体外循环（cardiopulmonary bypass，CPB）下心脏手术常可过度激活炎性反应和氧化应激，导致全身炎性反应综合征（SIRS），甚至引起多器官功能障碍，是心脏手术后患者死亡的常见原因[1-3]。虽然目前有许多外源性减轻 CPB 后全身炎性反应的措施[4]，但若能调动机体内源性抗损伤机制，可为临床应用开辟新途径。Schmidt 等[5]通过建立猪心肌梗死模型，证实在冠状动脉阻断同时予以肢体 4 周期 5 min 缺血/5 min 再灌注处理可显著改善左室功能，减少心肌梗死面积及恶性心律失常发生率，并首次提出远隔缺血时处理（remote ischemic perconditioning）概念。随后又有临床和动物研究证实远隔缺血时处理对心[6]、脑[7]、肝[8]、肾[9]及 CPB 后全身炎性反应[10]有保护作用。本研究拟进一步评价远隔缺血时处理对 CPB 下心脏瓣膜置换术患者炎性反应和氧化应激的影响。
1 资料与方法
1.1 临床资料和分组
本研究已获本院医学伦理委员会批准，并与患者及其家属签署知情同意书。择期 CPB 下心脏瓣膜置换术患者 60 例，其中男 29 例，女 31 例，年龄 40～60 岁，体质量 45～70 kg。美国麻醉协会（American Society of Anesthesiologists，ASA）分级Ⅱ或Ⅲ级，心功能分级Ⅱ或Ⅲ级，无严重血管疾病、高血压病、糖尿病、消化系统疾病、泌尿生殖系统疾病、血液系统疾病、神经系统疾病、传染病、免疫性疾病、严重肝肾及凝血功能异常、感染和哮喘，围术期未使用激素或免疫抑制剂，患者均非过敏体质。采用随机数字表法，将其分为 2 组（n=30）：对照组（C 组，男 14 例，女 16 例）和远隔缺血时处理组（R 组，男 15 例，女 15 例）。
1.2 手术方法
麻醉前 30 min 肌肉注射吗啡 0.1 mg/kg 和东莨菪碱 0.01 mg/kg。入室后常规监测，建立静脉通路，局麻下行桡动脉穿刺置管，用于监测动脉压。静脉注射咪达唑仑 0.05 mg/kg、芬太尼 5～8 μg/kg、维库溴铵 0.15 mg/kg、丙泊酚 1～2 mg/kg 行麻醉诱导，气管插管后机械通气, VT 8～10 ml/kg，通气频率 10～12 次/min，FiO2 1.0，维持 PETCO2 35～45 mm Hg。麻醉维持：静脉输注丙泊酚 60～100 μg/（kg·min），芬太尼 0.1～0.2 μg/（kg·min），维库溴铵 1～2 μg/（kg·min），转机前和停机后吸入 1% 七氟烷，调节丙泊酚速度维持 BIS 值 40～60。手术采用胸骨正中切口，劈开胸骨后静脉予肝素 3 mg/kg（1 mg=125 U）。依次行主动脉、上腔静脉、下腔静脉插管, 常规建立 CPB。CPB 期间维持 ACT>480 s，浅低温（鼻、肛温 30～33℃），平均动脉压 50～80 mm Hg，红细胞压积 21%～24%，采用 α-稳态血气管理，维持 PaCO2 35～45 mm Hg。所有患者麻醉、手术及 CPB 均由同一组医师完成，采用相同的心肌保护策略，均使用同一组体外循环机。
麻醉诱导后将充气压力式止血带置于患者右下肢备用，根据骨科止血标准充气到 60 kPa，从而可达到阻断灌注。R 组于主动脉阻断后同时对右下肢予以 3 周期的 5 min 充气/5 min 放气模拟缺血/再灌注处理；C 组只将止血带置于右下肢。
1.3 观察指标
