洗涤库血对婴幼儿体外循环术后炎症因子表达及乳酸水平的影响
朱全伟 刘宇航 卢绪宁 文 平
大连医科大学附属大连市儿童医院心脏中心,辽宁大连 116012
[摘要]目的 探讨洗涤库血对婴幼儿体外循环术后炎症因子表达及乳酸(Lac)水平的影响。方法 选取2018年6月~2019年12月大连医科大学附属大连市儿童医院收治的40例行体外循环下单纯室间隔缺损修补手术患儿作为研究对象,按照入院先后顺序的方法进行分组,其中单号为洗涤组(A组,20例),双号为对照组(B组,20例)。A组应用血液回收机对库存悬浮红细胞进行洗涤处理后再预充,B组用库存悬浮红细胞直接预充。分别在体外循环开始前(T1)、体外循环结束时(T2)、术后6 h(T3)、术后24 h(T4)取动脉血行肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白介素-6(IL-6)、白介素-10(IL-10)和Lac 检测,比较两组的结果差异。结果 两组患儿T1时各项炎症因子指标及Lac水平比较,差异无统计学意义(P>0.05);A组患儿T2、T3、T4时TNF-α、IL-6、IL-10 水平均低于B组,差异有统计学意义(P<0.05);A组患儿T2时Lac水平低于B组,差异有统计学意义(P<0.05)。两组患儿的转流资料比较,差异无统计学意义(P>0.05)。结论 洗涤库血应用于婴幼儿的体外循环手术,可减少外源性杂质及Lac 的输入,显著降低婴幼儿体外循环术后机体炎症因子表达及Lac水平,减轻全身炎症反应,利于患儿术后恢复。
[关键词]红细胞;体外循环;炎症因子;婴幼儿
体外循环(CPB)是在心脏外科手术过程中广泛应用的一项技术,是由体外系统暂时接管心肺功能,维持血液循环和机体氧气供给的一种技术。随着婴幼儿CPB 手术广泛开展,研究逐步发现由于生理特点的特殊性,婴幼儿术后发生并发症的概率较成人明显增大[1]。炎症反应是CPB 过程中最重要的病理反应,术中产生的炎症因子可直接引起患儿脏器的损伤,进而影响婴幼儿术后的恢复[2]。婴幼儿血容量明显少于成人,故CPB时需要预充库存悬浮红细胞,该类红细胞在保存时会产生大量代谢杂质及炎症介质,研究证明预充库存血是引起患儿CPB 术后炎症反应加重的原因之一[3]。因此,如果能够减少预充库血中代谢杂质和炎症介质,可能会减轻患儿CPB 术后炎症反应。血液回收洗涤技术在临床已广泛应用[4]。本研究将着重探讨该项技术在婴幼儿CPB 中对库血预处理后产生的影响,现报道如下。
1 资料与方法
1.1 一般资料
选取2018年6月~2019年12月大连医科大学附属大连市儿童医院收治的40例行CPB 下单纯室间隔缺损修补手术患儿作为研究对象,按照入院先后顺序的方法进行分组,其中单号为洗涤组(A组,20例),双号为对照组(B组,20例)。A组中,女11例,男9例。B组中,女10例,男10例。两组患儿的性别、年龄、体重、身高等一般资料比较,差异无统计学意义(P>0.05)(表1),具有可比性。本研究经过医院医学伦理委员会批准同意,所有参与的患儿家属均知情同意。
表1 两组患儿一般资料的比较(±s)

纳入标准:①患儿为单纯性室间隔缺损;②需行心内直视手术。
排除标准:①经超声评估可行介入治疗;②同时合并其他需要外科手术处理的心脏结构畸形;③发生心力衰竭等情况需行亚急诊或急诊手术;④术前合并有影响手术预后的疾病。
1.2 CPB 转流设备及转流方法
术中使用Stockert S5 体外循环机(德国史托克公司生产);10 kg 以下应用Terumo FX05 氧合器(日本泰尔茂公司),10 kg 以上应用Maquet 10000 氧合器(上海迈柯唯公司);库血洗涤采用Cell saver5+血液回收机(美国血液技术公司)。
