远程缺血预处理对全胸腔镜体外循环手术的肺保护作用
杨晓涵1 于洪涛1 张锐1 李涯2
1.深圳市孙逸仙心血管医院心血管外科，深圳518020；2.深圳市孙逸仙心血管医院放射科，深圳518020
1.深圳市孙逸仙心血管医院心血管外科，深圳518020；2.深圳市孙逸仙心血管医院放射科，深圳518020
［摘 要］目的探讨直接阻断股动脉进行下肢缺血预处理对全胸腔镜体外循环手术患者术后肺功能的影响。方法选取2015年3月～2016年5月在本院实施胸腔镜下体外循环手术的60例先天性心脏病患者作为研究对象，随机分为研究组（R组）和对照组（C组），各30例。游离股动、静脉后，C组直接插管建立体外循环；R组夹闭股动脉3min，开放3min，如此三个循环后与C组采用相同的方法建立体外循环。两组均采用右侧胸壁三孔入路，在第三、四和六肋间切取三个1.5～2.0 cm的孔状切口，在胸腔镜下显露术野完成手术。于麻醉诱导插管完毕5min（T0）、体外循环停机2 h（T1）、体外循环停机12 h（T2）和体外循环停机24 h（T3）采集桡动脉血进行血气分析，记录氧合指数；采集外周静脉血以酶联免疫吸附法（ELISA）检测血浆可溶性晚期糖基化终末产物受体（RAGE）含量。结果60例患者均治愈出院，两组术后的机械通气时间比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。两组T0时的氧合指数比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。两组T1～T3时的氧合指数均降低，R组T1～T3时的氧合指数高于C组同时间段，差异有统计学意义（P＜0.05）。两组T0时的血浆RAGE水平比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。两组T1～T3时的血浆RAGE水平均增高，R组T1～T3时的血浆RAGE水平显著低于C组同时间段，差异有统计学意义（P＜0.05）。结论直接阻断股动脉进行下肢缺血预处理，可减轻全胸腔镜体外循环手术肺损伤程度，具有一定肺功能保护作用。
［关键词］远程缺血预处理；胸腔镜；体外循环；肺保护
全胸腔镜体外循环手术无需正中开胸，仅在右胸肋间隙打孔，通过股动静脉插管建立体外循环（cardiopulmonary bypass，CPB），在电视胸腔镜下显露术野完成手术操作，是心脏外科手术微创化发展的重要方向，在临床中的应用也越来越多。术后肺功能不全是CPB心脏手术死亡率增加的主要原因之一［1］，CPB相关炎症反应与术后肺损伤关系密切。适当的肺保护措施，对于改善术后肺功能，减少术后肺部并发症十分必要。本研究利用胸腔镜心脏手术需游离股动静脉建立CPB的特点，通过直接阻断股动脉，进行下肢缺血预处理，观察其对术后机械通气、氧合指数（PaO2/ FiO2）和血浆晚期糖基化终末产物受体（the receptor of advanced glycation end-products，RAGE）的影响，探讨下肢远程缺血预处理（remote ischemia pre-conditioning，RIPC）对全胸腔镜体外循环术后肺功能的影响。
1 资料与方法
1.1 般资料
选取2015年3月～2016年5月在我院实施胸腔镜下体外循环手术的60例先天性心脏病患者作为研究对象，其中男15例，女45例；年龄14～50岁；体重39～67 kg；左心室射血分数60%～70%；心功能均为Ⅰ级；房间隔缺损修补43例，室间隔缺损修补14例，部分型房室隔缺损矫治2例，三尖瓣成形1例。所有患者均签署知情同意书。排除标准：年龄＜14岁或＞50岁、射血分数＜45%、重度肺动脉高压、术中CPB二次转流，术后二次开胸止血，拒绝签署知情同意书等。将入选患者随机分为研究组（R组）和对照组（C组），各30例。两组的一般资料比较差异无统计学意义（P＞0.05）（表1），具有可比性。本研究经我院医学伦理委员会审核批准。
表1 两组一般资料的比较（.jpg)
±s）
±s）.jpg)
1.2 术方法
