西維來(lái)司他鈉對(duì)急性Stanford A 型主動(dòng)脈夾層手術(shù)患者術(shù)后譫妄的預(yù)防作用及其機(jī)制

馬紅霞，盧星，袁野，吳光玲

河南省胸科醫(yī)院 鄭州大學(xué)附屬胸科醫(yī)院麻醉科，鄭州 450000

急性Stanford A 型主動(dòng)脈夾層（ATAAD）是一種發(fā)病急、進(jìn)展快、病情兇險(xiǎn)的心臟大血管疾病，手術(shù)并發(fā)癥及病死率較高，預(yù)后極差。ATAAD 的手術(shù)治療需要在體外循環(huán)及深低溫停循環(huán)（DHCA）下進(jìn)行，在接受ATAAD 手術(shù)的患者中，術(shù)后譫妄（POD）發(fā)生率非常高［1］。POD 是一種在老年患者中常見(jiàn)的術(shù)后并發(fā)癥，其癡呆轉(zhuǎn)化率達(dá)70%，對(duì)患者預(yù)后及生活質(zhì)量產(chǎn)生非常嚴(yán)重的不良影響［2］。在POD 的發(fā)生發(fā)展中，氧化損傷起著重要作用［3］。鐵死亡是一種近年來(lái)提出的調(diào)節(jié)性細(xì)胞死亡形式，已被證明在神經(jīng)變性、缺血性器官損傷等多種生理過(guò)程中發(fā)揮重要作用［4］。外周血單個(gè)核細(xì)胞（PBMCs）作為評(píng)估機(jī)體氧化應(yīng)激反應(yīng)的一個(gè)主要指標(biāo)，具有精確及可靠的優(yōu)點(diǎn)。西維來(lái)司他鈉是一種中性粒細(xì)胞彈性蛋白酶抑制劑，用于改善全身性炎癥反應(yīng)綜合征的急性肺損傷及急性呼吸窘迫綜合征，具有組織保護(hù)、抗炎等作用。研究表明，西維來(lái)司他鈉對(duì)脊髓缺血再灌注損傷具有保護(hù)作用［5］。另有臨床試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，西維來(lái)司他鈉可改善需要長(zhǎng)期機(jī)械通氣的ATAAD 患者的術(shù)后氧合指數(shù)，減輕炎癥反應(yīng)并降低相關(guān)病死率［6］。但西維來(lái)司他鈉對(duì)ATAAD 手術(shù)患者術(shù)后譫妄發(fā)生的影響以及其機(jī)制尚不清楚。2022 年8 月—2023 年7 月，本研究觀(guān)察麻醉前應(yīng)用西維來(lái)司他鈉對(duì)ATAAD 手術(shù)患者POD發(fā)生的影響，并探討其機(jī)制是否與PBMCs 鐵死亡有關(guān)。現(xiàn)報(bào)告如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 經(jīng)鄭州大學(xué)附屬胸科醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)［（2022）倫申第（05-01）］，選擇同期于本院手術(shù)室急診行ATAAD 手術(shù)的患者作為研究對(duì)象。納入標(biāo)準(zhǔn)：根據(jù)臨床癥狀、體征、影像學(xué)、超聲檢查證實(shí)為ATAAD，有極高危主動(dòng)脈夾層破裂風(fēng)險(xiǎn)，需要急診行手術(shù)治療；年齡＜65 歲；美國(guó)麻醉醫(yī)師協(xié)會(huì)（ASA）分級(jí)Ⅲ或Ⅳ級(jí)；患者或家屬簽署知情同意書(shū)。排除標(biāo)準(zhǔn)：左心室射血分?jǐn)?shù)（LVEF）＜50%，肝功能障礙（天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶、丙氨酸轉(zhuǎn)氨酶或堿性磷酸酶升高至參考范圍上限2 倍）；慢性腎功能衰竭；嚴(yán)重的視覺(jué)障礙；術(shù)前已發(fā)生譫妄；嚴(yán)重過(guò)敏病史；近期急性感染史；近期皮質(zhì)激素治療史；對(duì)西維來(lái)司他鈉過(guò)敏。參照CHOW 等［7］方法采用R 語(yǔ)言計(jì)算研究樣本量，總計(jì)納入80 例急性ATAAD 手術(shù)患者，按照隨機(jī)數(shù)字表法將患者分為西維來(lái)司他鈉組及對(duì)照組各40 例。西維來(lái)司他鈉組術(shù)前取消手術(shù)1 例，術(shù)后二次手術(shù)止血1例，最終納入研究38例；對(duì)照組術(shù)后不同意繼續(xù)參與本研究1 例，最終納入研究39 例。西維來(lái)司他鈉組男24 例、女14 例，年齡（41.5 ±3.6）歲，BMI（23.1 ± 2.3）kg/m2，ASA分級(jí)Ⅱ級(jí)29例、Ⅲ級(jí)9 例，LVEF 61.1% ± 3.4%，術(shù)前1 d 第一秒用力呼氣容積（FEV1）/用力肺活量（FVC）為72.6% ±4.3%，術(shù)前1 d 動(dòng)脈血氧分壓（PaO2）為（90.5 ± 7.7）mmHg，術(shù)前1 d 動(dòng)脈血二氧化碳分壓（PaCO2）為（42.5 ± 4.5）mmHg，術(shù)前1 d 血氧飽和度（SpO2）為97.2% ± 1.8%，受教育年限（12 ± 3）年，簡(jiǎn)易智力狀態(tài)檢查量表（MMSE）評(píng)分（28 ± 4）分；對(duì)照組男22例、女17例，年齡（40.8 ± 3.8）歲，BMI（23.5 ± 2.5）kg/m2，ASA 分級(jí)Ⅱ級(jí)27 例、Ⅲ級(jí)12 例，LVEF 60.6% ±43.8%，F(xiàn)EV1/FVC 71.8% ± 4.7%，術(shù)前1 d PaO2（89.7 ± 7.9）mmHg，術(shù)前1 d PaCO2（41.5 ± 3.8）mmHg，術(shù)前1 d SpO296.8% ± 1.9%，受教育年限（13 ± 3）年，MMSE 評(píng)分（27 ± 3）分。兩組性別、年齡、BMI、ASA 分級(jí)、LVEF 等基線(xiàn)資料比較，差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P均＞0.05）。

