术前精氨酸强化PN对结直肠癌病人免疫功能的影响
作者：杨道贵 杨风辉 隋永领 侯守玺 徐春英 魏发才 朱丙昌
单位：山东省聊城市人民医院普通外科(聊城，252000)
关键词：结直肠肿瘤；免疫学；肠外营养；精氨酸
肠外与肠内营养990202 摘要 目的：探讨术前精氨酸强化肠外营养(PN)对结直肠癌病人免疫功能的影响。 方法：选择经病理证实的结直肠癌病人作为研究对象，术前随机分为三组，即对照组给常规术前准备，常规PN组和精氨酸强化PN组除常规准备外，分别给予常规PN和精氨酸强化PN 7天，术前7天和手术当天早晨7：00采集外周静脉血，测定CD3、CD4、CD8、IL-2、NK细胞和NK细胞活性；取同期进行腹股沟疝手术的病人作为正常对照。 结果：三组病人入院时均有明显的免疫功能抑制，常规PN组营养前、后各项免疫指标无显著性差异；而精氨酸强化PN组则有显著改变。 结论：术前常规PN无助于结直肠癌病人免疫功能抑制的改善；精氨酸强化PN则有明显的免疫增强作用。
, http://www.100md.com
中图法分类号 R735.35
The effect of preoperative total parenteral nutrition enriched
with arginine on immune function for patients with colorectal cancer
Yang Daogui,Yang Fenghui,Shui Yongling et al
Department of General Surgery,Liaocheng Peoples Hospital(Shangdong,252000)
Abstract Objectives:To discuss the effect of preopertive TPN enriched with arginine on immune function for patients with colorectal cancer. Methods:All selected patients with colorectal cancer were diagnosed by pathobiology,having normal liver and renal function,without metabolic and immune disease,and no patient accepted radiotherapy,immunetherapy chemotherapy and splenectomy.The patients were divided into three groups randomly:control group,TPN group,and TPN enriched with arginine group.The rountine preoperative preparation was given in control group,in addition that,TPN and arginine enriched TPN were given in other groups for 7 days.The peripheral vein blood was collected in operation day and 7 day before that to calculate the CD3,CD4,CD8,IL-2,NK cell and NK cell activity. Results:All patients had obvious immunodepression at admission.Every object had no significant difference between preoperative and postoperative period in TPN group.It had significant difference in TPN enriched with arginine group. Conclusions:Preoperative TPN has no help in improving immunodepression.TPN enriched with arginine has significant value in promoting immune function,it may improve immunodepression.
, 百拇医药
Key words Colorectal tumor Immune function TPN Arginine
结直肠癌病人常伴有营养不良和免疫功能抑制。如术前不予以纠正，则会增加手术的危险性、术后的死亡率和并发症发生率〔2，3，6〕。为此，国内外学者试图通过围手术期营养支持来改善病人的营养状况和免疫功能。结果表明，术后常规营养支持在改善营养不良方面的作用是可靠的，但无助于免疫功能的改善。新近研究结果显示，术后精氨酸强化PN既能改善病人的营养状况，又能纠正由于手术创伤所致的免疫功能抑制。上述研究大多数为术后研究和肠内营养〔2,6～8〕。为此，我们前瞻性地研究了术前精氨酸强化PN对结直肠癌病人免疫功能的影响，旨在探讨术前精氨酸强化PN是否能改善消化道肿瘤病人的免疫抑制。
