手術室吸入性麻醉劑暴露情況調查及其對醫護人員應激水平的影響

李 丹，任俊橋，李 婷，鞏 固

西部戰區總醫院麻醉科，四川成都 610000

外科手術過程中揮發性麻醉劑在空氣中的分散會導致手術室人員暴露在麻醉氣體中。有研究發現，手術室麻醉污染的情況仍十分普遍，但不同醫院之間情況不一致，甚至在同一家醫院的不同手術室之間也存在明顯差異[1]。手術室中最常用的麻醉氣體是N2O和幾種最新一代的鹵化物質，從麻醉學的角度來看，它們的毒性小，更容易管理[2]。尤其是七氟醚，被認為在兒童全身麻醉誘導及其維持中優勢明顯[3-4]，但也存在七氟醚職業暴露等潛在危害[5]。本研究監測5家醫院手術室內七氟醚濃度，并對暴露在其中的醫護人員的相關生物指標進行檢測，現報道如下。

1 資料與方法

1.1一般資料 選擇雅安地區5家醫院(編號1、2、3、4、5)為研究單位，在取得醫院領導層同意的前提下，由護理部統籌進行調查。根據各家醫院規模的不同，按比例在5家醫院隨機選擇54、23、5、10、8例參與手術的醫護人員為研究對象(暴露組)，崗位包括手術醫生、麻醉師、器械護士、麻醉護士及巡回護士。在進行七氟醚吸入全身麻醉的手術期間，對手術室環境進行檢測，并對直接參與手術的醫護人員進行血液及尿液檢測。同時，選擇100例非手術科室的醫護人員為對照組，采集外周血，對氧化應激指標等進行檢測。受試者納入標準：(1)年齡20～50歲；(2)工齡至少1年以上；(3)各醫院正式職工，非實習人員或進修人員。排除標準：(1)1年內有麻醉史、放射治療史或近1個月內有藥物注射史；(2)妊娠期或哺乳期女性；(3)合并肝腎疾病、免疫系統疾病、惡性腫瘤等可能干擾檢測結果的疾病；(4)明確拒絕參加本研究。所有受試者均對本研究知情同意，并簽署知情同意書。

1.2方法

1.2.1手術室環境中七氟醚暴露量檢測 嚴格遵照《工作場所空氣中有害物質監測的采樣規范：GBZ159-2004》[6]對手術室氣體進行采樣，且采樣時間均在8:00-17:00。為了檢查七氟醚濃度的時間進程，使用紅外光聲分析儀和多點采樣器在固定位置連續監測麻醉劑的環境空氣水平。為了初步檢查2種取樣系統的可比性，在一些手術室進行七氟醚暴露量測量的同時，使用紅外光聲分析儀在固定位置檢測4 h。待使用七氟醚時打開采樣器，設定流量為100 mL/min，每次采樣時間2 h，然后更換吸附管，共采樣8 h，采樣完成后立即將活性炭吸附管兩端封閉，放置于清潔容器內運輸和保存，送至實驗室使用氣相色譜儀進行麻醉廢氣七氟醚濃度檢測分析。

1.2.2生物監測 所有參與人員在手術室開始輪班工作前均清空膀胱。在輪班結束時(至少持續4 h)，在遠離手術室的區域從每個受試者身上采集血液標本和尿液標本，以避免標本污染。在排尿后2 min內，將尿液轉移到密封小瓶中進行尿液中七氟醚排泄量測定，其余用于尿液中氫氟烷排泄量檢測。所有標本均保存在-20 ℃中直至分析。采用統一無菌的肝素抗凝管收集靜脈血2 mL，采集完成后于2 h內送至實驗室處理。在4 ℃、3 500 r/min條件下離心10 min，取上清液，-20 ℃中保存，采用WST-8法檢測外周血過氧化物歧化酶(SOD)水平，利用硫代巴比妥酸法檢測丙二醛(MDA)水平，采用比色法檢測谷胱甘肽過氧化物酶(GSH-Px)水平。所有檢測在取樣后2周內完成。

