引用本文： 夏道奎, 刘云, 胡旭. 体外循环手术后血浆PAF、IL-8、IFN-γ的变化及其意义. 中国胸心血管外科临床杂志, 2014, 21(2): 212-215. doi: 10.7507/1007-4848.20140062 复制
体外循环是治疗心脏外科疾病及心脏创伤的重要方法，由于体外循环手术对组织损伤较大、手术时间较长，而且术中不可避免的要挤压肺组织，牵拉刺激气管，引起气管痉挛、呼吸道分泌物增多，再加上气管内插管等侵入性操作，术后极易发生急性肺损伤/急性呼吸窘迫综合征（acute lung injury/acute respiratory distress syndrome ，ALI/ARDS）等呼吸系统并发症[1]。近年来有研究证明，血浆中血小板激活因子（platelet activating factor，PAF）、γ-干扰素（interferon-γ，IFN-γ）及白细胞介素8（interleukin-8，IL-8）在术后ALI/ARDS中的作用比较突出[2]。我们测定体外循环手术后不同时间段患者血浆中PAF、IL-8、IFN-γ的浓度变化，并进行了相关性分析，探讨其在ALI/ARDS的诊断、治疗及预后中的临床意义。
1 资料与方法
1.1 研究对象
选择2012年6月至2013年6月在三峡大学第一临床医学院胸心外科行体外循环手术的患者为研究对象。依据制定的纳入和排除标准筛选病例，纳入标准为：（1）均为行传统胸骨正中径路开胸手术患者，不包括胸腔镜等微创手术方式；均采用气管内插管＋全身麻醉方式手术。（2）年龄18～60岁。排除标准为：（1）合并胸外伤；（2）有内分泌疾病和慢性肝肾功能障碍史；（3）有肺部感染治疗未愈或长期慢性肺部疾病史。最终确定75例患者纳入本研究。75例患者中根据术后是否发生ALI/ARDS，分为ALI/ARDS组：28例，男20例、女8例，（53.6±8.2）岁；对照组：47例，男32例、女15例，（56.9±11.8）岁，术后未发生ALI/ARDS。本研究经宜昌市伦理委员会批准，所有患者均知情。
1.2 ALI/ARDS的诊断标准
参照美国胸科学会和欧洲危重病学会于1994年制订的ALI/ARDS诊断标准[3]。
1.3 方法
1.3.1 标本采集
用乙二胺四乙酸盐（EDTA）抗凝管于术前48 h、术后48 h、96 h和144 h采集患者外周静脉血5 ml，并按100 ng/ml的量向抗凝管内加入脂多糖，以3000 r/min离心10 min后分离血浆，-70℃冰箱保存备检。
1.3.2 PAF、IL-8、IFN-γ测定
采用双抗体夹心酶联免疫吸附测定（ELISA）法测定，用酶标仪分别在波长450 nm和492 nm处测定其OD值，应用ELISA分析软件计算其含量。
1.4 统计学分析
用SPSS 18.0统计软件进行统计处理，结果中数据用均数±标准差（
2 结 果
2.1 临床结果
所有患者围术期均给予吸氧、抗炎、抑酸、止血、止痛、祛痰和营养支持等对症处理；28例发生ALI/ARDS患者经积极对症和相应的治疗后完全康复。
2.2 体外循环手术前、后血浆PAF、IL-8、IFN-γ的比较
体外循环手术后血浆PAF、IL-8、IFN-γ浓度均较术前明显升高（P<0.05），见表 1。
表1
75例患者体外循环手术前、后PAF、IL-8、IFN-γ的比较（2.3 两组患者不同时段血浆PAF、IL-8和IFN-γ的比较
ALI/ARDS组患者血浆IL-8、IFN-γ于术后48 h达高峰，以后呈逐渐下降趋势，1周后接近正常水平；PAF于术后96 h达高峰，以后有降低趋势。术后ALI/ARDS组患者血浆PAF、IL-8、IFN-γ于术后48 h、96 h、144 h的表达均较对照组明显升高（P<0.05）；见表 2。
表2
两组患者不同时段血浆PAF、IL-8和IFN-γ的动态变化（2.4 ALI/ARDS组中PAF、IL-8、IFN-γ的相关性分析
ALI/ARDS组中PAF与IL-8、IFN-γ无明显相关性（r=0.08，P=0.76；r=0.29，P=0.87），IL-8与IFN-γ呈正相关（r=0.57，P=0.03）。
