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编号:10213380
缺血预处理对体外循环心脏直视手术患者特异性免疫功能的影响
http://www.100md.com 《中国现代医学杂志》 2000年第4期
     作者:刘愚勇 陈胜喜

    单位:刘愚勇(北京安贞医院心外科 100029);陈胜喜(湖南医科大学湘雅医院心胸外科)

    关键词:缺血预处理;细胞免疫;体液免疫;心肺转流

    中国现代医学杂志000410目的:体外循环心脏直视手术比其他手术更易影响病人的免疫功能,目前认为其具体机制包括:手术创伤、体外循环中血细胞的破坏、非组织配型输血、心肌缺血再灌注损伤、低温以及炎性因子的释放。缺血预处理已证实有较强的心肌保护作用,是一种内源性保护方法。该研究旨在探讨缺血预处理与术后免疫功能之间的关系。方法:将20例体外循环心脏直视手术患者随机分成实验组及对照组,实验组采用3’-3’缺血预处理方案,对照组不作缺血预处理。分别检测各病人术前、术后1 d、术后4 d以及术后7 d外周血中T辅助细胞(CD+4)、T抑制细胞(CD+8)、CD+4/CD+8、免疫球蛋白IgG和IgM活性的水平。结果:各例患者术后反应机体特异性免疫功能的指标均下降,T淋巴细胞以T辅助细胞下降明显。实验组T细胞亚群在术后4 d左右恢复正常,与对照组有明显差异;IgG和IgM的水平在术后4 d即接近正常,术后7 d完全恢复,与对照组有显著差异。结论:CPB可减弱病人的免疫功能,实施缺血预处理方案有助于患者术后免疫功能的恢复。
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    分类号 R654.1

    THE EFFECT OF SPECIFIC IMMUNITY FUNCTION OF ISCHEMIA

    PRECONDITIONING TO EXTERNAL CIRCULATION CARDIAC

    OPERATION UNDER DIRECT VISION PATIENTS

    Liu Yuyong Chen Shengxi

    (Department of Extracardial Surgery of Beijing Anzhen Hospital)

    Objective: Cardiopulmonary bypass heart operation can affect patients immunocompetence easier than other operations, the mechanism includes: operation injury, the damage of blood cells in the external circulation, non-histocompatibility blood-transfusion, myocardial ischemia reperfusion injury, low temperature and inflammation factor release. It is proved to be effective that pretreat of ischemia as an endogenous protection can protect the myocardial. Our research aim is discuss the relationship between pretreat of ischemia and the postoperation immunocompetence. Methods: 20 patients who accept the cardiopulmonary bypass heart operation and divided into test group and contrast group randomized, the test group used 3’-3’pretreat of ischemia, the randomized group did not. Measure the T helping cell (CD+4), T suppreor cell (CD+8), CD+4/CD+8, the level of immunoglobulin IgG and immunoglolulin IgM in the periphery blood at preoperation, postoperation one day, four days and seven days. Results: All levels reflect body specificity immunocompetence depressed postoperatively in every patient, especially the T helping cell (CD+4). T cell subgroup became normal 4 days postoperatively in test group, which has significant difference with the contrast group; IgG IgM is nearly normal 4 days postoperatively and normal 7 days postoperatively, which has significant difference with the contrast group. Conclusions: As CPB can decrease patients immunocompetence, so the pretreat of Ischemia method is helpful to the recovery of patients’ postoperatively immunocompetence.
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    Key words: Pertreat of Ischemia, cytoimmunity, Humrimmunity, Cardiopulmonary Thansperfusion

    近年来,缺血预处理被证明对心肌缺血再灌注损伤有较强的内源性的保护作用[1],并能够通过抑制转录因子而减少细胞因子的产生,从而减少血管内炎症反应[2]。本研究旨在探讨缺血预处理对机体特异性免疫功能的影响,为进一步研究心脏外科手术后免疫功能下降的机制及预防措施提供依据。

    1 材料与方法

    1.1 一般资料

    选择20例心脏直视手术患者(术前心功能Ⅰ或Ⅱ级),术前均无免疫系统疾病,无服用影响免疫系统功能药物史。随机将其分为对照组和实验组,实验组男7例,女3例,年龄(24.9±12.7)岁;对照组男5例,女5例,年龄(18.4±12.6)岁。所有病例均按常规作气管内插管静吸复合麻醉,并建立监测系统。采用Sarn's 7400滚压式血泵及西京90型鼓泡式氧合器。体内肝素化按3 mg/kg给予。术中采用含氧冷晶血为心停搏液。CPB停止用鱼精蛋白中和肝素。术前所有病人均静脉给予抗生素先锋5号或西力欣。缺血预处理方案:实验组术中主动脉阻断3 min,开放3 min(保持肛温35~37 ℃),而后再阻断进行手术。对照组先转流6 min再按常规手术。实验组与对照组相比,术前心功能、手术时间、体外循环时间、主动脉阻断时间、术中温度、术中术后输血量、术中术后激素用量等均无统计学差异,详见表1。
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    表1 两组患者术中情况 分组