两组的麻醉和体外循环方法相同，均采用单腔气管插管，静吸复合麻醉，并行循环期间低潮气量通气。麻醉达成后，患者取仰卧位，右侧胸壁垫高15°，右臂抬高，右前臂悬吊于麻醉头架。于右肩胛角和心尖部胸壁粘贴除颤电极片，接除颤仪备用。经右侧胸壁三孔入路，在胸骨旁第三肋间、腋中线第四肋间和腋前线第六肋间切取三个1.5～2.0 cm大小的孔状切口，分别为右手操作孔、左手操作孔和胸腔镜孔。解剖游离股动静脉，C组直接股动、静脉插管建立CPB，R组以血管阻断钳夹闭股动脉3 min，然后开放3 min，如此三个循环后再插管建立CPB。采用双级股静脉插管（康心，16～26Fr），头端位于上腔静脉内，第二级侧孔位于下腔静脉。上、下腔静脉套10号线（慕丝）阻断。主动脉根部缝荷包，安放加长灌注针，经左手操作孔安放Chitwood主动脉阻断钳，主动脉根部灌注4℃含血停跳液。心内操作在浅低温下完成，鼻咽温28～30℃。完全在胸腔镜下显露手术野，使用胸腔镜手术器械完成操作，手术原则和方法与开胸手术相同。完成心内操作后开始复温，缝合心房切口后，开放升主动脉，心脏自动复跳或体外电除颤复跳，恢复肺通气。检查各切口无活动性出血，膨肺，停CPB，关胸，经胸腔镜孔安放右侧胸腔引流管，接水封瓶。术毕送患者入重症监护室复苏并继续治疗。
1.3 察指标
记录术中、术后的临床指标，包括体外循环时间、主动脉阻断时间、术后机械通气时间、ICU停留时间等。分别于麻醉诱导插管完毕5 min（T0）、CPB停机2 h（T1）、CPB停机12 h（T2）和CPB停机24 h（T3）采集桡动脉血进行血气分析，记录PaO2/FiO2。同时采集外周静脉血2.5m l，以肝素抗凝，4℃离心，3000 r/min离心15min，取上清，置于1.5 ml Eppendorf管，-80℃超低温冰箱保存备用。使用人可溶性RAGE受体ELISA试剂盒（abcam公司）检测各样本RAGE水平。
1.4 计学处理
采用SPSS 20.0统计软件对数据进行处理，计量资料以.jpg)
±s表示，采用t检验，计数资料采用χ2检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。
±s表示，采用t检验，计数资料采用χ2检验，以P＜0.05为差异有统计学意义。2 结果
2.1 组PaO2/FiO2和血浆RAGE含量的比较
两组T0时的PaO2/FiO2、血浆RAGE水平比较，差异无统计学意义（P＞0.05）。两组T1～T3时的PaO2/ FiO2均出现降低，R组T1～T3时的PaO2/FiO2显著高于C组同时间段，差异有统计学意义（P＜0.05）。两组T1～T3时的血浆RAGE水平均增高，R组T1～T3时的血浆RAGE水平显著低于C组同时间段，差异有统计学意义（P＜0.05）（表2）。
表2 两组PaO2/FiO2和血浆RAGE含量的比较（.jpg)
±s）
±s）.jpg)
与同组T0时比较，*P＜0.05；与C组同时间段比较，#P＜0.05
2.2 组的治疗情况
两组均治愈出院，无低心排血量综合征、呼吸功能不全及低氧血症等并发症。
3 讨论
CPB手术后肺损伤由多因素引起，CPB相关全身性炎症反应和肺缺血/再灌注损伤是肺损伤发生的重要原因。CPB可引起炎性介质和细胞因子产生与释放，再加上肺缺血/再灌注损伤，引起肺血管通透性增加、肺水肿、肺血管阻力升高以及白细胞浸润等病理改变，最终导致肺功能损伤。RIPC是指一个器官或组织短暂的缺血/再灌注可对远隔器官产生保护作用，最初由Przyklenk等［2］通过动物实验发现。骨骼肌反复短时缺血预处理对重要脏器不产生直接刺激，相对安全易行，在临床中最为常用，其心肌保护作用在临床已获得证实［3-5］。RIPC不仅具有心肌保护作用，对肝、肺等重要器官的缺血/再灌注损伤也具有保护作用［6-8］。临床上用气囊袖带加压进行肢体缺血预处理，为保证动脉阻断效果，袖带压力一般设定为200 mmHg［3-6］，存在缺血预处理时压迫组织、影响静脉回流等问题，可能影响缺血预处理效果。全胸腔镜CPB手术需解剖游离股动静脉建立体外循环，本研究利用这一特点直接阻断股动脉进行下肢缺血预处理，与气囊袖带加压法相比，本方法动脉阻断效果更为确切，且不影响静脉回流，对缺血预处理干扰最小。
RAGE是免疫球蛋白超家族成员，在生理条件下可广泛表达于肺上皮细胞，是一种多配体受体，与配体结合活化后可增强炎症反应、免疫应答以及氧化应激等，加重肺损伤和呼吸功能障碍［9］。研究表明，肺组织或循环中RAGE水平增高是肺损伤的生物指标［10］，CPB术后血浆中RAGE水平显著增高，并与术后肺损伤严重程度和预后相关［11］。本研究结果显示，下肢缺血预处理组和对照组术后机械通气时间比较，差异无统计学意义，但术后24 h内的PaO2/FiO2均有不同程度降低，提示CPB术后早期存在不同程度的肺氧合能力下降；R组术后的PaO2/FiO2明显高于C组，提示R组肺氧合功能受损程度较C组轻；同时R组术后24 h内的血浆RAGE水平较C组显著降低，提示R组术后肺和（或）全身炎症反应程度较C组减轻。由此可推断，直接阻断股动脉进行下肢缺血预处理可减轻体外循环手术相关的肺损伤，产生肺保护效应。RIPC的远隔器官保护效应机制尚未完全清楚，有研究［12-15］显示，RIPC可引起缓激肽、一氧化氮、白细胞介素-10等内源性保护物质的产生与释放，可能通过血液循环到达远隔器官发挥相应的生物学效应，进而产生远程器官保护作用。