A组患儿:预充血液回收机洗涤预处理后的0.5 U悬浮红细胞。B组患儿:不对库存悬浮红细胞进行任何处理,直接预充。两组患儿所用胶体预充液为20%人血白蛋白(深圳市卫光生物制品股份有限公司,生产批号:S10960053),晶胶比接近0.6∶1,预充液总量为200~250 mL,其中加入4000 U 肝素(江苏万邦生化医药股份有限公司,国药准字H20020247)抗凝。所有患儿采用常温下(35~36℃)高流量[2.2~2.6 L/(m2·min)]方式转流,监测术中红细胞比容(hematocrit,HCT),术中采用常规超滤加零平衡超滤维持HCT 于28%~30%,胶体渗透压18~20 mmHg,停机后采用改良超滤技术以浓缩患儿血液,最终手术结束时HCT>35%。
1.3 观察指标
两组患儿分别在CPB 开始前(T1)、CPB 结束时(T2)、术后6 h(T3)、术后24 h(T4)采动脉血进行肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白介素-6(IL-6)、白介素-10(IL-10)和乳酸(Lac)数值测定,根据所得数值比较两组之间增高水平有无差异。其中,所有标本中除T2 自CPB 管路取样外,其余时间段标本均取自患儿所留置的有创动脉测压管中。比较两组患儿的转流资料,包括预充量、CPB时间、阻断时间等。
1.4 统计学方法
采用SPSS 19.0 统计学软件进行数据分析,计量资料用均数±标准差(±s)表示,两组间比较采用t 检验,组内不同时间点比较采用单因素方差分析;计数资料采用率表示,组间比较采用χ2 检验,以P<0.05 为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 两组患儿转流资料的比较
两组患儿的预充量、CPB时间、阻断时间比较,差异无统计学意义(P>0.05)(表2)。两组患儿术后心脏均自行复跳,术后恢复顺利无并发症发生,顺利出院。
表2 两组患儿转流资料的比较(±s)

2.2 两组患儿不同时间点炎症因子及Lac水平的比较
同组内不同时间点的TNF-α、IL-6、IL-10、Lac水平比较,差异有统计学意义(P<0.05);两组患儿的TNF-α、IL-6、IL-10 水平在T2、T3时持续升高,在T4 下降至低于前两个时间段,但仍旧高于T1(P<0.05);A组患儿的TNF-α、IL-6、IL-10 水平在T2、T3、T4时均低于B组,差异有统计学意义(P<0.05);A组患儿的Lac水平在T2时低于B组,差异有统计学意义(P<0.05);两组其余时间点的各项指标水平比较,差异均无统计学意义(P>0.05)(表3)。
表3 两组患儿不同时间点炎症因子及Lac水平的比较(±s)

 
与本组T1 比较,*P<0.05
3 讨论
3.1 炎症因子
目前我国每年新增先天性心脏病患儿数量超过15 万,CPB 辅助下的心内直视手术是有效治疗婴幼儿先天性心脏病的重要手段,该手术成功与否的关键在于患儿对于CPB 引起的一系列不良反应能否耐受,这些不良反应最终产生的结果就是大量炎症因子的释放[5]。因此炎症反应是CPB 过程中最重要的病理反应。库存悬浮红细胞由于长时间的低温保存,处于一种低温、低pH、高Lac、高K+的状态,因此在CPB 开始前预充库存血是引起炎症反应的主要因素[6]。先天性心脏病的婴幼儿与成人明显的不同,由于患儿体重轻,自身血容量少,在CPB时往往需要预充库存血。CPB 开始后,由于转流速度快,库血与患儿自身血液会在非常短的时间内充分混合,这样等同于快速输血,完全超出了患儿自身的缓冲时间,会引起机体产生应激反应,释放炎症介质[7]。未经处理的库血,其内含有的红细胞破坏后的碎片、释放的K+、代谢产生的Lac 等杂质,这些杂质更容易引起机体内补体激活、氧自由基等不同生物活性产物的释放、内毒素和细胞因子的释放,进而会诱发各类炎症介质的瀑布样释放,引起炎症反应综合征(SIRS)[8-9]。而在转流过程中引起的全身炎症反应、渗透压的改变和血流由搏动性灌注转为平流灌注均可导致全身重要脏器损害[10-11]
通过上述分析笔者认为,减少CPB 预充的库存悬浮红细胞中由于储存所产生的各种代谢废物,尽可能地减少引起机体炎症反应的来源,则在CPB 过程中可减少炎症因子的产生,而IL-6 是启动炎症反应的关键细胞因子[12],本研究的数据同样支持该结论。目前血液回收技术的广泛应用,可以再预冲之前对于库存的悬浮红细胞给予洗涤,以达到清除库存所产生的Lac、破碎的红细胞等杂质的目的,从源头上减轻机体的炎症反应。而且,研究证明血液回收洗涤后红细胞的变形性和术前无差异[13],因此,洗涤后的库血质量可以得到保证。