    手术时间

    (min)

    体外循环时间

    (min)

    主动脉阻断时间

    (min)

    最低肛温

    (℃)

    鼻咽温

    (℃)

    输血量

    (ml)
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    激素用量

    (DXM*mg)

    实验组

    210±72

    90±44

    54±27

    30.1±2.9

    28.6±1.9

    330±40

    15±5

    对照组

    196±84

    69±26
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    41±16

    31.2±2.4

    29.2±2.1

    310±50

    12±4

    1.2 检测项目及方法

    分别于术前及术后1,4,7 d抽外周血测定T细胞亚群和免疫球蛋白,用亲合素-生物素-复合物(avidin-biotin-complex)法测定T辅助细胞(CD4),T抑制细胞(CD8)及其比值(CD4/CD8)。用速率散射比浊测定血清中IgG和IgM的含量。

    1.3 统计方法

    以均数±标准差表示测定结果,采用自身配对t检验和t'检验进行统计学分析,P<0.05认为有统计学差异。
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    2 结果

    2.1 T细胞亚群百分值变化

    各研究对象术后CD+4、CD+4/CD+8较术前明显下降,实验组4 d即恢复正常,对照组1周恢复正常,详见表2。

    表2 T细胞亚群百分值(±s) 分组

    时间

    CD+4

    CD+8
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    CD+4/CD+8

    实验组

    术前

    32±14

    23±8

    1.39±0.35

    术后第1天

    19±61)

    24±7

    0.84±0.261) 3)

    术后第4天
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    26±11

    23±4

    1.20±0.384)

    术后第7天

    33±12

    22±5

    1.48±0.38

    对照组

    术前

    31±9

    20±5

    1.53±0.25
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    术后第1天

    15±51)

    30±111)

    0.5±0.091)

    术后第4天

    20±51)

    27±92)

    0.83±0.231)

    术后第7天

    27±7

    21±7
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    1.35±0.41

    注:1)术前与术后比较P<0.01

    2)术前与术后比较P<0.05

    3)实验组与对照组比较P<0.01

    4)实验组与对照组比较P<0.05

    2.2 免疫球蛋白值测量

    各研究对象术后1 d,IgG和IgM水平较术前明显下降,实验组IgM于术后第4天恢复正常,对照组术后1周恢复正常;实验组IgG于术后第7 d恢复正常,与对照组比较存在显著差异,详见表3。

    表3 免疫球蛋白测定值(±s) 分组
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    时间

    IgG(g/l)

    IgM(mg/l)

    实验组

    术前

    13.48±1.24

    2 230±553

    术后第1天

    8.52±3.281)

    1 280±7601)

    术后第4天

    11.69±2.552)
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    1 780±816

    术后第7天

    14.09±1.383)

    2 489±8084)

    对照组

    术前

    13.13±1.62

    1 969±477

    术后第1天

    6.26±2.401)

    1 036±3191)
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    术后第4天

    8.26±1.761)

    1 377±3671)

    术后第7天

    11.27±1.831)

    1 933±479

    注:1)术前与术后比较P<0.01

    2)术前与术后比较P<0.05

    3)实验组与对照组比较P<0.01

    4)实验组与对照组比较P<0.05
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    3 讨论

    3.1 体外循环手术对患者特异性免疫功能的影响

    机体的特异免疫包括细胞免疫与体液免疫,前者主要是T淋巴细胞在抗原物质作用下的免疫反应。后者是指B类淋巴细胞分化成熟为浆细胞,合成抗体所发挥的免疫作用。表现在术后早期T辅助细胞CD4减少,CD4/CD8比值倒置,IgG和IgM下降。本实验再次成功地证明这一点。心脏手术引起免疫抑制的机制尚不完全清楚。目前认为包括以下几点:手术创伤本身;体外循环过程中血细胞的破坏;术中术后大量输血;心肌缺血再灌注损伤;低温;细胞因子的释放等[3];心脏直视手术后患者处于一种炎症反应激活状态,急性时相蛋白升高,免疫功能失衡,易感染条件至病菌[4]。据报导术后细胞免疫的恢复大于7 d,体液免疫的恢复约7~14 d,手术时间长、心肺转流时间长、术前心功能差者,免疫功能恢复时间则会延长[1,2]
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    3.2 缺血预处理对免疫功能的影响

