H-FABP早期诊断心脏手术围麻醉期心肌损伤及乌司他丁对.doc

H-FABP早期诊断心脏手术围麻醉期心肌损伤及乌司他丁对心肌的保护作用 阮义峰1傅诚章2周钦海2钱燕宁21南京脑科医院麻醉科2南京医科大学第一附属医院麻醉科 南京 210029 摘要目的:通过本研究旨在探讨心脏手术围麻醉期心肌型脂肪酸结合蛋白（H-FABP）的变化；(2)H-FABP变化与传统指标肌酸激酶同工酶MB（CK-MB）的比较；（3）评价H-FABP、CK-MB对心脏手术围麻醉期心肌损害的诊断。（4）乌司他丁对心肌的保护作用。方法: 择期心脏瓣膜置换患者28例，随机分成乌司他丁组（组，n=14）,对照组（组，n=14）。分别在中心静脉开放后（T1）、体外循环前（T2）、主动脉开放即刻（T3）、主动脉开放后1h(T4)、2h(T5) 、18h(T6)抽取中心静脉血测定血清中H-FABP、CK-MB和IL-6,抽取动脉血血气分析并计算呼吸指数。结果:与TI相比，两组患者H-FABP值在体外循环前即明显升高，主动脉开放即刻升高数10倍，主动脉开放1h达到高峰，主动脉开放18h降到体外循环前水平。乌司他丁组H-FABP值在T3 、T4 、T5点均低于对照组，在T3点有显著性差异（P0.01）。与TI相比，两组患者CK-MB值从T3到T6均有显著性差异（p0.05）。对照组T2与T1相比，IL-6明显升高（P0.05）。乌司他丁组和对照组相比 IL-6 值在T2时点有统计学差异（P0.05）。与TI相比两组患者RI值T2、T4、T5、T6均有显著性差异，两组相比于T5间有显著性差异（P0.05）。结论：心脏直视手术围麻醉期心肌受到损伤，心肌损伤标志物H-FABP与CK-MB相比具有变化早、恢复快的特点。乌司他丁能减缓其变化程度，抑制炎症介质释放，起到一定的心肌保护作用。关键词：H-FABP ； CK-MB ； IL-6； 呼吸指数； 乌司他丁 ； 瓣膜置换 英文摘要Perianesthesia The Early Diagnose of Myocardiac Injury and the Impact of Ulinastatin in patients undergoing Open Heart Surgery Master candidate RUAN Yi-feng Supervisor FU Cheng-zhangAdvisor ZHOU Qin-hai Qian Yan-ning Ding Zheng-nianDepartment of Anesthesiology, the First Affiliated Hospital of NJMU,Nanjing 210029AbstractObjective：To investigate the changes of H-FABP and compare H-FABP with CK-MB, then evaluate their impact to myocardiac injury, explore the influence of ulinastatin in patients undergoing Open Heart Surgery.Methods： Twenty-eight patients undergoing cardiac valve replacement operations were randomly allocated to two groups(with cases 14 each)，control group and ulinastatin group. Blood samples were taken before operation (T1),before CPB(T2) ,and 1 minute (T3),1 hour(T4), 2 hour(T5), 18 hour(T6) after declamping of the Aorta.Results: There were no significant differences in sex, age, weight, height, duration of CPB between two groups.Compared with that at T1,H-FABP raised before CPB(p0.05). At T3,raised sharply and reached to a peak value at T4, at T6 the levels of H-FABP recovered to T2 .In ulinastatin group the plasma levels of H-FABP