不同剂量乌司他丁对体外循环患者中性粒细胞核因子-κB活性的影响

                 作者：李建立，赵砚丽，韩广彦，赵志勇，闫志军，李喜龙  

【摘要】  目的 观察不同剂量乌司他丁对体外循环(CPB)患者中性粒细胞(PMN)核因子κB(NF-κB)活性的影响。方法 选择在CPB下行心脏直视手术的法洛四联症患儿60例，随机分成乌司他丁1组(U1组)、乌司他丁2组(U2组)和对照组(C组),每组20例。U1组给乌司他丁1.0万U/kg,U2组给乌司他丁2.0万U/kg,用生理盐水稀释至20 ml,于麻醉诱导后切皮前经中心静脉推注半量,另半量加入预充液中。C组以等量生理盐水替代, 用法同上。分别于麻醉后手术前(T1)、CPB开始后30 min(T2)、CPB停止后30 min(T3)、4 h(T4)和24 h(T5)抽取桡动脉血3 ml,分离中性粒细胞，用ELISA法检测NF-κB活性。结果 三组患者PMN NF-κB 活性在CPB开始后均逐渐升高,CPB停止后30 min达到峰值,之后逐渐下降，但在CPB停止后24 h三组患者PMN NF-κB活性均依然高于术前水平; U1组、U2组NF-κB 活性在T2～T5均低于C组(P<0.05);U2组NF-κB活性在T2～T4均低于U1组(P< 0.05)。结论 乌司他丁可以降低CPB患者PMN NF-κB的活性，且2.0万U/kg组对NF-κB活性的抑制作用比1.0万U/kg组更强。

【关键词】  乌司他丁; 体外循环; 中性粒细胞; 核因子-κB

　　Abstract: OBJECTIVE To study the effects of different doses of ulinastatin on the NF-κB activity of polymorphonuclear neutrophils in patients with cardiopulmonary bypass(CPB) .METHODS 60 congenital tetralogy of Fallot patients were randomly divided into three groups of 20 each,ulinastatin (U1) group:10 000U/kg,ulinastatin (U2) group:20 000U/kg,control (C) group used equal normal saline.3 milliliter radial artery blood was collected after induction of anesthesia(T1), 30 min after start of CPB(T2),30 min(T3),4 hours(T4) and 24 hours(T5) after end of CPB. PMN NF-κB activity was tested in ELISA.RESULTS The value of PMN NF-κB activity showed a progressive rise after the begin of CPB，the climax value of PMN NF-κB activity was got T3，then it declined. But PMN NF-κB activity at T5 was still higher than that T1 . The PMN NF-κB activity in treatment group was lower than that in control group T2,T3,T4 and T5. The PMN NF-κB activity in U2 group was lower than that in U1 group T2,T3 and T4.CONCLUSION Ulinastatin can reduce the activity of PMN NF-κB,and the inhibition action of U2 group is better than U1 group in patients undergoing CPB.

　　Key words： Ulinastatin; Cardiopulmonary bypass;Polymorphonuclear neutrophils;NF-κB

　　体外循环(cardiopulmonary bypass,CPB)可触发一系列全身炎症反应, CPB中许多因素如血液与CPB管道直接接触,手术创伤,器官缺血再灌注,术中体温的改变等,均可引起全身炎症反应[1]。而核因子-κB ( nuclear factor -κB,NF-κB)是多种细胞因子和炎性介质的基因转录和级联放大过程的共同通路和作用位点,它的活化可加重CPB及心肌缺血再灌注损伤中的炎性反应[2]。乌司他丁(Ulinastatin) 为广谱的蛋白水解酶抑制剂,具有抑制炎性介质产生的作用。我们已有研究表明乌司他丁对CPB患者的PMN NF-κB活性有抑制作用，但不同剂量乌司他丁对CPB患者的PMN NF-κB活性的作用是否一样尚无定论，本实验旨在探讨不同剂量乌司他丁对CPB下心内直视手术患者NF-κB活性的影响。

