由多種機(jī)制共同參與的復(fù)雜過程[16]，明確闡明其發(fā)生機(jī)制，值得更多的研究去探究。

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（收稿日期：2015-03-16）