1 资料与方法
1.1 研究对象 将1995年1月至1997年12月间择期进行手术治疗并符合下述条件的结直肠癌病人列为研究对象：所有病例均经病理检查证实；无代谢性和免疫性疾病；肝、肾功能正常；未行脾切除；未应用免疫治疗、化学治疗和放射治疗。本组共88例，男53例，女36例，年龄21～75(平均53.68)岁。其中直肠癌49例，左半结肠癌19例，右半结肠癌21例。
, 百拇医药
将上述89例病人随机分为三组，其中对照组29例，常规PN组(简称常PN组)33例，精氨酸强化PN组(简称精PN组)27例。三组病人的一般资料、肿瘤部位、组织学类型、术前准备及术后Duck分期相似，无显著性差异(表1)。另取12例同期拟择期手术治疗的腹股沟疝病人作为正常对照组。
1.2 营养方案 三组病人术前均给予常规肠道准备，包括术前3天开始进无渣饮食，口服缓泄剂和抗菌药物(甲硝唑和红霉素)，手术前一天晚上和当天早晨给予清洁灌肠。此外，常PN组和精PN组术前7天开始给予肠外营养，营养支持方案为每天给予125.52 kJ/kg，采用双能源供能，糖脂比为2∶1，氮量为每天0.2 g，非蛋白热量与氮之比为150∶1，并给予各种维生素和微量元素，精PN组每天额外添加精氨酸30 g。上述各种营养物质，在超净工作台内装入3 L静脉营养袋，配制成全营养混合液，经中心静脉持续输注。
表1 病人的一般资料
, 百拇医药
Tab. 1 Clinical data of three groups
对照组
常PN组
精PN组
n
29
33
27
性别(男/女)
17/12
20/13
16/11
, http://www.100md.com
体重(kg)
55.6±7.1
57.3±6.5
56.8±5.9
肿瘤部位
左半结肠
6
7
6
右半结肠
7
8
6
, http://www.100md.com
直肠
16
18
15
组织学类型
腺癌
17
17
14
未分化癌
8
10
9
粘液细胞癌
, 百拇医药
1
1
0
粘液腺癌
3
5
4
Duck分期
A
0
1
1
B
13
, http://www.100md.com
15
11
C
16
16
15
D
0
1
0
白蛋白(g/L)
36.8±5.3
37.1±8.1
, http://www.100md.com
36.2±4.6
血红蛋白(g/L)
100.9±27.8
103.1±22.1
106±19.9
1.3 观察项目 所有病人手术前7天和手术当天早晨7：00抽取外周静脉血，检测以下指标：①T细胞亚群(包括CD3、CD4、CD8)测定，采用单抗红细胞致敏花环法。②NK细胞和NK细胞活性的测定，前者采用细胞活性测定法，后者采用MTT法。③血清IL-2浓度的测定，采用放射免疫分析法，药盒由上海原子能研究所放射药物研究中心标记部提供。
1.4 统计学处理 采用方差分析和t检验。
2 结果
, 百拇医药
2.1 T细胞亚群 入院时，CD3、CD4、CD8及CD4/CD8，三组病人间相比无差异，但与正常对照组病人相比差异显著；自身前后对比，对照组和常PN组无显著差异；精PN组CD3及CD4明显增加，CD8明显减少，差异非常显著(表2)。
表2 三组病人前、后免疫指标的变化
Tab. 2 Immunological results before and after nutritional support
对照组
常PN组
精PN组
正常人
CD3
, 百拇医药 前
0.45±0.17
0.46±0.11
0.45±0.21
0.76±0.32
后
0.43±0.15
0.47±0.21#
0.77±0.31*
CD4
前
0.35±0.09
, 百拇医药
0.37±0.12
0.35±0.11
0.58±0.23
后
0.33±0.12
0.38±0.22*
0.60±0.15*
CD8
前
0.23±0.14
0.22±0.11
0.23±0.15
, http://www.100md.com
0.09±0.11
后
0.22±0.13
0.21±0.09#
0.08±0.10*
CD4/CD8
前
1.54±0.21
1.61±0.19
1.64±0.12
5.98±1.54
, 百拇医药 后
1.49±0.22
1.69±0.17#
6.49±2.75*
NK细胞(%)
前
15.13±1.51
15.87±0.18
16.11±1.09
21.19±2.48
后
15.03±1.76
, 百拇医药
15.98±1.27#
20.78±1.79*
NK细胞活性(%)
前
33.35±2.09
32.98±3.01
33.12±2.87
49.92±5.34
后
33.67±3.11
34.45±2.78#
, 百拇医药
46.43±4.21*
IL-2水平(μg/L)
前