3.2 Lac水平
TNF-α、IL-6 和Lac 目前被用作检测器官灌注不良的生物标志物[14]。Marecaux 等[15]研究显示,败血性休克患者血液中Lac水平比TNF-α、IL-6 水平更高。Vitek 等[16]报道,血液中的Lac水平有助于预测各种形式休克的预后。婴幼儿CPB 的过程相当于一个缺血再灌注的休克过程,因此监测患儿血液中的Lac水平可监测其组织灌注情况以及对机体功能恢复的评估[17-18]
本研究中,在T2时刻洗涤组的Lac水平低于对照组(P<0.05),但是经过停机后的改良超滤和患儿肾脏的排泄,T3时刻起Lac 降至正常水平,说明单纯室间隔缺损的患儿在正常的CPB 过程中组织灌注是满意的,T2时刻对照组Lac水平的增高,说明是由于外源性Lac 的加入所引起[19-20]。通过洗涤库血,减少悬浮红细胞长时间保存代谢产生的Lac,使得CPB 开始后进入患儿体内的外源性Lac 减少,可降低整体的Lac水平。
综上所述,通过对本研究资料的对比分析结合患儿临床表现,证明了可适用于婴幼儿的CPB 手术,由于在CPB 开始前减少外源性杂质的输入,进而减少术中及术后炎症因子的产生,减轻机体整体的炎症反应,同时由于减少外源性Lac 的输入,降低术后Lac水平,利于患儿的术后恢复。本研究尚存在局限性,首先,本研究是在单个中心进行的,使得本项研究的结果在其他医院的可重复性尚不确定;其次,本研究将纳入标准限制为单一类型的手术,未扩展为各类型的先心病手术;第三,样本量相对较小。因此,还需要多中心大样本的临床随机对照试验以探讨洗涤库血对婴幼儿CPB 手术后炎症因子表达及Lac水平的影响。
[参考文献]
[1]崔洁,姚尧,徐红珍,等.528例先天性心脏病患儿心内直视手术无血预充体外循环的管理[J].中国循环杂志,2018,33(9):894-899.
[2]谭今,于涛,黄克力,等.NT-proBNP、血乳酸、肌钙蛋白I及血浆胱抑素C 等对体外循环心脏手术患者预后的影响[J].实用医学杂志,2018,34(5):755-759.
[3]张小贞,李刚,王树伟,等.优化改良超滤用于婴幼儿心脏手术的临床效果研究[J].中国体外循环杂志,2018,16(2):76-79.
[4]董鹏,车辑,李修良,等.术中自体血液回收对红细胞流变学的影响[J].临床和实验医学杂志,2020,19(4):433-436.
[5]柳磊,杜博英,李滨,等.右美托咪定对婴幼儿心脏手术后免疫功能和炎性因子的影响[J].河北医药,2017,39(7):1014-1016.
[6]郑茂,邹玉,姜天华.中国临床输血不良反应的研究现状及分析[J].国际检验医学杂志,2020,41(4):474-477.
[7]尹明伟,徐军,曾智,等.331名患儿输血不良反应调查及影响因素分析[J].中国输血杂志,2018,31(2):184-186.
[8]Whitaker BI,Belov A,Anderson SA.Progress in US hemovigilance:can we still learn from others?[J].Tranfusion,2019,59(2):433-436.
[9]Resar LM,Frank SM.Bloodless medicine:what to do when you can′t transfuse[J].Hematology Am Soc Hematol Educ Program,2014,2014(1):553-558.
[10]迟巍,刘静,万佳彬.小儿输血不良反应的相关因素分析[J].中国医药,2019,14(2):260-263.
[11]吴柯叶,丁以群,孟保英,等.婴幼儿微小化体外循环手术中超滤的选择性使用[J].中国体外循环杂志,2020,18(1):12-16.