1.2 手術(shù)麻醉方法 術(shù)前禁食8 h、禁飲6 h，常規(guī)監(jiān)測(cè)心率、有創(chuàng)動(dòng)脈血壓、中心靜脈壓、心電圖、SpO2、體溫及局部腦氧飽和度。西維來(lái)司他鈉組于麻醉誘導(dǎo)前10 min靜脈泵注西維來(lái)司他鈉直至手術(shù)結(jié)束；對(duì)照組以相同的速率靜脈泵注相同體積的生理鹽水直至手術(shù)結(jié)束。麻醉誘導(dǎo)：依托咪酯0.6 mg/ kg，舒芬太尼2.0 μg/kg 及羅庫(kù)溴銨0.9 mg/ kg。所有患者氣管內(nèi)插管，機(jī)械通氣。吸入七氟醚1%～2%、靜脈泵注丙泊酚1～2 mg/（kg·h）、舒芬太尼2.5 μg/（kg·h）及右美托咪定0.4～0.6 μg/（kg·h）維持麻醉。術(shù)中維持腦電雙頻譜指數(shù)為40～60。體外循環(huán)使用滾軸泵、膜式氧合器和動(dòng)脈管路過(guò)濾器，流量保持在2.0～2.4 L/（min·m2），維持呼氣末二氧化碳分壓35～45 mmHg。復(fù)溫目標(biāo)為咽部溫度保持在37 ℃以下。術(shù)畢患者送入重癥加強(qiáng)護(hù)理病房（ICU），繼續(xù)接受機(jī)械通氣。所有外科手術(shù)均在DHCA和選擇性腦灌注下完成。術(shù)后靜脈泵注瑞馬唑侖0.3～1.0 mg/（kg·h）鎮(zhèn)靜直至拔除氣管導(dǎo)管或術(shù)后24 h 停用。患者、圍術(shù)期管理的麻醉醫(yī)師、外科醫(yī)師和術(shù)后護(hù)理人員均對(duì)干預(yù)分配不知情。