8.78±1.08
8.59±1.78
9.01±1.12
11.45±1.98
后
8.08±1.51
9.12±1.13#
12.78±2.27*
, 百拇医药
#自身前后和与对照组相比无显著差异(P>0.05)
*自身前后和与对照组及常PN组相比差异非常显著(P<0.01)，与正常人相比差异不显著(P>0.05)
2.2 NK细胞活性 与正常人相比，三组病人入院时NK细胞活性明显降低，但三者相比无显著性差异。自身前后对比，对照组有所下降，常规PN组有所增加，但差异无显著意义，而精氨酸强化PN组则明显增加(表2)。
2.3 血清IL-2浓度 精氨酸强化PN组血清IL-2浓度明显增加，与其他两组相比均存在显著性差异，对照组有所降低，常规PN组有所增加，但差异均无显著意义(表2)。
3 讨论
凡肿瘤病人多伴有免疫功能的抑制，表现为NK细胞活性下降，外周血液中CD3和CD4数量的减少、CD8数量的增加，以及CD4/CD8比值的下降和IL-2浓度的降低〔2，3，6，7〕。本组病人入院时均有明显的细胞免疫功能抑制。上述免疫指标与正常人相比均有显著性差异。如果术前不尽力纠正免疫功能的抑制，将会增加术后发生感染的危险性，并促使恶性实体肿瘤的扩散。因此，术前纠正病人的免疫功能抑制具有重要的临床意义。
, http://www.100md.com
围手术期合理的营养支持，能纠正消化道肿瘤病人的负氮平衡，增加蛋白质的合成，从而改善营养不良，在这一方面PN的作用是肯定的〔1～3，6〕。但PN在改善营养状态的同时，是否也改善了恶性肿瘤病人的免疫抑制状态，仍是一个有争议的问题。Cerra等〔1〕认为常规PN不能纠正肿瘤病人的免疫抑制。在我们先期的研究中，也证明常规PN支持能够改善病人的营养状况，但不能纠正免疫抑制〔3〕。不过这些研究均在术后进行，病人同时存在手术应激所致的免疫抑制，故并不能真正说明常规PN是否能够纠正肿瘤病人的免疫抑制。为此，我们选择结肠癌病人进行术前研究，以排除手术创伤所致的免疫抑制。本研究结果表明，结直肠癌病人术前经7天的常规PN支持后，NK细胞活性，CD3、CD4、CD4/CD8比值及血清IL-2的浓度均较对照组和营养支持前稍高，但这些差异均无显著性意义。由此可见，术前常规PN对消化道肿瘤病人没有明显的免疫增强作用，但也没有显示出免疫抑制作用。
精氨酸是一种半必需氨基酸。大量实验研究发现，精氨酸具有组织特异性(tissue-specific)免疫刺激作用。当给予药理剂量时，可明显改善机体的免疫功能。它能增加T淋巴细胞对ConA和PHA反应性，增加CD4细胞，降低切口感染的发生率，缩短住院时间。精氨酸还可提高外周血NK细胞数目、NK细胞活性及LAK细胞活性，并可促进IL-2的产生，增加细胞毒性T细胞的功能及诱导IL-2R的表达〔1～7〕。但是，既往的研究多限于动物实验或肠内营养，精氨酸强化PN对人体免疫功能影响的研究较少，且主要是术后研究〔8〕。本研究结果显示，在结肠癌病人，术前给予精氨酸强化PN后，CD3、CD4及CD4/CD8明显升高；NK细胞及NK细胞活性，血清IL-2的水平均较应用前显著升高，与正常对照组相比无显著性差异；与对照组和常规PN组相比均有显著性差异。这说明精氨酸强化PN具有明显的免疫增强作用。
, 百拇医药
总之，结直肠癌病人均伴有不同程度的免疫抑制，术前常规PN并不能纠正病人的免疫抑制，精氨酸强化PN具有明显的免疫增强作用，它能提高CD3和CD4的百分比，减少CD8的百分比，增加NK细胞的数目，而且也增强NK细胞活性和IL-2的分泌。
参考文献
1 Cerra FB.Hypermetabolism,organ failure and metabolic support.Surgery,1987,101:1
2 Daly JM,Reynolds J,Thom A et al.Immue and metabolic effects of arginine in the surgical patient.Ann Surg,1988,208:51224
3 杨道贵，朱丙昌，侯守玺 等.围手术期结肠癌病人的肠外营养支持.肠外与肠内营养，1996，3：108
, 百拇医药
4 Gianotti L,Alexander JW,Pyles T et al.Arginine-supplemented diets improve survival in gut-derived sepsis and peritonitis by modulating bacterial clearance.Ann Surg,1993,217:644
5 杨道贵，梅文杰.外科感染与营养支持.肠外与肠内营养，1995，2：252
6 Britenden J,Park KGM,Hayes PD et al.Effect of arginine on natural cytotoxicity in cancer patients and heal the volunteers.Br J Surg,1992,79:442