于 CPB 前、CPB 结束后即刻、1、6、24 h（T0-4）时采集右颈内静脉血样，采用 ELISA 法检测 IL-6、IL-10 浓度，采用黄嘌呤氧化酶法测定 SOD 活性，采用硫代巴比妥酸比色分析法测定 MDA 浓度（试剂盒均购于南京建成生物有限公司）；采用 LH-750 全自动五分类血液分析仪（Beckman Coulter 公司，美国）做血常规检测患者白细胞计数、单核细胞百分比，并监测患者膀胱温度。于术前 1 d，术后 1、2、3 d 评估患者 SIRS 评分。该评分由以下 4 项组成：① 体温>38℃ 或<36℃；② 心率>90 次/min；③ 呼吸>20 次/min 或过度通气，PaCO2<32 mmHg；④ 外周血白细胞计数>12×109/L 或<4×109/L 或未成熟粒细胞>10%。每符合 1 项加 1 分，当 SIRS 评分≥2 分即可诊断为 SIRS。记录拔管时间和 ICU 停留时间。采用双盲法，结果记录均由不知情的第三者完成。
1.4 统计学分析
采用 SPSS 20.0 统计学软件进行分析，计量资料以均数±标准差（
）表示，采用重复测量设计的方差分析，手术类型比较采用卡方检验。P<0.05 为差异有统计学意义。
2 结果
两组患者计量资料数据均满足 Mauchly 球形检验结果，C 组与 R 组相比，术前心率[（76±6）bpm vs. （78±8）bpm]、血压[（128±16） mm Hg，（122±12 ）mm Hg）]、红细胞（4.6×1012/L±0.6×1012/L vs. 4.5×1012/L±0.5×1012/L）、血红蛋白含量[（135±16）g/L vs.（133±14 g/L）]等差异均无统计学意义，术前禁烟酒 1 月以上。
两组患者均顺利完成手术，无围术期死亡和严重心脑并发症，被处理肢体术后无缺血等并发症。C 组与 R 组相比，一般资料和手术情况及输异体血量[（425±52）ml vs.（398±47）ml]、自体血量[（326±37）ml vs.（318±33）ml）]、术中尿量[（489±86）ml vs.（511±95）ml]、自动复跳率（73.3% vs. 80.0%）、住院时间[（10.6±1.2）d vs.（9.8±1.1）d] 等各指标组间比较差异无统计学意义（P>0.05），R 组拔管时间和住 ICU 时间短于 C 组（P<0.05）；见表 1。
表1
两组患者一般资料和术中情况各指标的比较（
/例）
与 C 组比较，R 组 T1～T3 时血清 IL-6 浓度降低，T2T1T3 时血清 IL-10 浓度升高，T1T1T2 时 SOD 活性升高，T1 时 MDA 浓度降低，T3 时白细胞计数降低，T3～T4 时单核细胞比例升高，T4 时膀胱温降低，术后 1 d SIRS 评分降低（P<0.05）。与 T0 比较，T1～T3 时 C 组血清 IL-6 浓度升高，IL-10 浓度降低（P<0.05）；T1-T2 时 C 组 SOD 活性降低，MDA 浓度升高，R 组血清 IL-6 浓度升高，IL-10 浓度和单核细胞比例降低（P<0.05）；T1 时 R 组 SOD 活性降低（P<0.05）；T1-4 时两组白细胞计数升高，C 组单核细胞比例降低；T3-T4 时 C 组膀胱温升高（P<0.05）；T3 时 R 组膀胱温升高（P<0.05）。与术前 1 d 比较，C 组术后 1～3 d 和 R 组术后 1～2 d SIRS 评分升高（P<0.05），见表 2～5。
表2
两组患者不同时间点血清 IL-6、IL-10 水平的比较（n=30，