1.3 POD 評(píng)估方法 采用3 min 譫妄診斷量表（3D-CAM）對(duì)患者POD 發(fā)生情況進(jìn)行評(píng)估。在手術(shù)后12 h 進(jìn)行3D-CAM，每天2 次，間隔至少6 h，直至術(shù)后3 d。3D-CAM 評(píng)估包括4 個(gè)特征：①精神狀態(tài)突然發(fā)生變化或波動(dòng)；②注意力不集中；③思維混亂；④意識(shí)水平的改變。當(dāng)滿(mǎn)足特征①和②時(shí)患者即可被診斷為POD，不需要滿(mǎn)足特征③或④。根據(jù)特征①、②、③、④的嚴(yán)重程度進(jìn)行評(píng)分：缺如為0 分，輕度為1 分，顯著為2 分。總分0 分為正常，1分為輕度POD，2 分為中度POD，3～7 分為重度POD［6］。記錄POD 持續(xù)時(shí)間，即從確診發(fā)生POD 起至POD癥狀消失的時(shí)間。

1.4 PBMCs 提取方法 于術(shù)后48 h 時(shí)采集患者空腹時(shí)外周靜脈血，置于抗凝管，4 ℃保存，6 h內(nèi)處理。采用改良的Ficoll 密度梯度離心法提取PBMCs，重懸于含12%胎牛血清的培養(yǎng)液中，經(jīng)誘導(dǎo)后獲得貼壁PBMCs，刮取PBMCs 并制成細(xì)胞懸液，采用MoFloAstrios EQ 流式細(xì)胞儀檢測(cè)PBMCs 純度，若純度＞90%，進(jìn)行后續(xù)檢測(cè)。

1.5 PBMCs 內(nèi)鐵離子（Fe2+）濃度、丙二醛（MDA）含量及超氧化物歧化酶（SOD）活性檢測(cè) 采用比色法。取PBMCs，PBS清洗兩次，加入裂解液置于搖床裂解2 h，按照相應(yīng)檢測(cè)試劑盒說(shuō)明書(shū)繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線(xiàn)并計(jì)算Fe2+濃度、MDA含量及SOD活性。

1.6 PBMCs 內(nèi)長(zhǎng)鏈脂酰輔酶A 合成酶4（ACSL4）、谷胱甘肽過(guò)氧化物酶4（GPX4）蛋白檢測(cè) 采用Western blotting 法。取PBMCs，用冷細(xì)胞裂解緩沖液獲得總蛋白，使用Bradford 法測(cè)量總蛋白濃度。蛋白上樣量為30 μg，凝膠電泳分離蛋白質(zhì)并轉(zhuǎn)移到聚偏二氟乙烯膜上。用5%牛奶封閉，加入ACSL4、GPX4 及GAPDH 一抗（1∶2 000，美國(guó)Santa Cruz 公司），4 ℃下過(guò)夜。加入二抗在室溫下孵育1 h，TBST 洗膜，將膜晾干，增強(qiáng)化學(xué)發(fā)光法顯色，晾干并掃描膠片，使用Image J 軟件計(jì)算各目的蛋白含量。

1.7 圍手術(shù)期情況及不良反應(yīng)發(fā)生情況觀(guān)察 記錄患者圍手術(shù)期情況，包括體外循環(huán)時(shí)間、主動(dòng)脈阻斷時(shí)間、DHCA 時(shí)間、最低鼻咽溫度、手術(shù)時(shí)間、麻醉總時(shí)間、失血量、液體入量、有無(wú)大量輸血、術(shù)后APACHEⅡ評(píng)分、術(shù)后機(jī)械通氣時(shí)間、ICU 入住時(shí)間、術(shù)后住院時(shí)間。記錄術(shù)中竇性心動(dòng)過(guò)緩/過(guò)速、低血壓/高血壓、呼吸抑制、皮膚瘙癢、術(shù)后惡心嘔吐及術(shù)后感染等不良反應(yīng)發(fā)生情況。

1.8 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法 采用SPSS22.0 統(tǒng)計(jì)軟件。計(jì)量資料采用Shapiro-Wilk 進(jìn)行正態(tài)性檢驗(yàn)，符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以表示，組間比較采用獨(dú)立樣本t檢驗(yàn)，重復(fù)測(cè)量數(shù)據(jù)采用重復(fù)測(cè)量方差分析，方差不齊的資料比較采用秩和檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料以n（%）表示，組間比較采用χ2檢驗(yàn)。P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 兩組POD 發(fā)生情況比較 術(shù)后3 d 內(nèi)西維來(lái)司他鈉組及對(duì)照組分別有5 例（12.5%）、13 例（32.5%）發(fā)生了POD，POD 嚴(yán)重程度評(píng)分分別為（4.53 ± 1.60）、（4.65 ± 1.51）分，POD 持續(xù)時(shí)間分別為（2.29 ± 0.25）、（2.32 ± 0.24）d；西維來(lái)司他鈉組POD發(fā)生率低于對(duì)照組（P＜0.05），兩組POD嚴(yán)重程度評(píng)分及POD持續(xù)時(shí)間比較差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P均＞0.05）。