7 彭承宏，彭淑牖，苏 英 等.术后早期肠道摄入精氨酸对病人免疫功能的影响(附40例分析).中国实用外科杂志，1996，16：479
8 彭俊生，王吉甫，王 欣.精氨酸强化肠外营养在胃肠癌根治术后的应用价值.中国实用外科杂志，1998，18：30
(1998-09-26收稿), 百拇医药
单位：山东省聊城市人民医院普通外科(聊城，252000)
关键词：结直肠肿瘤；免疫学；肠外营养；精氨酸
肠外与肠内营养990202 摘要 目的：探讨术前精氨酸强化肠外营养(PN)对结直肠癌病人免疫功能的影响。 方法：选择经病理证实的结直肠癌病人作为研究对象，术前随机分为三组，即对照组给常规术前准备，常规PN组和精氨酸强化PN组除常规准备外，分别给予常规PN和精氨酸强化PN 7天，术前7天和手术当天早晨7：00采集外周静脉血，测定CD3、CD4、CD8、IL-2、NK细胞和NK细胞活性；取同期进行腹股沟疝手术的病人作为正常对照。 结果：三组病人入院时均有明显的免疫功能抑制，常规PN组营养前、后各项免疫指标无显著性差异；而精氨酸强化PN组则有显著改变。 结论：术前常规PN无助于结直肠癌病人免疫功能抑制的改善；精氨酸强化PN则有明显的免疫增强作用。
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中图法分类号 R735.35
The effect of preoperative total parenteral nutrition enriched
with arginine on immune function for patients with colorectal cancer
Yang Daogui,Yang Fenghui,Shui Yongling et al
Department of General Surgery,Liaocheng Peoples Hospital(Shangdong,252000)
Abstract Objectives:To discuss the effect of preopertive TPN enriched with arginine on immune function for patients with colorectal cancer. Methods:All selected patients with colorectal cancer were diagnosed by pathobiology,having normal liver and renal function,without metabolic and immune disease,and no patient accepted radiotherapy,immunetherapy chemotherapy and splenectomy.The patients were divided into three groups randomly:control group,TPN group,and TPN enriched with arginine group.The rountine preoperative preparation was given in control group,in addition that,TPN and arginine enriched TPN were given in other groups for 7 days.The peripheral vein blood was collected in operation day and 7 day before that to calculate the CD3,CD4,CD8,IL-2,NK cell and NK cell activity. Results:All patients had obvious immunodepression at admission.Every object had no significant difference between preoperative and postoperative period in TPN group.It had significant difference in TPN enriched with arginine group. Conclusions:Preoperative TPN has no help in improving immunodepression.TPN enriched with arginine has significant value in promoting immune function,it may improve immunodepression.
, 百拇医药
Key words Colorectal tumor Immune function TPN Arginine
