全身麻醉不同通氣策略對腹腔鏡結直腸癌根治術患者細胞免疫的影響

葉克平 葉琦剛 李梅 王以瑞 王文偉

[摘要] 目的 探討腹腔鏡結直腸癌根治術患者術中采用不同的通氣策略對其細胞免疫的影響，為腫瘤患者預后提供參考。 方法 選擇我院2017年8月～2018年12月擇期擬行腹腔鏡結直腸惡性腫瘤根治術患者75例，ASA分級Ⅰ或Ⅱ級，采用隨機數字表法隨機分為3組：低PaCO2組（L組），術中維持PaCO2（25±5）mmHg;正常PaCO2組（N組），術中維持PaCO2（40±5）mmHg和高PaCO2組（H組），術中維持PaCO2（55±5）mmHg，每組25例。各組患者均采用相同的麻醉誘導及維持方法。分別于手術前一天清晨（T0）、手術結束離開麻醉復蘇室前5 min（T1）、術后24 h（T2）、72 h（T3）四個時點采血標本，流式細胞儀檢測血液TH1/TH2值、MTT法檢測NK細胞活性水平，ELISA檢測IL-2及IFN濃度。 結果 與T0時點比較，三組患者T1～3 時的TH1/TH2值、NK細胞活性、IL-2和IFN濃度均降低（P<0.05）;與L組比較，N組T1～3 時點TH1/TH2值、NK細胞活性、IL-2和IFN濃度均顯著降低（P<0.05）;與L組和N組相比，H組T1～3 時TH1/TH2值、NK細胞活性、IL-2和IFN濃度均明顯降低（P<0.05）。 結論 腹腔鏡結直腸癌根治術術中采用適度過度通氣對患者細胞免疫功能具有一定保護作用。

[關鍵詞] 腹腔鏡;機械通氣;策略;腫瘤;細胞免疫

[中圖分類號] R614.2 ? ? ? ? ?[文獻標識碼] B ? ? ? ? ?[文章編號] 1673-9701（2019）29-0113-05

Effect of different ventilation strategies of general anesthesia on cellular immunity in patients undergoing laparoscopic radical resection of colorectal cancer

YE Keping ? YE Qigang ? LI Mei ? WANG Yirui ? WANG Wenwei

Department of Anesthesiology， Taizhou First People's Hospital in Zhejiang Province， Taizhou ? 318020， China

[Abstract] Objective To investigate the effect of different ventilation strategies on the cellular immunity of patients undergoing laparoscopic radical resection of colorectal cancer， and to provide a reference for the prognosis of patients with cancer. Methods 75 patients who underwent elective laparoscopic radical mastectomy for radical malignancy were enrolled in our hospital from August 2017 to December 2018， with the ASA grade Ⅰ or Ⅱ. They were randomly divided into three groups： low PaCO2 group（group L） in which PaCO2 was maintained at（25±5） mmHg during operation， normal PaCO2 group（group N） in which PaCO2 was maintained at（40±5） mmHg， and high PaCO2 group（group H） in which PaCO2 was maintained at（55±5） mmHg ， with 25 cases per group. The same anesthesia induction and maintenance methods were used in each group of patients. Blood samples were taken at 4 o'clock in the morning（T0） before the operation， 5 min（T1） before leaving the anesthesia resuscitation room， 24 h（T2） and 72 h（T3） after surgery. Flow cytometry was used to detect blood TH1/TH2 value. MTT assay was used to detect NK cell activity levels， and ELISA was used to detect IL-2 and IFN concentrations. Results Compared with those at the T0 time point， the TH1/TH2 values， NK cell activity， IL-2 and IFN concentrations in the three groups at T1 to T3 were decreased（P<0.05）. Compared with those of the group L， the TH1/TH2 value， NK cell activity， IL-2 and IFN concentrations in the group N were significantly decreased at T1-3（P<0.05）. Compared with those of the group L and group N， the TH1/TH2 value， NK cell activity， IL-2 and IFN concentrations in group H were significantly lower（P<0.05）. Conclusion Moderate hyperventilation during laparoscopic radical resection of colorectal cancer has a protective effect on cellular immune function.