were significantly lower than that of control group at T3(p0.01). Compared with that at T1, the plasma levels of CK-MB increased significantly from T3 to T6. Compared with the values of CK-MB of both groups , there were no significant differences from T1 to T6. Compared T1 with T2 , in control group the values of IL-6 has a significant difference(p0.05),yet in ulinastatin group the plasma levels of IL-6 has no significant difference. Compared with the values of IL-6 of both groups , there was significant difference at T2(p0.05).Compared with that at T1, the levels of RI increased significantly from T2 to T6 (p0.05).Compared with the values of RI of both groups , there was significant difference at T5 (p0.05) .Conclusion: H-FABP has a specificity of earlier vary and faster recovery, ulinastatin can reduce the magnitude of H-FABP and protects myocardiac function . Key words： H-FABP ； CK-MB； IL-6； RI； Ulinastatin； Cardiac valve replacement 心脏直视手术患者可因为心肺转流（CPB），手术操作致心肌缺血，再灌注损伤等原因致心肌损伤。心肌型脂肪酸结合蛋白（H-FABP）具有在心肌损伤后3小时内浓度上升，12-24小时回复1，且灵敏度高，特异性均高等特点。可较好地评估心脏直视手术围麻醉期心肌损伤的程度。 乌司他丁有抑制多种蛋白酶类，减少溶酶体酶释放；抑制炎症介质的产生和释放，保护机体免疫力和吞噬细胞功能等作用。我们在心脏瓣膜置换术患者围麻醉期使用乌司他丁对心肌保护并结合H-FABP进行评价。1资料和方法28例择期瓣膜置换术患者，男性15例，女性13例，年龄2167岁， ASA分级-级，随机分成乌司他丁组（组，n=14）和对照组（组，n=14）。所选患者均无血液系统、冠脉系统、肾和骨骼肌病变。二组患者性别、年龄、体重、体表面积、术前心功能分级、射血分数等无统计学差异。表1 两组患者术前一般资料（n=28 Xs）项目 对照组 乌司他丁组性别(男/女) 7/7 8/6年龄(岁) 49.4310.73 43.0713.96体重(kg) 58.048.34 62.1811.06身高(m) 1.620.05 1.650.09射血分数(%) 58.718.05 61.15.69心功能分级(/) 4/10 3/11患者麻醉前30 分钟肌注鲁米那钠0.1g，东莨菪碱0.3mg。麻醉诱导用咪唑安定0.1mg/kg,芬太尼5-10ug/kg，丙泊酚1-2 mg/kg，万可松0 .15 mg/kg。丙泊酚30-60ug/kg/min静脉输注并吸入1.0%-3.5%异氟醚维持麻醉。气管插管后行右颈内静脉穿刺置入Swan-Ganz导管，Detax-Ohmeda S/5麻醉机行呼吸、循环监测。用Edwards公司CCO-Baxter VGS2V连续心排血量监测仪监测心排血量和混合血氧饱和度。给予肝素3 mg/kg，待凝血酶原激活时间（ACT）大于600秒后开始体外循环。预充液中加入琥珀酰氢考200mg。采用进口膜肺，中度体温（25-28），灌注流量2.-2.4L/min.m2，平均动脉压维持在6.65-10.64kPa。乌司他丁组在麻醉后泵入乌司他丁1104U/kg，20分钟泵完，转机时再加入乌司他丁1104U/kg。对照组给等量生理盐水。