结直肠癌病人常伴有营养不良和免疫功能抑制。如术前不予以纠正，则会增加手术的危险性、术后的死亡率和并发症发生率〔2，3，6〕。为此，国内外学者试图通过围手术期营养支持来改善病人的营养状况和免疫功能。结果表明，术后常规营养支持在改善营养不良方面的作用是可靠的，但无助于免疫功能的改善。新近研究结果显示，术后精氨酸强化PN既能改善病人的营养状况，又能纠正由于手术创伤所致的免疫功能抑制。上述研究大多数为术后研究和肠内营养〔2,6～8〕。为此，我们前瞻性地研究了术前精氨酸强化PN对结直肠癌病人免疫功能的影响，旨在探讨术前精氨酸强化PN是否能改善消化道肿瘤病人的免疫抑制。
1 资料与方法
1.1 研究对象 将1995年1月至1997年12月间择期进行手术治疗并符合下述条件的结直肠癌病人列为研究对象：所有病例均经病理检查证实；无代谢性和免疫性疾病；肝、肾功能正常；未行脾切除；未应用免疫治疗、化学治疗和放射治疗。本组共88例，男53例，女36例，年龄21～75(平均53.68)岁。其中直肠癌49例，左半结肠癌19例，右半结肠癌21例。
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将上述89例病人随机分为三组，其中对照组29例，常规PN组(简称常PN组)33例，精氨酸强化PN组(简称精PN组)27例。三组病人的一般资料、肿瘤部位、组织学类型、术前准备及术后Duck分期相似，无显著性差异(表1)。另取12例同期拟择期手术治疗的腹股沟疝病人作为正常对照组。
1.2 营养方案 三组病人术前均给予常规肠道准备，包括术前3天开始进无渣饮食，口服缓泄剂和抗菌药物(甲硝唑和红霉素)，手术前一天晚上和当天早晨给予清洁灌肠。此外，常PN组和精PN组术前7天开始给予肠外营养，营养支持方案为每天给予125.52 kJ/kg，采用双能源供能，糖脂比为2∶1，氮量为每天0.2 g，非蛋白热量与氮之比为150∶1，并给予各种维生素和微量元素，精PN组每天额外添加精氨酸30 g。上述各种营养物质，在超净工作台内装入3 L静脉营养袋，配制成全营养混合液，经中心静脉持续输注。
表1 病人的一般资料
, 百拇医药
Tab. 1 Clinical data of three groups
对照组
常PN组
精PN组
n
29
33
27
性别(男/女)
17/12
20/13
16/11
, http://www.100md.com
体重(kg)
55.6±7.1
57.3±6.5
56.8±5.9
肿瘤部位
左半结肠
6
7
6
右半结肠
7
8
6
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直肠
16
18
15
组织学类型
腺癌
17
17
14
未分化癌
8
10
9
粘液细胞癌
, 百拇医药
1
1
0
粘液腺癌
3
5
4
Duck分期
A
0
1
1
B
13
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15
11
C
16
16
15
D
0
1
0
白蛋白(g/L)
36.8±5.3
37.1±8.1
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36.2±4.6
血红蛋白(g/L)
100.9±27.8
103.1±22.1
106±19.9
1.3 观察项目 所有病人手术前7天和手术当天早晨7：00抽取外周静脉血，检测以下指标：①T细胞亚群(包括CD3、CD4、CD8)测定，采用单抗红细胞致敏花环法。②NK细胞和NK细胞活性的测定，前者采用细胞活性测定法，后者采用MTT法。③血清IL-2浓度的测定，采用放射免疫分析法，药盒由上海原子能研究所放射药物研究中心标记部提供。
1.4 统计学处理 采用方差分析和t检验。
2 结果
, 百拇医药
2.1 T细胞亚群 入院时，CD3、CD4、CD8及CD4/CD8，三组病人间相比无差异，但与正常对照组病人相比差异显著；自身前后对比，对照组和常PN组无显著差异；精PN组CD3及CD4明显增加，CD8明显减少，差异非常显著(表2)。
表2 三组病人前、后免疫指标的变化
Tab. 2 Immunological results before and after nutritional support
对照组
常PN组
精PN组
正常人
CD3
, 百拇医药 前
0.45±0.17
0.46±0.11
0.45±0.21
0.76±0.32
后
0.43±0.15
0.47±0.21#
0.77±0.31*
CD4
前
0.35±0.09
, 百拇医药
0.37±0.12
0.35±0.11
0.58±0.23
后
0.33±0.12
0.38±0.22*
0.60±0.15*
CD8
前
0.23±0.14
0.22±0.11
0.23±0.15
, http://www.100md.com
0.09±0.11
后
0.22±0.13
0.21±0.09#
0.08±0.10*
CD4/CD8
前
1.54±0.21
1.61±0.19
1.64±0.12
5.98±1.54
, 百拇医药 后
1.49±0.22