）
表3
两组患者不同时间点 SOD、MDA 水平的比较（n=30，
）
表4
两组患者不同时间点白细胞计数、单核细胞比例及体温的比较（n=30，
）
表5
两组患者不同时间点 SIRS 评分的比较（n=30，
）
3 讨论
CPB 下心脏手术，由于非生理性灌注、血液与 CPB 管道材料表面接触、手术创伤、缺血-再灌注、内毒素释放、血液稀释、体温变化等，均可激活炎性介质，促进炎性反应和氧化应激的级联扩大，并导致全身炎症反应和组织器官功能障碍，严重影响患者的预后。
近年来，人们尝试多种方法来减轻 CPB 后全身炎性反应和氧化应激，如应用白细胞滤器、肝素涂层 CPB 管道、各种炎性介质释放抑制剂、炎性介质受体拮抗剂及免疫调控等，但效果并不明显。缺血预处理通过多种机制对靶器官产生保护作用，其作用机制之一即抑制炎性反应[11]。而远隔缺血预处理和后处理由于操作简便、无创，成为近来研究重点。自 Schmidt 等[5]首次提出远隔缺血时处理概念以来，其对靶器官的明显保护效果得到动物实验和临床研究的广泛验证。目前一般认为（远隔）缺血预/后处理具有相似的保护作用和机制，包括多种神经、体液和炎症反应途径。本研究即观察远隔缺血时处理对 CPB 瓣膜置换术患者炎性反应和氧化应激的影响。
IL-6 主要由单核巨噬细胞、T 淋巴细胞、血管内皮细胞产生，是炎性反应的早期敏感标记物。IL-10 主要由单核巨噬细胞、B 淋巴细胞和 T 淋巴细胞产生，是机体质量要的内源性抗炎因子，可抑制炎性因子的合成与释放，有助于减轻炎性因子介导的组织和细胞损伤[12-13]。本研究中 CPB 后血清 IL-6 升高和 IL-10 降低，表明 CPB 后可诱发全身炎性反应。R 组血清 IL-6 升高和 IL-10 降低程度较 C 组低，且较早恢复至术前水平，表明远隔缺血时处理可以抑制炎性反应的程度和缩短炎性反应的时间。
MDA 是脂质过氧化的最终产品，可作为脂质过氧化程度及氧自由基诱导的组织损伤程度的指标。SOD 是一种氧自由基清除剂，反映清除氧自由基的能力。本研究结果显示 CPB 后 MDA 水平增加和 SOD 水平下降，而 R 组 MDA 水平增加和 SOD 水平下降程度低于 C 组，表明远隔缺血时处理可减轻 CPB 后氧化应激。
白细胞计数、单核细胞分类百分比及体温是反映炎性反应的临床常用指标。本研究结果表明，远隔缺血时处理组白细胞计数在 CPB 后早期达到高峰，然后迅速下降，其峰值也低于对照组，而单核细胞百分下降比和体温升高程度小于对照组，这也间接反映了远隔缺血时处理可以减轻全身炎性反应。SIRS 评分是简单、快速评价 SIRS 严重程度的方法，与患者预后相关[14-16]。R 组 SIRS 评分较低，且术后拔管时间和住 ICU 时间短于 C 组，进一步表明远隔缺血时处理后患者全身炎性反应较轻，且术后恢复较快。
炎性反应升高的程度还是持续时间对机体损伤占主导还有待进一步研究，当然更可能是两者综合效果（曲线下面积）。但本研究结果显示远隔缺血时处理可同时减轻炎性反应的升高程度和持续时间，有效减轻 CPB 下心脏瓣膜置换术患者炎性反应和氧化应激。本试验研究对象是人，难以控制试验条件达到组间完全平衡。样本量小、所选指标临床应用有一定限制性、没有进行术后长期随访，以至于无法了解患者长期预后是本研究不足之处。关于远隔缺血处理的最佳实施部位、时间、周期及减轻炎性反应的机制还有待进一步研究。
综上所述，远隔缺血时处理可减轻 CPB 下心脏瓣膜置换术患者炎性反应和氧化应激，促进患者恢复。