分别在中心静脉开放后（T1）,体外循环前（T2）,主动脉开放1h(T4)、2h(T5) 、 18h(T6)5个时点抽取桡动脉血，以美国i-Stat血气分析仪行动脉血血气分析，并按以下公式计算呼吸指数（spiro-index, RI）PAO2=713*FiO2-PaCO2(mmHg)/0.8A-aDO2(mmHg)=PAO2-PaO2RI= A-aDO2/ PaO2以美国DETAX-OHMEDA公司S/5麻醉机和Edwards公司CCO-Baxter VGS2V连续心排血量监测仪监测血流动力学变化，于T1、T4、T5、T6时点记录心率（HR）、平均动脉压（MAP）、平均肺动脉压（PAP）、中心静脉压（CVP）、肺小动脉压（PAWP）、和连续心排血量（CCO），并将上述参数输入监测仪计算出连续心指数（CCI）、每搏量（SV）、体循环血管阻力（SVR）、肺循环血管阻力（PVR）。每个病例分别于中心静脉开放后（T1）,体外循环前即刻（T2）,主动脉开放即刻（T3）、1h(T4) 、 2h(T5) 、18h(T6)6个时点采集中心静脉血，肝素（10U/ml）抗凝， 3000r/min离心10min，取血浆-20储藏。待标本收集齐后测定H-FABP，CK-MB和IL-6的浓度。H-FABP测定采用基于三明治原理的固相酶联免疫吸附法测定。CK-MB测定由本院检验科用全自动生化分析仪检测。IL-6测定由本院核医学科检测。所有指标均用Xs表示，采用SSPS11.0统计分析软件进行统计学处理。组内各时点比较采用ANOVA法，组间比较采用t检验。P0.05为差异有统计学意义。2 结果患者预后 所有患者预后良好，主动脉开放后所有患者的心脏均自动复跳，无心肺转流后并发症，均痊愈出院。二组患者CPB时间、主动脉阻断时间、术后呼吸支持时间、ICU监护时间、手术切口愈合时间、术后住院时间和总住院时间无统计学差异.（表2）表2二组患者预后一般资料(n=28, Xs)项目 对照组 乌司他丁组CPB时间(min) 132.7138.72 116.9235.61主动脉阻断时间(min) 95.4333.77 78.6428.94 术后呼吸支持时间(h) 18.484.54 18.112.65ICU监护时间(h) 39.1024.87 27.3714.84拆线时间(d) 8.070.27 8.210.43术后住院时间(d) 17.56.79 14.55.32总住院时间(d) 34.869.60 34.2910.632 血流动力学参数二组患者体循环血流动力学参数各时点比较，无统计学差异。（表3）表3二组患者体循环血液动力学参数比较(n=28, Xs)项目 组别 T2 T3 T4 T5 T6HR C组 68.3611.61 94.2913.49 83.9313.05 98.5712.14(次/分钟) 乌司他丁组 84.2917.15 96.7112.26 86.148.29 95.9310.46MAP C组 72.647.33 63.218.92 76.6417.66 79.6411.51(mmHg) 乌司他丁组 69.006.40 64.366.28 73.1411.18 83.939.29CVP C组 7.123.41 9.643.59 8.934.14 9.293.77(mmHg) 乌司他丁组 6.141.70 7.793.02 9.003.14 9.143.66CCO C组 3.160.67 6.231.79 6.211.64 6.291.02(L/min) 乌司他丁组 3.361.06 6.822.02 6.691.32 6.621.00CCI C组 1.980.59 4.021.13 3.960.82 3.900.60(L/minm2) 乌司他丁组 2.130.72 3.681.16 3.800.73 3.720.70SV C组 43.3117.20 69.0123.05 75.0617.02 69.6414.13(ml/beat) 乌司他丁组 51.8321.98 66.5023.24 69.5320.97 65.2815.61SVR C组 1666.36652.54 758.07291.99 843.64316.09 965.07217.16(dynseccm-5)乌司他丁组 1594.93379.45 765.93271.27 949.00368.98 954.57215.31二组患者肺循环血流动力学参数各时点比较，无统计学差异。