　　1 资料与方法

　　1.1 病例选择与分组 选择心功能Ⅲ-Ⅳ 级、择期CPB下行法洛四联症根治术患者60例，男性32例，女性28例，年龄4～8岁，体重10.0～24.5kg。随机分成乌司他丁1组(U1组)、乌司他丁2组(U2组)和对照组(C组),每组20例。所有患者均无肝肾功能障碍、糖尿病、重度贫血及近期使用皮质激素等。

　　1.2 麻醉及CPB方法 全部病例均于术前30 min肌注吗啡0.1 mg/kg,东莨菪碱0.01 mg/kg,麻醉诱导为芬太尼5 μg/kg,咪唑安定0.15 mg/kg,万可松1.5 mg/kg,气管插管全身麻醉,麻醉维持应用芬太尼25～30 μg/kg,间断应用万可松、异丙酚或异氟烷吸入麻醉。CPB均采用Sarns-8000人工心肺机,希健-Ⅰ型膜式氧合器和科威动脉微栓过滤器。羟乙基淀粉130/0.4、红细胞等预充,晶胶比0.4～0.6∶1。转机前常规肝素化(3 mg/kg),CPB中追加肝素抗凝,保持ACT>480 s。灌注流量80～120 ml/(kg·min),术中维持血压40～60 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa) 。血液中度稀释,中度降温。St. Thomas液间断灌注心脏。停机后按1∶1用量以鱼精蛋白中和体内肝素。

　　1.3 用药方法、标本采集及指标测定 U1组给乌司他丁(广东天普生物化学制药有限公司,每支5万U)1.0万U/kg,U2组给乌司他丁2.0万U/kg，用生理盐水稀释至20 ml,于麻醉诱导后切皮前经中心静脉推注半量,另半量加入预充液中。C组以等量生理盐水替代, 用法同上。分别于麻醉后手术前(T1)、CPB开始后30 min(T2)、CPB停止后30 min(T3)、4 h(T4)和24 h(T5)抽取桡动脉血3 ml,肝素抗凝(肝素化血不抗凝)，测定红细胞比积(Hct)，分离中性粒细胞(密度梯度离心法)，并于-70 ℃以下贮存待测。用ELISA法(试剂盒购自ADL公司)测定中性粒细胞(PMN)核因子-κB(NF-κB)活性。由于CPB期间血液稀释因素, 所得数值由Hct值按如下公式进行校正:

　　校正值=测得值×( CPB前Hct值/Hct测得值)

　　1.4 统计学处理 应用SPSS 11.0 统计软件进行统计分析,所有数据用均数±标准差(±s)表示。组内比较采用重复测量数据的方差分析,组间比较采用单因素方差分析, P<0.05认为差异有统计学意义。

　　2 结 果

　　2.1 三组患者一般资料比较无统计学差异，见表1。

　　2.2 三组患者PMN NF-κB 活性在CPB开始后均逐渐升高,于CPB停止后30 min达到峰值, 之后逐渐下降，但在CPB停止后24 h 三组PMN NF-κB活性均依然高于术前水平; U1组和U2组在T2～T5时点PMN NF-κB活性均低于C组(P< 0.05);U2组在T2～T4时点PMN NF-κB活性低于U1组(P<0.05),见表2。表1 病例分组及一般资料比较表2 三组患者不同时点PMN NF -κB活性的比较注：与T1相比, # P<0.05, ##P< 0.01; 与C组相比, ▲ P<0.05,▲▲P< 0.01; 与U1组相比, *P<0.05

　　3 讨 论

　　CPB引起的全身炎症反应是导致CPB术后组织、器官损伤的重要因素[3]。在心脏直视手术中,CPB一旦建立,机体不可避免地面临多方面打击，促发肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、白介素(IL)-6、IL-8、IL-10 等多种炎性介质的瀑布样释放,导致全身炎症反应,并引起组织损伤和器官功能障碍[4]。