体外循环（cardiopulmonary bypass，CPB）下心脏手术常可过度激活炎性反应和氧化应激，导致全身炎性反应综合征（SIRS），甚至引起多器官功能障碍，是心脏手术后患者死亡的常见原因[1-3]。虽然目前有许多外源性减轻 CPB 后全身炎性反应的措施[4]，但若能调动机体内源性抗损伤机制，可为临床应用开辟新途径。Schmidt 等[5]通过建立猪心肌梗死模型，证实在冠状动脉阻断同时予以肢体 4 周期 5 min 缺血/5 min 再灌注处理可显著改善左室功能，减少心肌梗死面积及恶性心律失常发生率，并首次提出远隔缺血时处理（remote ischemic perconditioning）概念。随后又有临床和动物研究证实远隔缺血时处理对心[6]、脑[7]、肝[8]、肾[9]及 CPB 后全身炎性反应[10]有保护作用。本研究拟进一步评价远隔缺血时处理对 CPB 下心脏瓣膜置换术患者炎性反应和氧化应激的影响。
1 资料与方法
1.1 临床资料和分组
本研究已获本院医学伦理委员会批准，并与患者及其家属签署知情同意书。择期 CPB 下心脏瓣膜置换术患者 60 例，其中男 29 例，女 31 例，年龄 40～60 岁，体质量 45～70 kg。美国麻醉协会（American Society of Anesthesiologists，ASA）分级Ⅱ或Ⅲ级，心功能分级Ⅱ或Ⅲ级，无严重血管疾病、高血压病、糖尿病、消化系统疾病、泌尿生殖系统疾病、血液系统疾病、神经系统疾病、传染病、免疫性疾病、严重肝肾及凝血功能异常、感染和哮喘，围术期未使用激素或免疫抑制剂，患者均非过敏体质。采用随机数字表法，将其分为 2 组（n=30）：对照组（C 组，男 14 例，女 16 例）和远隔缺血时处理组（R 组，男 15 例，女 15 例）。
1.2 手术方法
麻醉前 30 min 肌肉注射吗啡 0.1 mg/kg 和东莨菪碱 0.01 mg/kg。入室后常规监测，建立静脉通路，局麻下行桡动脉穿刺置管，用于监测动脉压。静脉注射咪达唑仑 0.05 mg/kg、芬太尼 5～8 μg/kg、维库溴铵 0.15 mg/kg、丙泊酚 1～2 mg/kg 行麻醉诱导，气管插管后机械通气, VT 8～10 ml/kg，通气频率 10～12 次/min，FiO2 1.0，维持 PETCO2 35～45 mm Hg。麻醉维持：静脉输注丙泊酚 60～100 μg/（kg·min），芬太尼 0.1～0.2 μg/（kg·min），维库溴铵 1～2 μg/（kg·min），转机前和停机后吸入 1% 七氟烷，调节丙泊酚速度维持 BIS 值 40～60。手术采用胸骨正中切口，劈开胸骨后静脉予肝素 3 mg/kg（1 mg=125 U）。依次行主动脉、上腔静脉、下腔静脉插管, 常规建立 CPB。CPB 期间维持 ACT>480 s，浅低温（鼻、肛温 30～33℃），平均动脉压 50～80 mm Hg，红细胞压积 21%～24%，采用 α-稳态血气管理，维持 PaCO2 35～45 mm Hg。所有患者麻醉、手术及 CPB 均由同一组医师完成，采用相同的心肌保护策略，均使用同一组体外循环机。
麻醉诱导后将充气压力式止血带置于患者右下肢备用，根据骨科止血标准充气到 60 kPa，从而可达到阻断灌注。R 组于主动脉阻断后同时对右下肢予以 3 周期的 5 min 充气/5 min 放气模拟缺血/再灌注处理；C 组只将止血带置于右下肢。
1.3 观察指标