（表4）表4二组患者肺循环血液动力学参数比较(n=28, Xs)项目 组别 T2 T3 T4 T5 T6PAP C组 23.5010.18 21.005.62 22.716.37 22.435.42(mmHg) 乌司他丁组 24.7110.92 21.936.64 23.576.37 22.59.87PAWP C组 15.217.50 11.293.17 12.712.97 11.364.41(mmHg) 乌司他丁组 17.149.11 13.54.94 13.55.13 13.437.56PVR C组 206.85148.55 119.0768.42 129.0779.98 125.3663.39(dynseccm-5) 乌司他丁组 207.7185.1 122.0755.68 146.7963.37 116.1448.51H-FABP的变化与TI相比两组患者H-FABP值在体外循环前即明显升高，主动脉开放即刻升高数10倍，主动脉开放1h达到高峰，主动脉开放18h降到体外循环前水平。乌司他丁组H-FABP值在T3 、T4 、T5点均低于对照组，在T3点有显著性差异（P0.01）。（表5，图1，2）表5患者H-FABP变化情况（ug/l, n=28， Xs） 组别 T1 T2 T3 T4 T5 T6 对照组 2.041.35 5.524.12 65.3149.73 74.6150.64 60.3951.67 7.985.3 乌司他丁组 2.881.7 6.914.14 17.9312.71 50.1128.57 37.7424.59 5.392.59 与T1比较P0.01;与对照组比较P0.01图1二组患者H-FABP变化情况020406080T1T2T3T4T5T6时期ug/L对照组乌司他丁组与对照组比较 P0.01 CK-MB的变化与TI相比两组患者CK-MB值从T3到T6均有显著性差异（p0.01）乌司他丁组和对照组相比 CK-MB 值在各时点无统计学差异。（表6，图3，4）表6 患者CK-MB变化情况（U/L, n=28，Xs） 组别 T1 T2 T3 T4 T5 T6 对照组 5.995.92 8.498.74 25.7411.8 36.417.27 35.2618.4 27.5212.14 乌司他丁组 5.892.58 6.522.4 21.427.41 37.5315.06 46.0819.63 36.0011.72与T1比较P0.05,P0.01图3二组患者变化情况01020304050T1T2T3T4T5T6时期对照组乌司他丁组 IL-6的变化对照组T2与T1相比，IL-6明显升高（P0.05）。乌司他丁组和对照组相比 IL-6 值在T2时点有统计学差异。（表7，图5，6）表7二组患者IL-6变化情况（pg/ml, n=20 ，Xs）组别 T1 T2 T3 T4 T6对照组 114.6452.15 293.84200.72 50.737.88 96.0649.86 108.1173.88乌司他丁组 139.82135.25 102.8282.54 58.8159.93 94.03107.7 89.4183.66与T1比较P0.05,与对照组比较P0.05图5二组患者变化情况0100200300400T1T2T3T4T6时期pg/ml对照组乌司他丁组与对照组比较 P0.05 RI指标与各自T1相比较，二组RI从T2开始升高，组间比较，二组于T5有统计学差异（P0.05）。（表8，图7，8）表8 二组患者前后不同时点的变化（n=28， Xs）组别 T1 T2 T4 T5 T6对照组 0.140.08 0.290.17 0.500.38 1.311.10 1.080.61 乌司他丁组 0.170.10 0.310.14 0.460.22 0.630.34 0.860.63与T1比较P0.05,P0.01;与对照组比较P0.05图7二组患者变化情况00.511.5T1T2T4T5T6时期对照组乌司他丁组与对照组比较 P0.053 讨论患者心肌损伤和H-FABP变化Glatz2等人发现心肌中存在着一种很小的与脂肪输送有关的蛋白质脂肪结合蛋白，当心肌组织受到损伤时，其浓度呈明显增加，比已知的其他任何生物标志物都来的快。随后研究发现3，4在狗和鼠的急性心肌梗死模型中，H-FABP可释放进入血浆和尿液中。Glatz用这种生物标志物检测了数百位感觉胸痛去看医生的病人，只在其中一半人的血样中发现了H-FABP，最后诊断表明也仅有这一半人是真正发生了心肌梗塞。成人心脏主要依赖长链脂肪酸作为底物产生三磷酸腺苷,心肌线粒体脂肪酸的氧化产生的能量是心肌能量代谢的重要来源。在急性心肌缺血早期，由于心肌细胞缺氧，需动员脂肪供能，导致心肌细胞内心肌型脂肪酸结合蛋白（H-FABP）迅速升高17。H-FABP属于细胞内小的疏水基配体结合蛋白，是心肌细胞胞浆中含量最丰富的蛋白质之一5。当心肌细胞内缺血、缺氧发生不可逆性损害时，细胞膜破裂，胞浆中的H-FABP进入细胞间隙，从而使循环中H-FABP增加。H-FABP的主要功能有结合和运转长链脂肪酸，调节脂肪酸的代谢；对心肌缺血可能的保护作用6。