3 讨 论
随着心脏外科技术的发展，体外循环参与的心内直视手术的手术技巧已日趋成熟，体外循环心内直视手术在很多医院得到了开展。根据手术病种和手术复杂程度的不同，综合文献报道，手术死亡率仍在2.8％～14.8％ [4]，大部分并发症或死亡原因与呼吸功能衰竭有关[5]。为降低手术死亡率，提高患者的生存质量，体外循环过程及术后肺保护至关重要。大量的临床实践和理论研究证明，ALI/ARDS已成为体外循环手术后最常见的并发症。炎症介质在ALI/ARDS的发病机制中起到了重要作用[6]。有研究报道，多种炎性因子的基因多态性位点与ALI/ARDS等炎性疾病的易感性和结局均有一定的关系，但不同实验室的结果却不尽相同[7-9]。究其原因，除了人群、实验设计方面的不同以外，最根本的原因是ALI/ARDS的病理生理过程极其复杂[10]。一方面，机体产生大量的促炎细胞因子，激发细胞的防御反应，以消灭入侵的病原体，促进组织修复；另一方面，机体产生抗炎介质，以对抗已生成的炎症介质，下调炎症介质的生成，以达到控制全身炎症反应在恰当范围内的目的[11]。促炎和抗炎细胞因子之间相互拮抗又相互促进，形成许多正、负反馈环，导致“炎症级联效应”的发生[12-13]。因此，我们推测细胞因子很可能是以某种组合方式对体外循环手术后ALI/ARDS等并发症的发生和结局产生影响，它们之间存在着相互作用的关系，需要进行系统研究。我们的研究目的在于通过检测体外循环手术后血浆PAF、IL-8和IFN-γ水平，进一步明确各因子在体外循环手术后并发ALI/ARDS中的作用，以及从分子水平了解影响并发症轻重的免疫学指标，以期达到指导临床治疗、改善预后、减少并发症发生的目的。
PAF参与血小板-中性粒细胞的相互作用，机制复杂，多种细胞因子、化学介质参与其中的病理生理过程[14-15]。PAF在ALI和核转录因子-κB的激活中发挥着重要的作用[16]，有研究显示PAF乙酰水解酶可有效降低大鼠重症胰腺炎并发的肺损伤[17-18]。我们的研究结果显示，体外循环手术后血浆PAF水平明显增高（P<0.05），且与ALI/ARDS的发生密切相关。因此，体外循环手术后抑制PAF活化，对抗其炎性作用，是一种新的预防和治疗ALI/ARDS的方法[19]。
IFN-γ由自然杀伤细胞和T淋巴细胞分泌，与免疫刺激活化相关，能够上调MHCⅡ表达，增加肿瘤坏死因子α（TNF-α）和白细胞介素1（IL-1）的产量[20]。IFN-γ可使巨噬细胞表面MHC-Ⅱ类分子的表达增加，增强中性粒细胞的吞噬能力及抑制Th2细胞产生白细胞介素4（IL-4），因此，在炎症早期IFN-γ升高幅度很大[21]。这些研究表明血清IFN-γ浓度的升高与ALI/ARDS的发生及其严重程度有关。我们的研究亦得出类似的结果，对该因子的深入研究，将为体外循环手术后肺部并发症的治疗提供新的思路。
白细胞介素8（IL-8）是趋化性细胞因子超家族的一员，其最主要的生物活性作用在于趋化中性粒细胞，并促进其细胞脱颗粒，是创伤反应的早期信使分子[22-23]。有文献报道胸部手术后6 h、12 h血清IL-8水平均较正常对照组增高，且随着时间推移增高明显；24 h后IL-8水平开始下降，但仍高于正常对照组[24]。Babusyte [25]和Eickmeier等[26]的研究证实IL-8 水平在ARDS患者的痰及肺泡灌洗液中显著升高。我们的研究结果显示，血浆IL-8在体外循环手术后明显增高（P<0.05），ALI/ARDS组较对照组显著增高（P<0.01）。ALI/ARDS组中PAF与IL-8、IFN-γ无明显的相关性（r=0.08，P=0.76；r=0.29，P=0.87）。IL-8与IFN-γ呈正相关（r=0.57，P=0.03）。
我们的研究结果表明PAF、IL-8、IFN-γ在ALI/ARDS中表达有明显的意义，且IL-8与IFN-γ间存在相关性。炎症介质的生物化学和免疫学检测的临床价值还有待进一步确定[27]，体外循环手术后肺保护研究是目前研究的热点[28]，相信针对发病机制的药物开发应用能为体外循环手术后预防和治疗ALI/ARDS带来历史性的突破，将进一步提高体外循环手术后患者的存活率。