于 CPB 前、CPB 结束后即刻、1、6、24 h（T0-4）时采集右颈内静脉血样，采用 ELISA 法检测 IL-6、IL-10 浓度，采用黄嘌呤氧化酶法测定 SOD 活性，采用硫代巴比妥酸比色分析法测定 MDA 浓度（试剂盒均购于南京建成生物有限公司）；采用 LH-750 全自动五分类血液分析仪（Beckman Coulter 公司，美国）做血常规检测患者白细胞计数、单核细胞百分比，并监测患者膀胱温度。于术前 1 d，术后 1、2、3 d 评估患者 SIRS 评分。该评分由以下 4 项组成：① 体温>38℃ 或<36℃；② 心率>90 次/min；③ 呼吸>20 次/min 或过度通气，PaCO2<32 mmHg；④ 外周血白细胞计数>12×109/L 或<4×109/L 或未成熟粒细胞>10%。每符合 1 项加 1 分，当 SIRS 评分≥2 分即可诊断为 SIRS。记录拔管时间和 ICU 停留时间。采用双盲法，结果记录均由不知情的第三者完成。
1.4 统计学分析
采用 SPSS 20.0 统计学软件进行分析，计量资料以均数±标准差（
）表示，采用重复测量设计的方差分析，手术类型比较采用卡方检验。P<0.05 为差异有统计学意义。
2 结果
两组患者计量资料数据均满足 Mauchly 球形检验结果，C 组与 R 组相比，术前心率[（76±6）bpm vs. （78±8）bpm]、血压[（128±16） mm Hg，（122±12 ）mm Hg）]、红细胞（4.6×1012/L±0.6×1012/L vs. 4.5×1012/L±0.5×1012/L）、血红蛋白含量[（135±16）g/L vs.（133±14 g/L）]等差异均无统计学意义，术前禁烟酒 1 月以上。
两组患者均顺利完成手术，无围术期死亡和严重心脑并发症，被处理肢体术后无缺血等并发症。C 组与 R 组相比，一般资料和手术情况及输异体血量[（425±52）ml vs.（398±47）ml]、自体血量[（326±37）ml vs.（318±33）ml）]、术中尿量[（489±86）ml vs.（511±95）ml]、自动复跳率（73.3% vs. 80.0%）、住院时间[（10.6±1.2）d vs.（9.8±1.1）d] 等各指标组间比较差异无统计学意义（P>0.05），R 组拔管时间和住 ICU 时间短于 C 组（P<0.05）；见表 1。
表1
两组患者一般资料和术中情况各指标的比较（
/例）
与 C 组比较，R 组 T1～T3 时血清 IL-6 浓度降低，T2T1T3 时血清 IL-10 浓度升高，T1T1T2 时 SOD 活性升高，T1 时 MDA 浓度降低，T3 时白细胞计数降低，T3～T4 时单核细胞比例升高，T4 时膀胱温降低，术后 1 d SIRS 评分降低（P<0.05）。与 T0 比较，T1～T3 时 C 组血清 IL-6 浓度升高，IL-10 浓度降低（P<0.05）；T1-T2 时 C 组 SOD 活性降低，MDA 浓度升高，R 组血清 IL-6 浓度升高，IL-10 浓度和单核细胞比例降低（P<0.05）；T1 时 R 组 SOD 活性降低（P<0.05）；T1-4 时两组白细胞计数升高，C 组单核细胞比例降低；T3-T4 时 C 组膀胱温升高（P<0.05）；T3 时 R 组膀胱温升高（P<0.05）。与术前 1 d 比较，C 组术后 1～3 d 和 R 组术后 1～2 d SIRS 评分升高（P<0.05），见表 2～5。
表2
两组患者不同时间点血清 IL-6、IL-10 水平的比较（n=30，