H-FABP在AMI发生3小时内即可测得高水平的血清H-FABP7,24小时内恢复正常。它是小分子胞浆蛋白，分子量为15KD8，漏到血液中速度快。本实验观察到患者在CPB前H-FABP即可见明显升高，主动脉开放即刻，主动脉开放1小时成数十倍升高。这与 suzuki等人的研究结果相同10。主动脉开放18小时降到CPB前水平，而同步控制的CKMB于主动脉开放即刻升高，于主动脉开放1小时阳性率达100%，主动脉开放18小时未见明显下降。本研究结果显示：H-FABP在急性心肌缺血后升高快，幅度大，高峰出现早，恢复迅速，因此临床上连续监测对急性心肌损伤的诊断有帮助。若在症状出现后连续监测均为阴性结果，再结合其他相关指标基本可以排除急性心肌损伤。若在症状出现后1-2h内成倍升高，对急性心肌损伤的诊断有较高的特异性，若检测到H-FABP出现双峰对判断有无心肌损伤延伸或再发生具有重要的临床意义12，13,14。随着心脏直视手术操作技术提高及新材料的应用，心脏手术存在着数量上与复杂性的增加，对围麻醉期心肌的保护提出了更高要求，早期准确诊断心肌损伤成为临床工作中的难题之一。H-FABP在症状发生后12小时内有很高的敏感性。对急性心肌损伤早期诊断有效16,18。CTnI9和CK-MB15在急性心肌损伤的窗口诊断期偏晚，更适用于回顾性诊断，本实验研究证实H-FABP的窗口期较短，主动脉开放18小时降到CPB前水平。因此H-FABP检测在心肌损害的诊断、预防性监测和预后性诊断有着广泛的应用前景11。乌司他丁对CPB病人的作用 乌司他丁是从男性尿中分离纯化的尿胰蛋白酶抑制剂,为糖蛋白,含有143 个氨基酸,分子量约67 000 Dal ,是一种典型的Kunitz 型的蛋白酶抑制剂,具有两个活性功能区。由于两个活性功能区均有很广的抑酶谱,且不完全重叠,能够同时抑制胰蛋白酶、磷脂酶A2 、透明质酸酶、弹性蛋白酶等多种水解酶的活性;另外,乌司他丁分解形成的低分子量成分也具有很强的抑制水解酶的作用。乌司他丁有多种特殊的药理性质:除对多种蛋白酶、糖和脂水解酶有抑制作用外还能抑制心肌抑制因子(MDF) 的产生,改善休克时的循环状态;对溶酶体膜有稳定作用;有抑制炎症介质的释放等功能。 Enzan等19研究发现, CPB转流后20min粒细胞弹性蛋白酶明显增高,从而使粒细胞弹性蛋白酶和纤维连接蛋白的水解增加。Miura和 Hiyama20，21等人研究表明乌司他丁对由于CPB介入而导致的各种蛋白酶及炎症介质对机体的损伤有明显的抑制作用。本实验结果表明：应用乌司他丁组H-FABP在主动脉开放即刻就能受到抑制。提示乌司他丁在心脏直视手术中有一定的心肌保护作用。IL-6是重要的炎症细胞因子，也是衡量心肌损伤的重要指标，已有研究证实：心肌IL-6水平在心肌缺氧、缺血/再灌注、炎症、心梗及应激情况下可增高。本实验结果表明：两组间在T2点有显著性差异，表明乌司他丁抑制IL-6的产生，从而减轻炎性反应对心肌的损伤，与文献报道基本一致22，23,。Kawamura等24发现乌司他丁能减少心脏手术中IL-6的释放，减轻炎性反应，从而有利于防止再灌注损伤。于金贵等25也观察到CPB前使用乌司他丁可以抑制心脏手术和体外循环导致的促炎细胞因子IL-6的生成和释放，减少自由基的形成，提高心脏自动复跳率。这与本实验的结果一致。CPB时肺血几乎不流动，使肺内毛细血管内切力发生变化，中性粒细胞被激活，补体C5激活产生C5a，加上激活的其它炎性物质，肺泡毛细血管通透性增加，此外CPB时血浆被预充液稀释，血浆蛋白和胶体渗透压明显下降，易诱发肺水肿，导致肺换气功能张障碍， RI是反映肺功能的重要指标，RI越大，说明肺功能越差。本研究观察到CPB后乌司他丁组RI明显低于对照组。提示乌司他丁可减少CPB所致的急性肺损伤。保护了肺功能。乌司他丁和肾上腺皮质激素都具有抗炎等作用，在临床上使用了大剂量皮质激素后是否还有使用乌司他丁的必要尚需进一步研究。本研究显示乌司他丁组H-FABP只在T3明显低于对照组，由于激素的起效时间为1-2小时26，而乌司他丁的半衰期仅为40分钟，因此在主动脉开放的时候激素的作用尚未充分得到发挥，而乌司他丁的心肌保护作用得到充分体现，在随后的时间里激素的作用和乌司他丁的作用产生了重叠。该研究提示乌司他丁应先于激素12小时使用方能使其对心肌保护作用得到充分的体现，提示临床上复合应用乌司他丁和肾上腺皮质激素有一定的优越性。参考文献 1 郎江明 . 临床免疫诊断学.M. 广州：广东科技出版社，2003，113.2 Glatz JFC, Van Bilsen VM, Paulussen RJA , et al. 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