不同方式冠状动脉旁路移植术后炎性因子的对比研究
【摘要】 目的 对比研究体外循环下冠状动脉旁路移植术（CCABG）和非体外循环下冠状动脉旁路移植术（OPCAB）围手术期炎性因子变化。方法 42例不稳定心绞痛患者随机分为CCABG组（20例）和OPCAB组（22例） ；分别于麻醉诱导后、再灌注后5 min、术后第 2 h、4 h、12 h、24 h经桡动脉采取血样标本，使用放射免疫法分别测定每份标本中肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白介素（IL）-6、IL-8和IL-10的浓度。结果 两组患者术前血浆TNF-α、IL-6、IL-8和IL-10水平无显著性差异，CCABG组术后TNF-α、IL-6、IL-8和IL-10水平明显升高，而OPCAB组术后血浆中只有IL-6和IL-8水平较术前明显升高；两组相比，CCABG组TNF-α、IL-8和IL-10血浆水平高于OPCAB组，差异有显著性（P<0.05）。结论 体外循环是导致CCABG术后炎性反应的主要因素。
【关键词】 体外循环；冠状动脉旁路移植术；炎性因子；
Abstract: OBJECTIVE To invest the relation between perioperative inflammatory response and extracorporeal circulation(ECC) by comparing the perioperative release levels of inflammatory cytokines and myocardial tissue injury between conventional coronary artery bypass grafting(CCABG) and off-pump coronary artery bypass grafting(OPCAB). METHODS Forty-two patients with instable angina underwent coronary artery bypass grafting were randomly divided into two group: CCABG group (20 cases) and OPCAB group (22 cases). In all patients, blood samples were collected from the radial artery after induction of anesthesia and 5 min, 2 h,4 h,12 h and 24 h after reperfusion to measure the serum levels of tumor necrosis factor (TNF)-α，interleukin (IL)-6，IL-8 and IL-10 by radioimmunoassay method. RESULTS The basic levels of TNF-α,IL-6,IL-8 and IL-10 two groups were similar.After surgery, the levels of TNF-α，IL-6，IL-8 and IL-10 increased remarkably in CCABG of group, whereas only IL-6 and IL-8 increased significantly in OPCAB group,and there were significant differences of TNF-α，IL-8，IL-10 between two groups（P<0.05）. CONCLUSION ECC might be the major factors inducing inflammatory response after CCABG.
Key words： Extracorporeal circulation; CABG; Inflammatory cytokines
为了客观地比较体外循环下冠状动脉旁路移植术（CCABG）和非体外循环下冠状动脉旁路移植术（OPCAB）对机体的影响，本研究对CCABG术和OPCAB术的患者围手术期血浆肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白介素（IL）-6、IL-8、IL-10进行了动态检测，以明确二种手术方法引起的炎性反应差异。
1 资料与方法
1.1 临床资料 选择42例冠状动脉多支病变，需接受第一次CCABG的患者。所选患者均无瓣膜疾病、感染性疾病和服用类固醇激素，OPCAB组22例， CCABG组20例。手术为完全再血管化并由同一术者完成，。
1.2 手术方法 所有患者均采用静脉复合麻醉。胸骨正中切口，采用胸膜外法游离左乳内动脉（LIMA）技术［1］，同时游离大隐静脉（SV）备用。CCABG术在浅低温，心脏停跳下完成所有靶血管的远端吻合。OPCAB术心脏稳定器（Stabilizer）采用OctupusⅢ型负压吸引系统。