）
表3
两组患者不同时间点 SOD、MDA 水平的比较（n=30，
）
表4
两组患者不同时间点白细胞计数、单核细胞比例及体温的比较（n=30，
）
表5
两组患者不同时间点 SIRS 评分的比较（n=30，
）
3 讨论
CPB 下心脏手术，由于非生理性灌注、血液与 CPB 管道材料表面接触、手术创伤、缺血-再灌注、内毒素释放、血液稀释、体温变化等，均可激活炎性介质，促进炎性反应和氧化应激的级联扩大，并导致全身炎症反应和组织器官功能障碍，严重影响患者的预后。
近年来，人们尝试多种方法来减轻 CPB 后全身炎性反应和氧化应激，如应用白细胞滤器、肝素涂层 CPB 管道、各种炎性介质释放抑制剂、炎性介质受体拮抗剂及免疫调控等，但效果并不明显。缺血预处理通过多种机制对靶器官产生保护作用，其作用机制之一即抑制炎性反应[11]。而远隔缺血预处理和后处理由于操作简便、无创，成为近来研究重点。自 Schmidt 等[5]首次提出远隔缺血时处理概念以来，其对靶器官的明显保护效果得到动物实验和临床研究的广泛验证。目前一般认为（远隔）缺血预/后处理具有相似的保护作用和机制，包括多种神经、体液和炎症反应途径。本研究即观察远隔缺血时处理对 CPB 瓣膜置换术患者炎性反应和氧化应激的影响。
IL-6 主要由单核巨噬细胞、T 淋巴细胞、血管内皮细胞产生，是炎性反应的早期敏感标记物。IL-10 主要由单核巨噬细胞、B 淋巴细胞和 T 淋巴细胞产生，是机体质量要的内源性抗炎因子，可抑制炎性因子的合成与释放，有助于减轻炎性因子介导的组织和细胞损伤[12-13]。本研究中 CPB 后血清 IL-6 升高和 IL-10 降低，表明 CPB 后可诱发全身炎性反应。R 组血清 IL-6 升高和 IL-10 降低程度较 C 组低，且较早恢复至术前水平，表明远隔缺血时处理可以抑制炎性反应的程度和缩短炎性反应的时间。
MDA 是脂质过氧化的最终产品，可作为脂质过氧化程度及氧自由基诱导的组织损伤程度的指标。SOD 是一种氧自由基清除剂，反映清除氧自由基的能力。本研究结果显示 CPB 后 MDA 水平增加和 SOD 水平下降，而 R 组 MDA 水平增加和 SOD 水平下降程度低于 C 组，表明远隔缺血时处理可减轻 CPB 后氧化应激。
白细胞计数、单核细胞分类百分比及体温是反映炎性反应的临床常用指标。本研究结果表明，远隔缺血时处理组白细胞计数在 CPB 后早期达到高峰，然后迅速下降，其峰值也低于对照组，而单核细胞百分下降比和体温升高程度小于对照组，这也间接反映了远隔缺血时处理可以减轻全身炎性反应。SIRS 评分是简单、快速评价 SIRS 严重程度的方法，与患者预后相关[14-16]。R 组 SIRS 评分较低，且术后拔管时间和住 ICU 时间短于 C 组，进一步表明远隔缺血时处理后患者全身炎性反应较轻，且术后恢复较快。
炎性反应升高的程度还是持续时间对机体损伤占主导还有待进一步研究，当然更可能是两者综合效果（曲线下面积）。但本研究结果显示远隔缺血时处理可同时减轻炎性反应的升高程度和持续时间，有效减轻 CPB 下心脏瓣膜置换术患者炎性反应和氧化应激。本试验研究对象是人，难以控制试验条件达到组间完全平衡。样本量小、所选指标临床应用有一定限制性、没有进行术后长期随访，以至于无法了解患者长期预后是本研究不足之处。关于远隔缺血处理的最佳实施部位、时间、周期及减轻炎性反应的机制还有待进一步研究。
综上所述，远隔缺血时处理可减轻 CPB 下心脏瓣膜置换术患者炎性反应和氧化应激，促进患者恢复。