综上所述，直接进行肺缺血预处理临床应用受限，而肢体诱导的RIPC临床可行性强。常用的气囊袖带加压阻断肢体动脉缺血预处理存在动脉阻断不完全、影响静脉回流、干扰缺血预处理效果等问题。全胸腔镜心脏手术需解剖游离股动、静脉建立体外循环，从而可方便地直接阻断股动脉进行下肢缺血预处理，不增加额外创伤，安全性好，简单易行，无额外花费，通过内源性保护机制产生肺保护效应，减轻术后肺功能损伤，具有一定的临床应用价值，其确切机制尚有待进一步研究阐明。
［参考文献］
［1］Bailey ML，Richter SM，Mullany DV，et al.Risk factors and survival in patients with respiratory failure after cardiac operations［J］.Ann Thorac Surg，2011，92（5）：1573-1579.
［2］Przyklenk K，Bauer B，Ovize M，et al.Regional ischemic preconditioning protects remote virgin myocardium from subsequent sustained coronary occlusion［J］.Circulation，1993，87（3）：893-899.
［3］Thielmann M，Kottenberg E，Kleinbongard P，et al.Cardioprotective and prognostic effects of remote ischaemic preconditioning in patients undergoing coronary artery bypass surgery：a single-centre randomised，double-blind，controlled trial［J］.Lancet，2013，382（9892）：597-604.
［4］IIiodromitis EK，Andreadou I，IIiodromitis K，et al.Ischemicand postischemic conditioning of themyocardium in clinical practice：challenges，expectations and obstacles［J］.Cardiology，2014，129（2）：117-125.
［5］郑兰兰，景贵霞.远程缺血预处理对心肺转流心脏瓣膜置换术患者心肌损伤的保护作用［J］.临床麻醉学杂志，2012，28（4）：343-345.
［6］李偲，李云胜，刘家欣，等.远隔肢体缺血预处理对腹主动脉瘤手术病人肺损伤的影响［J］.中华麻醉学杂志，2012，32（3）：269-273.
［7］吴芳，耿智隆，曹虹，等.远隔肢体缺血预处理对兔单肺缺血/再灌注损伤细胞凋亡的影响［J］.临床麻醉学杂志，2010，26（4）：342-344.
［8］王保强，谢德红，李鹏，等.肢体缺血预适应的肝保护作用与一氧化氮/内皮素-1系统关系的研究［J］.中国应用生理学杂志，2010，26（3）：376-379.
［9］Sorci G，Riuzzi F，Giambanco I，et al.RAGE in tissue homeostasis，repairand regeneration［J］.Biochim BiophysActa，2013，1833（1）：101-109.
［10］Jabaudon M，Futier E，Roszyk L，et al.Soluble form of the receptor for advanced glycation end products is a marker of acute lung injury but not of severe sepsis in critically ill patients［J］.Crit Care Med，2011，39（3）：480-488.