[Key words] Laparoscopy; Mechanical ventilation; Strategy; Tumor; Cellular immunity

腹腔鏡結直腸癌根治術具有創傷小、術后恢復快等優點，成為目前主流手術方式。癌癥患者免疫功能大幅降低，手術創傷、麻醉方式和麻醉藥物對患者免疫功能造成不同程度的抑制[1-6];此外腹腔鏡術中CO2氣腹也會對患者免疫功能產生抑制[7]，均影響患者預后。資料顯示在偏堿性環境下LAK細胞（淋巴因子激活的殺傷細胞）利于增殖，且LAK細胞及IFN對腫瘤細胞的殺傷作用最佳[8]。但腹腔鏡結直腸癌根治術中長時間CO2氣腹狀態下，采用不同的通氣策略，維持不同水平PaCO2 對患者術后細胞免疫功能有何影響尚不明確。本試驗擬比較全身麻醉不同通氣策略對腹腔鏡結直腸癌根治術患者細胞免疫的影響，為臨床麻醉提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料

本試驗經醫院倫理委員會批準。選擇2017年8月～2018年12月在我院準備擇期行腹腔鏡結直腸癌根治術患者75例。納入標準：年齡40～85歲，體重指數（BMI）≤35 kg/m2，性別不限，ASA分級Ⅰ或Ⅱ級，術前無嚴重重要臟器疾病、無影響免疫功能的內分泌或代謝性疾病，如皮質醇增多癥、風濕性關節炎、糖尿病等。剔除標準：手術中大量出血（出血量>500 mL）、氣道壓力過高（氣道壓>30 cmH2O）、CO2氣腹總時間<2 h、術后認知功能障礙及試驗觀察期內再次接受手術等。患者采用隨機數字表法分為3組：低PaCO2組（L組），術中維持PaCO2（25±5）mmHg;正常PaCO2組（N組），術中維持PaCO2（40±5）mmHg和高PaCO2組（H組），術中維持PaCO2（55±5）mmHg，每組25例。

1.2 麻醉方法

患者常規術前準備，無術前麻醉用藥。患者進入手術室后，常規吸氧、監測無創動脈血壓、脈搏血氧飽和度、心電圖及腦電雙頻指數（BIS）值;局部麻醉下行頸內靜脈穿刺置管，監測中心靜脈壓。全麻氣管插管后行橈動脈穿刺置管，監測有創動脈血壓及抽取動脈血行血氣分析。

各組患者均接受全憑靜脈復合腹橫肌平面阻滯（TAP）麻醉方案：給純氧去氮3 min，快速靜脈誘導：順序給予舒芬太尼（Eurocept BV Trapgans 5 1244 BL Ankeveen）0.5 μg/kg、丙泊酚（批號：171258，國藥準字J20110058，北京費森尤斯卡比醫藥有限公司）2.0 mg/kg和順式阿曲庫銨（國藥準字H20060869，江蘇恒瑞醫藥股份有限公司）0.2 mg/kg，氣管插管，采用容量控制間歇正壓通氣模式機控呼吸。麻醉維持：丙泊酚4.0～9.0 mg/（kg·h），瑞芬太尼（國藥準字H20030199，宜昌人福醫藥股份有限公司）0.3～0.6 μg/（kg·min），間斷靜脈注射舒芬太尼，順式阿曲庫銨，麻醉深度根據BIS值進行調節，使其維持于（50±10）。患者全麻氣管插管后行超聲引導下側方入路雙側TAP阻滯[9，10]：患者仰臥位，消毒、鋪巾，將高頻超聲探頭垂直于腋中線，放置于肋緣和髂嵴之間，超聲圖像顯示出腹外斜肌、腹內斜肌和腹橫肌，采用水分離法將局麻藥注入腹橫肌平面。左右兩側腹橫肌平面各給予0.5% 羅哌卡因（國藥準字H20060137，江蘇恒瑞醫藥有限公司）20 mL。