2.2 兩組PBMCs 內(nèi)Fe2+、MDA 及SOD 比較 西維來(lái)司他鈉組PBMCs 內(nèi)Fe2+濃度及MDA 含量低于對(duì)照組，SOD 活性高于對(duì)照組（P均＜0.05）。見(jiàn)表1。

表1 兩組PBMCs內(nèi)Fe2+、MDA及SOD比較（）

表1 兩組PBMCs內(nèi)Fe2+、MDA及SOD比較（）

注：與對(duì)照組比較，*P＜0.05

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2.3 兩組PBMCs 內(nèi)ACSL4、GPX4 蛋白表達(dá)比較 對(duì)照組、西維來(lái)司他鈉組PBMCs 內(nèi)ACSL4 蛋白表達(dá)分別為0.75 ± 0.12、0.50 ± 0.07，GPX4 蛋白表達(dá)分別為0.52 ± 0.12、0.95 ± 0.23；西維來(lái)司他鈉組PBMCs 內(nèi)ACSL4 蛋白表達(dá)低于對(duì)照組，GPX4 蛋白表達(dá)高于對(duì)照組（P均＜0.05）。

2.4 兩組圍手術(shù)期情況及不良反應(yīng)發(fā)生情況比較 西維來(lái)司他鈉組ICU 入住時(shí)間及術(shù)后住院時(shí)間少于對(duì)照組（P均＜0.05）；兩組不良反應(yīng)發(fā)生率差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P均＞0.05）。見(jiàn)表2、3。

表2 兩組圍手術(shù)期情況比較（）

表2 兩組圍手術(shù)期情況比較（）

注：與對(duì)照組比較，*P＜0.05。

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表3 兩組不良反應(yīng)發(fā)生情況比較［例（%）］

3 討論

西維來(lái)司他鈉是一種中性粒細(xì)胞彈性蛋白酶抑制劑，可選擇性抑制中性粒細(xì)胞彈性蛋白酶對(duì)組織的損傷，減輕炎癥反應(yīng)，其對(duì)缺血再灌注及內(nèi)皮損傷的抑制作用已在多項(xiàng)研究中得到證實(shí)［6］。然而，西維來(lái)司他鈉在心臟手術(shù)患者中是否有神經(jīng)保護(hù)作用尚不清楚，也缺乏相關(guān)的臨床研究。一項(xiàng)基礎(chǔ)研究表明，西維來(lái)司他鈉可顯著減輕脊髓損傷引起的炎癥、血脊髓屏障破壞及細(xì)胞損傷，其機(jī)制可能與抑制氧化應(yīng)激有關(guān)［8］。由于氧化應(yīng)激與POD 密切相關(guān)［9］，因此，抑制氧化應(yīng)激理論上可以降低POD的發(fā)生率。本研究結(jié)果顯示，西維來(lái)司他鈉用于急性ATAAD 手術(shù)患者后，POD 發(fā)生率降低，提示該藥具有預(yù)防POD的作用。

鐵死亡在腦損傷中的作用主要表現(xiàn)為加重細(xì)胞死亡及神經(jīng)功能障礙。腦損傷后，F(xiàn)e2+會(huì)在受損區(qū)域積聚，導(dǎo)致氧化應(yīng)激反應(yīng)增強(qiáng)，線(xiàn)粒體功能受損，細(xì)胞凋亡增加等，最終導(dǎo)致神經(jīng)元死亡及神經(jīng)功能障礙［10］。此外，鐵死亡還可能通過(guò)激活炎癥反應(yīng)、促進(jìn)神經(jīng)元突觸損傷等機(jī)制加重腦損傷［11］。因此，抑制鐵死亡可能是治療腦損傷的一種新策略。目前，一些藥物和治療方法已經(jīng)被證明可以抑制鐵死亡，如鐵螯合劑、抗氧化劑、線(xiàn)粒體保護(hù)劑等。本研究以西維來(lái)司他鈉的抗氧化作用作為切入點(diǎn)，探討其是否通過(guò)抑制鐵死亡而降低POD。