1.2.3血細胞蛋白提取 采集外周血后4 ℃、1 000×g條件下離心5 min，收集細胞，棄上清液，冰磷酸鹽緩沖液洗滌2遍。加入預冷的緩沖液 A，劇烈渦旋振蕩15 s，置于冰上1 min；再次加入預冷的緩沖液B，劇烈渦旋振蕩15 s，置于冰上1 min，劇烈渦旋震蕩5 s后，在4 ℃、12 800 r/min條件下離心5 min，盡快將上清液轉入另一預冷的潔凈微量離心管，置于冰上，所得上清液即為血細胞蛋白。

1.2.4Western blot檢測 使用Western blot,采用BCA法檢測外周血中組蛋白H2AX磷酸化(γH2AX)水平。混合上樣緩沖液，煮沸變性。以每泳道20 μg標準進行蛋白上樣，電泳，電轉蛋白至PVDF膜上，5%脫脂奶粉封閉，γH2AX一抗(1∶1 000稀釋)孵育過夜，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法顯影定影。通過Quantity One軟件分析條帶強度，以GAPDH為內參，計算γH2AX/GAPDH值。

2 結 果

2.12種采樣方法的可比性分析 對2種采樣方法可比性進行初步研究，結果顯示，紅外光聲分析儀與多點采樣器在同一固定位置同時進行的15次七氟醚測量結果具有良好的相關性(r=0.96，P<0.001)，證實這2種采樣方法即使用于低水平七氟醚的環境監測也是可靠的。

2.2不同醫院環境中七氟醚及醫護人員尿液中七氟醚、氫氟烷檢測結果比較 在檢測區測得的七氟醚濃度普遍偏低。在暴露組100份標本中，環境中七氟醚暴露量均低于美國國家職業安全衛生研究所制訂的限值2.0 ppm，只有9份標本超過0.5 ppm。尿液中七氟醚排泄量、氫氟烷排泄量這2種生物標志物均與環境數據一致。對不同醫院的數據進行分析后發現，不同醫院環境中七氟醚暴露量比較，差異有統計學意義(P<0.05)。見表1。

表1 不同醫院環境中七氟醚及醫護人員尿液中七氟醚、氫氟烷排泄量檢測結果比較

2.3不同崗位醫護人員環境中七氟醚及尿液中七氟醚、氫氟烷檢測結果比較 不同崗位的醫護人員七氟醚暴露量比較，差異有統計學意義(P<0.05)。麻醉師比手術醫生、器械護士、麻醉護士、巡回護士暴露在七氟醚中的風險更高(P<0.05)。見表2。

表2 不同崗位醫護人員環境中七氟醚及尿液中七氟醚、氫氟烷排泄量檢測結果比較

2.4環境中七氟醚暴露量、尿液中七氟醚、氫氟烷排泄量的相關性分析 相關性分析顯示，環境中七氟醚暴露量和尿液中七氟醚排泄量呈正相關(r=0.49，P<0.01)。所有尿液中七氟醚排泄量高濃度人員都涉及在同一手術室工作的醫護人員。環境中七氟醚暴露量與尿液中氫氟烷排泄量呈正相關(r=0.52，P<0.01)，但數據分布更為分散。同時，尿液中七氟醚排泄量與氫氟烷排泄量也呈正相關(r=0.27，P=0.006)。見圖1。

注：A表示環境中七氟醚暴露量和尿液中七氟醚排泄量的相關性分析；B表示環境中七氟醚暴露量與尿液中氫氟烷排泄量的相關性分析；C表示尿液中氫氟烷排泄量與尿液中七氟醚排泄量的相關性分析。

2.5暴露組與對照組醫護人員外周血氧化應激指標比較 與對照組比較，暴露組醫護人員外周血SOD、GSH-Px水平明顯降低(P<0.05)，MDA水平明顯升高(P<0.05)。見表3。

表3 暴露組與對照組醫護人員外周血氧化應激指標比較

2.6Western blot檢測外周血γH2AX水平 通過Western blot對醫護人員外周血γH2AX水平進行檢測，結果顯示，暴露組、對照組的γH2AX/GAPDH比值分別為1.13±0.21、0.27±0.04，差異有統計學意義(P<0.05)。見圖2。