各患者橈動脈穿刺置管成功即刻及每間隔30 min均行血氣分析，通過調節潮氣量、呼吸頻率及吸呼比等調整通氣策略，使各組患者PaCO2維持于目標值。

由同一位技術熟練的麻醉醫生完成以上所有操作。手術結束給予靜脈自控鎮痛（PCIA）。PCIA配方：布托啡諾（國藥準字H20020454，江蘇恒瑞醫藥有限公司）0.2 mg/kg、托烷司瓊10 mg，生理鹽水稀釋至100 mL。負荷量4 mL，背景量2.0 mL/h，單次按壓劑量1.5 mL，鎖定時間15 min。

1.3 觀察指標

觀察并記錄各組患者手術總時間、術中總失血量、手術類型和術中血氣分析PaCO2、pH均值。于手術前一天清晨（T0）、手術結束離開麻醉復蘇室前5 min（T1）、術后24 h（T2）、72 h（T3）四個時點，分別自中心靜脈抽取血標本10 mL，應用HeLa細胞作為靶細胞，MTT法測定血液NK細胞活性水平、流式細胞儀檢測TH1/TH2值，ELISA檢測血清中IL-2、IFN濃度。各指標均由同一位不知情檢驗技師完成檢測。

1.4 統計學處理

采用SPSS22.0軟件進行統計分析。計量資料采用均數±標準差（x±s）表示，組間比較采用t檢驗，組內資料比較采用重復測量方差分析。計數資料以頻數或百分率表示，采用χ2檢驗。P<0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 各組患者一般資料比較

本試驗共納入75例患者，直腸癌32例、結腸癌43例。其中L組有3例、N組有1例氣道壓過高，N組和H組各有1例因解剖不清改開腹手術（CO2氣腹總時間<2 h），H組有1例術后第3天發生腸吻合口瘺再次手術，故剔除該7例患者。剩余68例患者均順利完成本試驗項目。各組患者一般資料比較無顯著差異（P>0.05）。見表1。

2.2 各組患者手術總時間、術中總出血量、手術類型和術中血氣分析比較

各組患者手術總時間、術中總出血量和手術類型比較無明顯差異（P>0.05）。術中各組患者血氣分析pH值及PaCO2組間比較差異均有統計學意義（P<0.05）。見表2。

2.3 各組患者各時點血TH1/TH2值、NK細胞活性水平及血清IL-2、IFN水平比較

與T0時點比較，三組患者T1～3 時點TH1/TH2值、NK細胞活性水平、IL-2和IFN濃度均降低（P<0.05）;與L組和N組分別相比，H組T1～3 時點各指標均顯著下降（P<0.05）;L組與N組比較，差異有統計學意義（P<0.05）。見表3～6。

3 討論

目前，結直腸癌發病率高居惡性腫瘤第四位，手術根治術還是最主要的治療手段。隨著微創理念的不斷深入人心，腹腔鏡結直腸癌手術（laparoscopic colorectal surgery，LCS）在臨床上也得到推廣。但是，LCS時間長，長時間CO2氣腹引起的機體內環境的變化會對免疫產生抑制，加之惡性腫瘤患者免疫功能普遍下降，這將影響患者手術的預后和結局[11]。有資料顯示腹腔鏡子宮頸癌根治術患者術后復發率、死亡率分別是傳統開腹手術的4倍和6倍，這可能與CO2在癌細胞的增殖和轉移中的促進作用密切相關[12，13]。雖然這項回顧性研究局限于腹腔鏡子宮頸癌手術患者，但這提示CO2對腫瘤患者的免疫抑制作用不容忽視。因此，在完全替代CO2人工氣腹的微創技術出現之前，術中采用適當的方法降低CO2對患者的免疫抑制十分必要。全身麻醉下機械通氣對患者內環境變化是控制性較強的一項技術方法，但LCS術中采用不同通氣策略對患者細胞免疫的影響如何尚不明確。