    1986年Murry等发现,心肌经过多次短暂的缺血再灌注不但没有发生累积损伤,反而使心肌获得了某种内在特性,增加了其对随后而来的较长时间缺血的耐受能力,称之为缺血预处理[2]。迄今为止,已有大量的动物试验及临床实践证明了缺血预处理的确有很强的心肌保护效应,但其具体机制尚未完全弄清,目前已有假说包括腺甘学说,血管内皮源性介质学说,ATP敏感性K通道开放学说,自由基学说及热休克蛋白学说等。本研究采用3’-3’缺血预处理方案,分别测定术前和术后细胞免疫与体液免疫的动态变化,发现:细胞免疫方面实验组术后4 d CD4和CD4/CD8即恢复到术前水平,而对照组在术后7 d接近术前水平;体液免疫方面试验组术后7 d IgG恢复至术前水平,对照组尚未恢复;实验组术后4 d IgM已恢复,与对照组差别显著。本次实验观察到:3’-3’方案缺血预处理缩短了体外循环心脏手术后免疫功能抑制的时间,使大部分患者在术后4 d左右免疫功能恢复或接近正常。
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    3.3 缺血预处理影响心脏手术后免疫反应的可能机制

    缺血预处理组与对照组相比,手术时间、转流时间、术中温度、术中输血和服用激素均无差异,因此缺血预处理影响术后免疫功能恢复的机制主要集中在减少心肌缺血再灌注损伤和细胞因子的释放。目前国外许多学者注意到了心脏手术前后细胞因子的变化,并将其分为致炎性因子和抗炎性因子,前者包括IL-1,6,8和TNF,后者包括IL-10。实验证明血管内皮细胞受损与炎性因子如IL-8和TNF的激活密切相关。受损的内皮细胞可激活炎性因子,炎性因子又可加重内皮细胞的损伤。所以缺血预处理在减少心肌再灌损伤的同时也必然影响了细胞因子的平衡[5~6]。研究表明心脏直视手术后2~4 h炎性因子大量增加,术后一周左右恢复正常[7]。抗炎性因子IL-10的出现高峰继于炎性因子的分泌高峰。IL-10可激活炎性因子的拮抗物质,如IL-1ra等,减轻炎性因子的反应,有利于机体免疫平衡的恢复[8]。由此我们可以推测,心脏手术后炎性因子分泌大量增加,激活了中性粒细胞及其他炎症细胞分泌大量组织毒性物质,破坏了机体内环境的平衡,造成机体免疫功能的下降,随着抗炎性因子IL-10的产生启动了IL-1受体拮抗剂等物质,减轻了机体免疫功能的负荷,有利于免疫功能的恢复。在缺血预处理的过程中,心肌血管内皮细胞释放某种物质,减弱炎性因子的激活,早期启动抗炎因子的产生,因此有助于术后早期免疫功能恢复。由于实验条件的限制,本研究未能深入检验心脏手术患者术后细胞因子的变化,无法提出直接的证据。随着分子生物学技术的发展,缺血预处理与机体免疫功能的关系将在基因水平得到阐明。
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    参 考 文 献

    ery bypass graft or cholecytectomy.Clin Exp Immunol,1992;89:255~260

    1,Murry CE,Jenning RB.Preconditioning with ischmia:a delay of lethal cell injury in ischmic myocardium.Circulation,1986;74:1124~1136

    2,Vladimir V Kravchenko.Endotoxin tolerance is induced in Chinese hamster ovary cell lines expressing human CD14.Shock,1996;5(3):194~201

    3,Mcbrtde WT.Cytokine balance and immunosuppressive changes at cardiac surgery:contrasting response between patient and isolated CPB circuits.British Journal of Anaesthesia,1995;75:724~733
, 百拇医药
    4,Markewitz.Regulation of acute phase response after cardiopulmonary by pass by immunomodulation.Am Thorac Surg,1993;55:389~394

    5,Thomas V Bilfinger.Evidence of immunocyte stimulatory molecules in plasma of patients undergoing cardiopulmonary bypass.Journal of Cardiovascular Surgery,1993;34:129~133

    6,Wolfe JHN.Suppressive serum,suppressor lymphocytes,and death from burns.Ann Surg,1981;193:513

, 百拇医药     7,Yves Tabardel.Corticosteroids increase blood interleukin-10 levels during cardiopulmonary bypass in men.Surgery,1996;119:76

    8,Cassatelia MA.Il-10 upregulates Il-1 receptor antagonist from lipopolysaccharide stimulated polymorphonuclear leucocytes by declaring mRNA degradation.Journal of Experimental Medicine,1994;179:1695

    收稿1999-08-19, 百拇医药