体外循环是治疗心脏外科疾病及心脏创伤的重要方法，由于体外循环手术对组织损伤较大、手术时间较长，而且术中不可避免的要挤压肺组织，牵拉刺激气管，引起气管痉挛、呼吸道分泌物增多，再加上气管内插管等侵入性操作，术后极易发生急性肺损伤/急性呼吸窘迫综合征（acute lung injury/acute respiratory distress syndrome ，ALI/ARDS）等呼吸系统并发症[1]。近年来有研究证明，血浆中血小板激活因子（platelet activating factor，PAF）、γ-干扰素（interferon-γ，IFN-γ）及白细胞介素8（interleukin-8，IL-8）在术后ALI/ARDS中的作用比较突出[2]。我们测定体外循环手术后不同时间段患者血浆中PAF、IL-8、IFN-γ的浓度变化，并进行了相关性分析，探讨其在ALI/ARDS的诊断、治疗及预后中的临床意义。
1 资料与方法
1.1 研究对象
选择2012年6月至2013年6月在三峡大学第一临床医学院胸心外科行体外循环手术的患者为研究对象。依据制定的纳入和排除标准筛选病例，纳入标准为：（1）均为行传统胸骨正中径路开胸手术患者，不包括胸腔镜等微创手术方式；均采用气管内插管＋全身麻醉方式手术。（2）年龄18～60岁。排除标准为：（1）合并胸外伤；（2）有内分泌疾病和慢性肝肾功能障碍史；（3）有肺部感染治疗未愈或长期慢性肺部疾病史。最终确定75例患者纳入本研究。75例患者中根据术后是否发生ALI/ARDS，分为ALI/ARDS组：28例，男20例、女8例，（53.6±8.2）岁；对照组：47例，男32例、女15例，（56.9±11.8）岁，术后未发生ALI/ARDS。本研究经宜昌市伦理委员会批准，所有患者均知情。
1.2 ALI/ARDS的诊断标准
参照美国胸科学会和欧洲危重病学会于1994年制订的ALI/ARDS诊断标准[3]。
1.3 方法
1.3.1 标本采集
用乙二胺四乙酸盐（EDTA）抗凝管于术前48 h、术后48 h、96 h和144 h采集患者外周静脉血5 ml，并按100 ng/ml的量向抗凝管内加入脂多糖，以3000 r/min离心10 min后分离血浆，-70℃冰箱保存备检。
1.3.2 PAF、IL-8、IFN-γ测定
采用双抗体夹心酶联免疫吸附测定（ELISA）法测定，用酶标仪分别在波长450 nm和492 nm处测定其OD值，应用ELISA分析软件计算其含量。
1.4 统计学分析
用SPSS 18.0统计软件进行统计处理，结果中数据用均数±标准差（
2 结 果
2.1 临床结果
所有患者围术期均给予吸氧、抗炎、抑酸、止血、止痛、祛痰和营养支持等对症处理；28例发生ALI/ARDS患者经积极对症和相应的治疗后完全康复。
2.2 体外循环手术前、后血浆PAF、IL-8、IFN-γ的比较
体外循环手术后血浆PAF、IL-8、IFN-γ浓度均较术前明显升高（P<0.05），见表 1。
表1
75例患者体外循环手术前、后PAF、IL-8、IFN-γ的比较（2.3 两组患者不同时段血浆PAF、IL-8和IFN-γ的比较
ALI/ARDS组患者血浆IL-8、IFN-γ于术后48 h达高峰，以后呈逐渐下降趋势，1周后接近正常水平；PAF于术后96 h达高峰，以后有降低趋势。术后ALI/ARDS组患者血浆PAF、IL-8、IFN-γ于术后48 h、96 h、144 h的表达均较对照组明显升高（P<0.05）；见表 2。
表2
两组患者不同时段血浆PAF、IL-8和IFN-γ的动态变化（2.4 ALI/ARDS组中PAF、IL-8、IFN-γ的相关性分析
ALI/ARDS组中PAF与IL-8、IFN-γ无明显相关性（r=0.08，P=0.76；r=0.29，P=0.87），IL-8与IFN-γ呈正相关（r=0.57，P=0.03）。
3 讨 论