1.3 标本采集和检测 每个患者分别于麻醉诱导后，再灌注后5 min，术后第 2 h、4 h、12 h、24 h经桡动脉采取血样标本，使用放射免疫法分别测定每份标本中TNF-α、IL-6、IL-8和IL-10浓度（使用SN-682型放射免疫γ计数器）。并于术前，术后第12 h，24 h采取静脉血样标本，使用自动双抗体夹心酶联免疫荧光测定法分别测定心肌肌钙蛋白（cTnI）和心肌肌酸磷酸激酶同工酶（CKMB）。TNF-α、IL-6、IL-8和IL-10的检测灵敏度分别为0.3 ng/ml、0.1ng/ml、0.2 ng/ml、3 ng/ml，正常值分别为0.3～24.3 ng/ml、0.1～3.2 ng/ml、 0.2～9.6 ng/ml、（25.56±4.28）ng/ml。
1.4 统计分析 所有计量数据用(±s )表示，两组之间炎性因子比较采用非配对t检验，组内各时间点炎性因子的比较采用配对t检验，P<0.05为差异有显著性。数据统计均采用stata7.0软件分析。
2 结果
两组病例在年龄、心功能、远端吻合口数等方面差异无显著性。无围手术期心肌梗死、肺部和神经系统等并发症，均痊愈出院。
两组血浆中TNF-α、IL-6、IL-8和IL-10水平在麻醉诱导后差异无显著性（P>0.05）。CCABG组术后TNF-α、IL-6、IL-8和IL-10水平明显升高，术后4 h后开始下降；OPCAB组术后IL-6和IL-8水平也明显升高，但与CCABG组相比，IL-8水平差异有显著性（P<0.05），IL-6水平差异无显著性（P>0.05），而TNF-α和IL-10术后无明显升高。见图1～图4。
图1 CCABG和OPCAB两组TNF-α变化比较（略）
图2 CCABG和OPCAB两组IL-6变化比较（略）
图3 CCABG和OPCAB两组IL-8变化比较（略）
图4 CCABG和OPCAB两组IL-10变化比较（略）
3 讨论
一般认为，CCABG后炎性反应的启动因素有以下三个方面：①非生理性灌注造成的组织缺血再灌注损伤；②循环管道等异物与血液接触、肝素－鱼精蛋白复合物形成等诱发的全身补体系统的激活、炎性因子释放、白细胞和内皮细胞的激活［2-3］；③以肠道为主的内脏器官屏障功能削弱导致的内毒素释放入血［4］。临床表现为术后非感染性发热、白细胞增多、毛细血管通透性增高、组织间隙液体积聚等，严重时可导致不稳定的高动力循环状态和多器官功能衰竭［5］。在ECC中起作用的细胞因子主要有白细胞介素和肿瘤坏死因子等，它们均属于免疫因子。
本项实验中，TNF-α在CCABG术后早期明显升高。而在接受OPCAB的患者中，TNF-α术后无明显升高，由此可以提示我们，ECC是引起冠状动脉旁路移植术后TNF-α升高的主要原因。另外，有报道［6］恢复再灌注后，缺血心肌内TNF-α的释放入血，成为其重要来源，并进一步激活中性粒细胞，出现“呼吸爆发”而产生大量氧自由基、颗粒酶体及花生四烯酸产物，进一步加重炎性反应，导致再灌注损伤。
已有研究［7］表明，IL-6既有促炎又有抗炎属性，IL-6的增高可导致内源性介质的释放，急性期炎症的发生，诱导其它免疫因子和内分泌因子的广泛释放。本项研究的数据显示：术后4 h以内，CCABG组和OPCAB组的血浆IL-6水平均达到高峰，两组间差异无显著性。Franke等的研究也发现：非心脏的胸部手术引起同样程度的术后IL-6升高，并且CCABG和OPCAB术后的IL-6升高程度无差异［8］。这提示我们，ECC并不是引起冠状动脉旁路移植术中IL-6释放的主要因素，而外科手术本身造成的组织创伤可能是IL-6释放的最重要因素，而且IL-6水平可能与外科组织创伤程度相关。
IL-8是非常强效的促炎因子，它来源于不同类型细胞， IL-8的主要作用是在炎性反应中趋化中性粒细胞，它对中性粒细胞的趋化力高于任何已知的趋化因子。本项实验中，IL-8水平在OPCAB和CCABG术后都较术前明显升高，但在CCABG组中升高的更明显，两组差异有极显著性，Struber的研究［9］也发现CCABG术后IL-8水平明显高于小切口的冠状动脉移植术（MIDCAB）后的IL-8水平。由此提示：ECC是造成CCABG术后IL-8释放的关键因素。
IL-10是近年来发现的一种在肝脏合成的有效的抗炎因子，在许多炎性并发症中，IL－10释放是一种保护性反应。它在改善缺血再灌注损伤过程中扮演非常重要的角色［10］。本项实验发现在CCABG组中，IL－10水平在再灌注后早期出现升高，而在接受OPCAB的患者中无明显变化。这个结果提示我们：ECC过程中IL-10的表达可能是机体对TNF-α和IL-8释放所引起的炎性反应的一种自身保护机制；而在OPCAB的患者中，少量的TNF-α和IL-8不足以引起IL-10的大量表达。已有研究［11］表明：对ECC的患者使用皮质醇类激素，是通过皮质醇类激素促进IL-10的释放，得以对心、肺起到保护的作用。在李建立等的研究中［12］，ECC后，TNF-α峰值和IL-10的峰值呈正相关，ECC所致的全身炎性反应综合征发生过程中，致炎因子和抗炎因子均参与了对机体的损伤。所以，促炎和抗炎反应之间的平衡可能在减轻ECC带来的损害影响中更加重要。
在本项研究中，术前血浆中TNF-α、IL-6、IL-8和IL-10水平较其它一些中报道的要高，我们认为这与检测方法和所用试剂盒不同有关。另外，由于CCABG组的麻醉时间和手术时间较OPCAB组长，两组的再血管化过程存在差异等，对手术后炎性因子水平都存在一定的影响，无法将这些方面的影响与ECC所区分，而这些影响又直接与使用ECC有关，故一并作为ECC考虑。最后需要指出的是：本项研究不是随机分组且样本数量较少，尚不足以说明两种手术方法所带来术后临床结果上的较大差异，需要进一步研究。
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