目前認為腫瘤免疫的核心是細胞免疫，其效應細胞主要是T淋巴細胞、自然殺傷細胞（NK細胞）和細胞因子等。NK細胞是一種具有廣譜作用的殺傷細胞，它對體外培養的腫瘤細胞具有高度細胞毒作用，對阻止腫瘤生長起重要作用。T淋巴細胞的兩個亞群，1型輔助型T淋巴細胞（Th1）和2型輔助型T淋巴細胞（Th2）保持穩定的動態平衡，發揮機體防御和免疫監視作用。干擾素（IFN）是淋巴細胞分泌的一類細胞因子，它能夠提高NK細胞、巨噬細胞的免疫活性，也可以激活一些效應細胞，在腫瘤免疫中扮演著十分重要的角色。另一種細胞因子白介素-2（IL-2）是受IL-1刺激從淋巴細胞釋放并激活效應細胞增殖，是各種免疫應答的核心，在腫瘤細胞免疫中發揮關鍵性作用[14]。然而，免疫細胞要發揮正常的抗腫瘤效應，需要穩定的酸堿微環境。有離體細胞實驗證實，在pH值為7.6的偏堿性環境下，IL-2、IFN和LAK細胞對腫瘤細胞的殺傷作用最強，而其在pH值為6.8的酸性環境對腫瘤細胞無殺傷作用[8]。本試驗結果顯示，各組患者術后各時點與術前相比，NK細胞活性水平、TH1/TH2值、IL-2和IFN濃度均明顯降低。

由于影響腫瘤患者圍手術期免疫功能的因素較多，如麻醉藥物和麻醉方式、手術創傷等。為了探求患者細胞免疫水平與術中長時間CO2氣腹的相關性，本研究各組均采用目前臨床適用較廣的全憑靜脈復合腹橫肌平面阻滯麻醉方式，盡可能的減輕手術創傷應激反應及麻醉藥物對機體免疫功能的抑制[15-17];本試驗將各組患者分別采取不同的通氣策略，結果顯示，維持高PaCO2、低血pH值組患者較低PaCO2、高血pH 值組患者，各時點的NK細胞活性水平、TH1/TH2值、IL-2和IFN濃度均明顯降低，且維持正常PaCO2、血pH值組患者較低PaCO2、高血pH值組患者各免疫指標也顯著降低。表明在LCS術中長時間CO2氣腹引起的機體微環境的酸堿平衡變化與患者細胞免疫水平密切相關。其機制可能是CO2引起的酸堿變化影響了細胞免疫關鍵酶的活性，也可能CO2氣腹影響了線粒體能量代謝及其介導的細胞免疫相關。有研究證實線粒體不僅僅是產生ATP的能量工廠，也是抗病毒和抗腫瘤先天免疫反應的關鍵中心：當線粒體適度應激時，通過激發應激通道，提高干擾素刺激的基因表達、增強干擾素反應，產生廣譜抗病毒、抗腫瘤作用[18];定位于線粒體外膜的線粒體抗病毒蛋白（MAVS）可以通過RIG-1信號通路的下游和NF-κB、IRF-3信號通路的上游發揮免疫調節作用[19];另外，最近還發現作為線粒體能量代謝關鍵因子NAD+/NADH中的NAD+（腺嘌呤二核苷酸）是一種新的調控CD4+ T細胞反應的細胞信號分子，它能夠減弱巨噬細胞或樹突狀細胞激活T細胞的能力[20，21]。因此我們推測可能LCS術中長時間 CO2 氣腹造成了免疫細胞線粒體過度應激，影響了其正常的能量代謝，進而導致細胞免疫功能降低。本研究結果表明，在全身麻醉中通過適當調控通氣策略，可以降低長時間CO2氣腹對患者細胞免疫的抑制。但具體機制有待于進一步深入研究。

綜上所述，腹腔鏡結直腸癌根治術術中采用適度過度通氣，維持血 pH 值偏堿性狀態對患者細胞免疫功能具有一定保護作用，有利于改善患者預后。

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（收稿日期：2019-06-03）