［11］Agostoni P，Banfi C，Brioschi M，et al.Surfactant protein B and RAGE increases in the plasma during cardiopulmonary bypass：a pilot study［J］.Eur Respir J 2011，37（4）：841-847.
［12］Feng J，Rosenkranz ER.Bradykinin protects the rabbit heart after cardioplegic ischemia via NO-dependent pathways［J］.Ann Thorac Surg，2000，70（6）：2119-2124.
［13］黄兆瑜，江时森.诱导型一氧化氮合酶和解偶联蛋白-2对心肌缺血预适应的作用［J］.岭南心血管病杂志，2007，13（1）：58-61.
［14］Fantinelli JC，Pérez Núñez IA，González Arbeláez LF，et al.Participation of mitochondrial permeability transition pore in the effects of ischemic preconditioning in hypertrophied hearts：role of NO and mitoKATP［J］.Int JCardiol，2013，166（1）：173-180.
［15］Cai ZP，Parajuli N，Zheng X，et al.Remote ischemic preconditioning confers late protection againstmyocardial ischemia-reperfusion injury in mice by upregulating interleukin-10［J］.Basic Res Cardiol，2012，107（4）：277-288.
Lung protective effect of rem ote ischem ic preconditioning on totally thoracoscopic cardiac surgery w ith cardiopulmonary bypass
YANG Xiao-han1YU Hong-tao1ZHANG Rui1LIYa2
1.Department of Cardiac Surgery，SUN Yetsen Cardiovascular Hospital of Shenzhen City，Shenzhen 518020，China；2.Department of Radiology，SUN Yetsen Cardiovascular Hospital of Shenzhen City，Shenzhen 518020，China
1.Department of Cardiac Surgery，SUN Yetsen Cardiovascular Hospital of Shenzhen City，Shenzhen 518020，China；2.Department of Radiology，SUN Yetsen Cardiovascular Hospital of Shenzhen City，Shenzhen 518020，China
［Abstract］Objective To investigate the effects of remote ischemic preconditioning（RIPC）by direct femoral artery occlusion on lung function of patients undergoing totally thoracoscopic cardiac surgery with cardiopulmonary bypass（CPB）. M ethods 60 patientswith congenital heart disease underwent thoracoscopic cardiac surgery with CPB from March 2015 to May 2016 were selected and divided into the research group（group R）and the control group（group C），30 cases in each group.After the femoral artery and vein were dissociated，group C was established CPB through the intubation directly.Group R was clamped and closed femoral artery 3 min，then open 3 min，After three cycles，the samemethod in the group Cwasused to establish CPB.Through three hole shape incision at the right chestwall，that each was 1.5 to 2.0 cm long in the third，fourth and sixth intercostals surgical field was revealed totally by thoracoscope to complete the operation.The radial artery blood was collected after tracheal intubation for 5min（T0），after cessation of CPB for 2 hours（T1），after cessation of CPB 12 hours（T2）and after cessation of CPB 24 hours（T3）.Oxygenation index was recorded by blood gas analysis.The receptor of advanced glycation end-products（RAGE）level was detected by enzyme linked immunosorbent assay（ELISA）.Results 60 patientswere all cured.Therewas no significant difference in themechanical ventilation time between the two groups（P＞0.05）.There was no significant difference in oxygenation index between the two groups in T0point（P＞0.05）.The oxygenation index of the two groups of T1-T3were all decreased.The oxygenation index of group R in T1-T3pointswas higher than that of group C at the same time，with significant difference（P＜0.05）.There was no significant difference in the level of RAGE between the two groups in T0point（P＞0.05）.The level of plasma RAGE were increased in the two groups in T1-T3points.The level of plasma RAGE of group R in T1-T3pointswas lower than that of group C at the same time，with significant difference（P＜0.05）.Conclusion RIPC by femoral artery occlusion can decrease the level of RAGE in patients underwent thoracoscopic cardiac surgery with CPB and has lung protective effects.
［Key words］Remote ischemic preconditioning；Thoracoscope；Cardiopulmonary bypass；Lung protection
［中图分类号］R654［文献标识码］A
［文章编号］1674-4721（2016）07（c）-0043-04
［基金项目］广东省深圳市科技计划资助项目（JCYJ20150402094341896）
［作者简介］杨晓涵（1973-），男，博士，副主任医师，主要从事微创心脏外科的临床与应用基础研究
（收稿日期：2016-06-06 本文编辑：祁海文）