[12]胡如雪,徐坚强,卢根杰.预存联合术中回收式自体输血对择期手术患者的临床研究[J].中华全科医学,2017,15(6):1065-1068.
[13]邵长会,张董瑜,欧珊,等.术中血液回收技术研究进展[J].麻醉安全与质控,2019,3(6):357-361.
[14]Standage SW,Wong HR.Biomarkers for pediatric sepsis and septic shock[J].Expert Rev Anti Infect Ther,2011,9(1):71-79.
[15]Marecaux G,Pinsky MR,Dupont E,et al.Blood lactate levels are better prognostic indicators than TNF and IL-6 levels inpatients with septic shock[J].Intensive Care Med,1996,33(1):404-408.
[16]Vitek V,Cowley RA.Blood lactate in the prognosis of various forms of shock[J].Ann Surg,1971,173(2):308-313.
[17]Lee YS,Kim WY,Yoo JW,et al.Correlation Between Regional Tissue Perfusion Saturation and Lactate Level During Cardiopulmonary Bypass[J].Korean J Anesthesiol,2018,71(5):361-367.
[18]魏碧玉,刘永哲,刘晴晴.婴幼儿体外循环中区域组织氧饱和度监测判断器官氧供需平衡的研究进展[J].武警医学,2019,30(2):177-180.
[19]刘伟,惠磊,王吉寿.预存式自体输血和异体输血对老年脑外科手术患者脑组织氧合和乳酸代谢的影响[J].实用医院临床杂志,2018,15(3):34-37.
[20]黄佳鑫,赵晖,葛振伟,等.改良超滤法在成人微创心脏手术体外循环中的应用[J]中华实用诊断与治疗杂志,2018,32(1):21-24.
Effect of processing banked suspended red blood cells on the expression of inflammatory factors and the level of lactic acid after cardiopulmonary bypass in infants
ZHU Quan-wei LIU Yu-hang LU Xu-ning WEN Ping
Cardiac Center,Dalian Children′s Hospital of Dalian Medical University,Liaoning Province,Dalian 116012,China
[Abstract]Objective To investigate the effect of processing banked suspended red blood cells on the expression of inflammatory factors and the level of lactic acid (Lac) after cardiopulmonary bypass in infants.Methods A total of 40 children who underwent simple ventricular septal defect repair surgery under cardiopulmonary bypass admitted to Dalian Children′s Hospital of Dalian Medical University from June 2018 to December 2019 were selected as the research subjects.According to the order of admission,the odd number was classified into the processing group (group A,n=20),the even number was classified into the control group (group B,n=20).In group A,processing banked suspended red blood cells with cell saver before priming was used,while in group B,banked suspended red blood cells was directly processed.Arterial blood samples were collected before the initiation of cardiopulmonary bypass (T1),end of cardiopulmonary bypass (T2),6 h after surgery (T3),and 24 h after surgery (T4) for tumor necrosis factor-α (TNF-α),interleukin-6 (IL-6),interleukin-10 (IL-10) and Lac tests.The differences in the results of the two groups were compared.Results There were no statistically significant differences in the inflammatory factors and Lac levels at T1 between the two groups (P>0.05).The levels of TNF-α,IL-6 and IL-10 at T2,T3 and T4 in group A were lower than those in group B,and the differences were statistically significant (P<0.05).The level of Lac in group A was lower than in group B at T2,and the difference was statistically significant (P<0.05).There was no significant difference in the diversion data between the two groups (P>0.05).Conclusion The application of processing banked suspended red blood cells to infants′cardiopulmonary bypass surgery can reduce the input of exogenous impurities and Lac,significantly decrease the expression of inflammatory factors and the level of Lac after cardiopulmonary bypass in infants,and ameliorate the systemic inflammatory response,which is beneficial to the recovery of infants after surgery.
[Key words]Red blood cells;Cardiopulmonary bypass;Inflammatory factors;Infants
[中图分类号]R722
[文献标识码]A
[文章编号]1674-4721(2021)2(c)-0017-04
[作者简介]朱全伟(1987-),男,山东淄博人,硕士,主治医师,研究方向:小儿心胸外科,擅长小儿体外循环生命支持
通讯作者文平(1962-),男,辽宁大连人,本科,主任医师,研究方向:小儿心胸外科,擅长小儿心胸疾病治疗
(收稿日期:2020-06-22)