鐵沉積、脂質(zhì)過(guò)氧化和親脂性抗氧化系統(tǒng)缺乏是誘導(dǎo)鐵死亡的關(guān)鍵因素。脂質(zhì)過(guò)氧化的產(chǎn)生與GPX4/谷胱甘肽過(guò)氧化物酶（GSH）抗氧化系統(tǒng)失效是鐵死亡的標(biāo)志。正常人外周血中Fe2+濃度及MDA含量均較低、SOD 活性較高。而當(dāng)體內(nèi)發(fā)生氧化應(yīng)激反應(yīng)或劇烈刺激時(shí)，上述氧化應(yīng)激因子的水平會(huì)增加，抗氧化因子活性減弱。因此，人外周血中Fe2+濃度、MDA 含量及SOD 活性可以反映機(jī)體氧化反應(yīng)的劇烈程度［12］。本研究結(jié)果顯示，與給予生理鹽水的對(duì)照組比較，麻醉前給予西維來(lái)司他鈉的急性ATAAD 手術(shù)患者PBMCs 中Fe2+濃度及MDA 含量均降低、SOD 活性升高，提示急性ATAAD 手術(shù)患者在手術(shù)開(kāi)始后，由于手術(shù)操作等的刺激，機(jī)體發(fā)生劇烈的氧化反應(yīng)，而西維來(lái)司他鈉可在此過(guò)程中發(fā)揮一定的抗氧化作用。

ACSL4 及GPX4 是兩種不同的蛋白質(zhì)，在腦損傷中起著不同的作用。ACSL4 是一種酰化酶，參與脂肪酸代謝和合成。在腦損傷中，ACSL4 表達(dá)增加可導(dǎo)致細(xì)胞膜的不穩(wěn)定及氧化應(yīng)激的加劇，從而引發(fā)細(xì)胞鐵死亡及神經(jīng)炎癥反應(yīng)［13］。GPX4是一種谷胱甘肽過(guò)氧化物酶，參與細(xì)胞內(nèi)氧化還原平衡的維持。在腦損傷中，GPX4 表達(dá)降低可導(dǎo)致細(xì)胞內(nèi)的氧化應(yīng)激加劇，從而加劇細(xì)胞鐵死亡及神經(jīng)炎癥反應(yīng)［14］。可見(jiàn)ACSL4 和GPX4 在腦損傷中的作用是相反的，ACSL4 的過(guò)表達(dá)會(huì)加劇細(xì)胞死亡及神經(jīng)炎癥反應(yīng)，而GPX4 表達(dá)降低則會(huì)加劇氧化應(yīng)激和鐵死亡。本研究結(jié)果顯示，麻醉前給予西維來(lái)司他鈉的ATAAD 手術(shù)患者PBMCs 中ACSL4 蛋白表達(dá)下調(diào)，GPX4 蛋白表達(dá)上調(diào)，提示西維來(lái)司他鈉可以通過(guò)抑制ACSL4 表達(dá)、增強(qiáng)GPX4 表達(dá)從而減輕PBMCs 鐵死亡。目前，關(guān)于西維來(lái)司他鈉與鐵死亡之間關(guān)系的相關(guān)研究極少，其中有一項(xiàng)基礎(chǔ)研究結(jié)果顯示，西維來(lái)司他鈉可減少肺臟中中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)及肺氧化應(yīng)激，進(jìn)而恢復(fù)肺屏障功能［15］。該研究初步證實(shí)了西維來(lái)司他鈉具有抑制炎性反應(yīng)并減輕氧化應(yīng)激的作用。

綜上所述，本研究從臨床角度論證了西維來(lái)司他鈉可預(yù)防急性ATAAD 手術(shù)患者POD 的發(fā)生，其機(jī)制可能與抑制PBMCs 鐵死亡從而減輕神經(jīng)損傷有關(guān)，西維來(lái)司他鈉在ATAAD手術(shù)患者中具有預(yù)防POD 發(fā)生的治療潛力。本研究存在一些局限性，首先本研究只包括了一小部分患者，故結(jié)果的普適性有限；其次本研究只對(duì)術(shù)后短期的腦功能進(jìn)行了觀(guān)察，而長(zhǎng)期效果尚不清楚；最后本研究患者只來(lái)自單個(gè)醫(yī)療機(jī)構(gòu)，缺乏多中心數(shù)據(jù)的驗(yàn)證。因此，未來(lái)仍需要進(jìn)行更多的臨床研究來(lái)驗(yàn)證西維來(lái)司他鈉減輕POD的作用及機(jī)制。