注：1、2表示暴露組；3、4表示對照組。

3 討 論

在鹵化麻醉劑中，七氟醚具有血氣分配系數低的優點，可以更精確地控制麻醉[7]。目前，國際組織尚未推薦七氟醚的環境和生物限值。因此，在審查環境監測數據時，通常會參考美國國家職業安全衛生研究所(1977年)關于鹵化麻醉劑的一般建議，即單獨使用鹵化物質時的上限為2.0 ppm，或與N2O一起使用時的上限為0.5 ppm[8]。但關于評估職業性七氟醚暴露的最佳生物標志物仍然是一個有爭議的問題。七氟醚在肝臟中由細胞色素P450同工酶CYP2E1代謝，形成無機氟化物和氫氟烷，氫氟烷是一種穩定的、非反應性的有機代謝物，與葡萄糖醛酸快速結合，并在尿液中排泄[9]。葡萄糖醛酸耦聯是七氟醚特殊的代謝途徑，而其他氣態麻醉劑不能產生足夠穩定的代謝物來與葡萄糖醛酸發生耦聯反應[10]。眾所周知，無機氟化物是暴露的非特異性指標，因為它們在血液中的濃度也受個人飲食習慣和衛生狀況的影響。此外，新形成的氟化物只能通過腎臟部分消除，也可能被合并到骨基質中，因此，接觸者的血液濃度變化很小[11]。

本研究結果顯示，被監測醫院的環境中七氟醚污染處于低水平，麻醉劑的平均濃度普遍低于文獻報道的濃度。然而，七氟醚污染水平差異很大，不同醫院之間，甚至同一家醫院的手術室之間也存在明顯不同。本研究結果顯示，麻醉師比其他崗位人員更容易接觸到七氟醚，因為他們在麻醉設備和患者附近停留的時間較長，與以往研究結果一致[12]。同時，本研究還確定了個體環境暴露和生物標志物水平之間存在相關性。然而，在散點圖上，可以觀察到有一些零散的點，在這些點上，相當低的環境濃度對應著非常高的生物學價值。部分原因是七氟醚和氫氟烷的半衰期不同所致。由于氫氟烷半衰期長達19.0 h，尿液中氫氟烷排泄量也可能反映前一天的暴露情況。一些研究者在受試者的尿液中發現了這種代謝物的水平明顯升高，甚至在輪班開始時也是如此。一些在前一個工作日暴露于七氟醚的醫護人員在開始手術室輪班時尿液中氫氟烷排泄量就已經升高，這表明24 h不足以實質性地消除尿液中的氫氟烷。本研究還發現，尿液中的七氟醚排泄量特別受暴露峰值的影響，可能與該物質的半衰期非常短(2.8 h)有關。這一解釋得到了散點圖數據的支持，散點圖顯示尿液中七氟醚排泄量、尿液中氫氟烷排泄量2個生物標志物之間存在統計學上的相關性，但數值分布很廣。這種散射也可以部分解釋為個體間的生物可變性。

當DNA損傷時，組蛋白H2AX的S139位點會被磷酸化，并且會將DNA修復蛋白集中到細胞核內新生的DSB位點[13]。H2AX在DNA損傷修復、細胞周期檢查點調控等生物活動中起著重要作用。長期暴露于吸入性麻醉劑環境中，會導致醫護人員發生DNA損傷，甚至產生DNA毒性[14]。本研究結果顯示，與對照組比較，暴露組外周血的SOD、GSH-Px水平明顯降低，MDA水平明顯升高(均P<0.05)；Western blot檢測發現，暴露組人員γH2AX/GAPDH比值也明顯更高,表明長期的職業暴露會對醫護人員造成實質性健康傷害。

綜上所述，雅安地區醫院的手術室仍然存在著七氟醚暴露的職業危害問題，并對醫護人員有一定的傷害,有必要盡快制訂更為詳細的策略進行預防。