随着心脏外科技术的发展，体外循环参与的心内直视手术的手术技巧已日趋成熟，体外循环心内直视手术在很多医院得到了开展。根据手术病种和手术复杂程度的不同，综合文献报道，手术死亡率仍在2.8％～14.8％ [4]，大部分并发症或死亡原因与呼吸功能衰竭有关[5]。为降低手术死亡率，提高患者的生存质量，体外循环过程及术后肺保护至关重要。大量的临床实践和理论研究证明，ALI/ARDS已成为体外循环手术后最常见的并发症。炎症介质在ALI/ARDS的发病机制中起到了重要作用[6]。有研究报道，多种炎性因子的基因多态性位点与ALI/ARDS等炎性疾病的易感性和结局均有一定的关系，但不同实验室的结果却不尽相同[7-9]。究其原因，除了人群、实验设计方面的不同以外，最根本的原因是ALI/ARDS的病理生理过程极其复杂[10]。一方面，机体产生大量的促炎细胞因子，激发细胞的防御反应，以消灭入侵的病原体，促进组织修复；另一方面，机体产生抗炎介质，以对抗已生成的炎症介质，下调炎症介质的生成，以达到控制全身炎症反应在恰当范围内的目的[11]。促炎和抗炎细胞因子之间相互拮抗又相互促进，形成许多正、负反馈环，导致“炎症级联效应”的发生[12-13]。因此，我们推测细胞因子很可能是以某种组合方式对体外循环手术后ALI/ARDS等并发症的发生和结局产生影响，它们之间存在着相互作用的关系，需要进行系统研究。我们的研究目的在于通过检测体外循环手术后血浆PAF、IL-8和IFN-γ水平，进一步明确各因子在体外循环手术后并发ALI/ARDS中的作用，以及从分子水平了解影响并发症轻重的免疫学指标，以期达到指导临床治疗、改善预后、减少并发症发生的目的。
PAF参与血小板-中性粒细胞的相互作用，机制复杂，多种细胞因子、化学介质参与其中的病理生理过程[14-15]。PAF在ALI和核转录因子-κB的激活中发挥着重要的作用[16]，有研究显示PAF乙酰水解酶可有效降低大鼠重症胰腺炎并发的肺损伤[17-18]。我们的研究结果显示，体外循环手术后血浆PAF水平明显增高（P<0.05），且与ALI/ARDS的发生密切相关。因此，体外循环手术后抑制PAF活化，对抗其炎性作用，是一种新的预防和治疗ALI/ARDS的方法[19]。
IFN-γ由自然杀伤细胞和T淋巴细胞分泌，与免疫刺激活化相关，能够上调MHCⅡ表达，增加肿瘤坏死因子α（TNF-α）和白细胞介素1（IL-1）的产量[20]。IFN-γ可使巨噬细胞表面MHC-Ⅱ类分子的表达增加，增强中性粒细胞的吞噬能力及抑制Th2细胞产生白细胞介素4（IL-4），因此，在炎症早期IFN-γ升高幅度很大[21]。这些研究表明血清IFN-γ浓度的升高与ALI/ARDS的发生及其严重程度有关。我们的研究亦得出类似的结果，对该因子的深入研究，将为体外循环手术后肺部并发症的治疗提供新的思路。
白细胞介素8（IL-8）是趋化性细胞因子超家族的一员，其最主要的生物活性作用在于趋化中性粒细胞，并促进其细胞脱颗粒，是创伤反应的早期信使分子[22-23]。有文献报道胸部手术后6 h、12 h血清IL-8水平均较正常对照组增高，且随着时间推移增高明显；24 h后IL-8水平开始下降，但仍高于正常对照组[24]。Babusyte [25]和Eickmeier等[26]的研究证实IL-8 水平在ARDS患者的痰及肺泡灌洗液中显著升高。我们的研究结果显示，血浆IL-8在体外循环手术后明显增高（P<0.05），ALI/ARDS组较对照组显著增高（P<0.01）。ALI/ARDS组中PAF与IL-8、IFN-γ无明显的相关性（r=0.08，P=0.76；r=0.29，P=0.87）。IL-8与IFN-γ呈正相关（r=0.57，P=0.03）。
我们的研究结果表明PAF、IL-8、IFN-γ在ALI/ARDS中表达有明显的意义，且IL-8与IFN-γ间存在相关性。炎症介质的生物化学和免疫学检测的临床价值还有待进一步确定[27]，体外循环手术后肺保护研究是目前研究的热点[28]，相信针对发病机制的药物开发应用能为体外循环手术后预防和治疗ALI/ARDS带来历史性的突破，将进一步提高体外循环手术后患者的存活率。