1.69±0.17#
6.49±2.75*
NK细胞(%)
前
15.13±1.51
15.87±0.18
16.11±1.09
21.19±2.48
后
15.03±1.76
, 百拇医药
15.98±1.27#
20.78±1.79*
NK细胞活性(%)
前
33.35±2.09
32.98±3.01
33.12±2.87
49.92±5.34
后
33.67±3.11
34.45±2.78#
, 百拇医药
46.43±4.21*
IL-2水平(μg/L)
前
8.78±1.08
8.59±1.78
9.01±1.12
11.45±1.98
后
8.08±1.51
9.12±1.13#
12.78±2.27*
, 百拇医药
#自身前后和与对照组相比无显著差异(P>0.05)
*自身前后和与对照组及常PN组相比差异非常显著(P<0.01)，与正常人相比差异不显著(P>0.05)
2.2 NK细胞活性 与正常人相比，三组病人入院时NK细胞活性明显降低，但三者相比无显著性差异。自身前后对比，对照组有所下降，常规PN组有所增加，但差异无显著意义，而精氨酸强化PN组则明显增加(表2)。
2.3 血清IL-2浓度 精氨酸强化PN组血清IL-2浓度明显增加，与其他两组相比均存在显著性差异，对照组有所降低，常规PN组有所增加，但差异均无显著意义(表2)。
3 讨论
凡肿瘤病人多伴有免疫功能的抑制，表现为NK细胞活性下降，外周血液中CD3和CD4数量的减少、CD8数量的增加，以及CD4/CD8比值的下降和IL-2浓度的降低〔2，3，6，7〕。本组病人入院时均有明显的细胞免疫功能抑制。上述免疫指标与正常人相比均有显著性差异。如果术前不尽力纠正免疫功能的抑制，将会增加术后发生感染的危险性，并促使恶性实体肿瘤的扩散。因此，术前纠正病人的免疫功能抑制具有重要的临床意义。
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围手术期合理的营养支持，能纠正消化道肿瘤病人的负氮平衡，增加蛋白质的合成，从而改善营养不良，在这一方面PN的作用是肯定的〔1～3，6〕。但PN在改善营养状态的同时，是否也改善了恶性肿瘤病人的免疫抑制状态，仍是一个有争议的问题。Cerra等〔1〕认为常规PN不能纠正肿瘤病人的免疫抑制。在我们先期的研究中，也证明常规PN支持能够改善病人的营养状况，但不能纠正免疫抑制〔3〕。不过这些研究均在术后进行，病人同时存在手术应激所致的免疫抑制，故并不能真正说明常规PN是否能够纠正肿瘤病人的免疫抑制。为此，我们选择结肠癌病人进行术前研究，以排除手术创伤所致的免疫抑制。本研究结果表明，结直肠癌病人术前经7天的常规PN支持后，NK细胞活性，CD3、CD4、CD4/CD8比值及血清IL-2的浓度均较对照组和营养支持前稍高，但这些差异均无显著性意义。由此可见，术前常规PN对消化道肿瘤病人没有明显的免疫增强作用，但也没有显示出免疫抑制作用。
精氨酸是一种半必需氨基酸。大量实验研究发现，精氨酸具有组织特异性(tissue-specific)免疫刺激作用。当给予药理剂量时，可明显改善机体的免疫功能。它能增加T淋巴细胞对ConA和PHA反应性，增加CD4细胞，降低切口感染的发生率，缩短住院时间。精氨酸还可提高外周血NK细胞数目、NK细胞活性及LAK细胞活性，并可促进IL-2的产生，增加细胞毒性T细胞的功能及诱导IL-2R的表达〔1～7〕。但是，既往的研究多限于动物实验或肠内营养，精氨酸强化PN对人体免疫功能影响的研究较少，且主要是术后研究〔8〕。本研究结果显示，在结肠癌病人，术前给予精氨酸强化PN后，CD3、CD4及CD4/CD8明显升高；NK细胞及NK细胞活性，血清IL-2的水平均较应用前显著升高，与正常对照组相比无显著性差异；与对照组和常规PN组相比均有显著性差异。这说明精氨酸强化PN具有明显的免疫增强作用。
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总之，结直肠癌病人均伴有不同程度的免疫抑制，术前常规PN并不能纠正病人的免疫抑制，精氨酸强化PN具有明显的免疫增强作用，它能提高CD3和CD4的百分比，减少CD8的百分比，增加NK细胞的数目，而且也增强NK细胞活性和IL-2的分泌。
参考文献
1 Cerra FB.Hypermetabolism,organ failure and metabolic support.Surgery,1987,101:1
2 Daly JM,Reynolds J,Thom A et al.Immue and metabolic effects of arginine in the surgical patient.Ann Surg,1988,208:51224
3 杨道贵，朱丙昌，侯守玺 等.围手术期结肠癌病人的肠外营养支持.肠外与肠内营养，1996，3：108
, 百拇医药
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(1998-09-26收稿), 百拇医药