　　NF-κB是具有基因转录调节作用的蛋白质因子,几乎存在于所有细胞中,调节着编码细胞因子、生长因子、趋化因子、细胞粘附分子和一些有关健康及疾病的蛋白基因，广泛参与多种细胞因子和炎性介质的基因转录和级联放大过程[2]。有研究显示NF-κB在CPB引起的全身炎症反应中起重要作用[2,5]。乌司他丁是一种典型的Kuniz型的蛋白酶抑制剂,具有两个活性功能区，两个活性功能区均有广谱抑酶作用,能够同时抑制胰蛋白酶、磷脂酶A2、透明质酸酶、弹性蛋白酶等多种蛋白酶的活性[6]。研究证明中性粒细胞对机体的防御起重要作用,也是重要的炎性细胞,其内容物具有组织损伤的作用,在全身炎症反应中起重要作用，被认为是炎症消散的关键[7,8]。本实验中，我们检测了对照组和乌司他丁组患者中性粒细胞NF-κB的表达活性,结果显示随着CPB的启动三组患者PMN NF-κB活性均逐渐增高,并于CPB停止后30min达到峰值，说明CPB过程中的各种因素确实可以引起PMN NF-κB活化，这一结果与Chandrasekar等[9]的结果相符。

　　本实验结果显示，U组各时间点PMN NF-κB活性明显低于C组，说明在CPB过程中使用乌司他丁的确具有降低PMN NF-κB活性，减少其活化的作用。这与我前面的研究结果乌司他丁对CPB患者中性粒细胞NF-κB的活性有抑制作用相一致。

　　本研究结果亦显示，U2组在CPB开始后30 min、CPB停止后30 min、4 h PMN NF-κB活性低于U1组，说明乌司他丁降低CPB患者PMN NF-κB活性的作用与所用乌司他丁的剂量有关，且在小剂量范围内，乌司他丁的剂量越大，其抑制作用越强。但在更大剂量时其作用是否如此尚有待进一步探讨。

【】
  　　[1] Wan S, Le Clerc JL, Vincent JL. Inflammatory response to cardiopulmonary bypass[J]. Chest, 1997, 112 (3) : 676-692.

　　[2] 尹光明,喻田,余志豪. 核因子kappa B与体外循环炎性反应[J]. 国外医学麻醉学与复苏分册,2004, 25 (6) : 353 - 356.

　　[3] Hsu LC. Current concepts on the adult respiratory distress syndrome[J] . J Cardiothorac VascAnesth,1997,11:376 - 378.

　　[4] Park KW, Tofukuji M, Metais C, et al. Attenuation of endotheliumdependent dilation of pig pulmonary arterioles after cardiopulmonary bypass is prevented by monoclonal antibody to complement c5a[J]. Anesth Analg,1999,89 (1):42-48.

　　[5] Meldrum DR ,Donnahoo KK.Role of TNF in mediating renal insufficiency following cardiac surgery: evidence of a postbypass cardiorenal syndrome[J]. J Surg Res,1999,85 (2):18-21.

　　[6] Pugia MJ ,Takemura T,Kuwajima S, et al.Clinical utility of a rapid test for uristatin[J]. Clin Biochem, 2002, 35(2):1052-1101.

　　[7] Van Dyke Te,Serhan CN.Resolution of inflammation:a new para -digm for the pathogenesis of periodontal disease[J]. J Dent Res,2003,82(2):82-90.

　　[8] Simon HU.Neutrophil apoptosis pathways and their modifica -tions in inflammation[J]. Immunol Rev,2003,193(2):101-110.

　　[9] Chandrasekar B ,Smith JB ,Freeman GL.Ischemia-reperfusion of rat myocardium activates nuclear factor-KappaB and induces neutrophil infiltration via lipopolysaccharide-induced CXC chemokine[J]. Circulation,2001,103(18) :2296-2302.