1、对白细胞去除在体外循环中作用的临床研究摘要： 目的 判定白细胞去除在体外循环(CPB)中的作用。方法 20 例接受心脏手术的患者被随机分为对照组和白细胞去除组(LD 组) 。在体外循环开始前，开始后 10、30 min, CPB 停止、停止后 2 h 采集血标本作 2-integrin 和 L-selectin 测定。术前、术后第 1 天测血浆肌钙蛋白(troponin I)。计算术前、术后氧合指数。结果 2 组 CD11a 表达无明显差异(P=0.074)。对照组 CPB 期间中性粒细胞 CD11b 表达高于 LD 组(P=0.01)。对照组 CD11c 在 CPB 开始时就升高(P=0.0
2、18)，但与 LD 组比较差异无统计学意义(P=0.054)。LD 组 L-selectin 表达低于对照组(P=0.0147)。术后 LD 组血浆 troponin I 低于对照组(P= 0.021)。结论 CPB 期间白细胞去除是一种有效、安全易行的减少组织损伤、保护肺功能的方法。 关键词： 白细胞去除;体外循环; 组织损伤;肺功能虽然技术更新极大地提高了体外循环(CPB)的安全性，但术后仍有一些患者发生严重的并发症。多数学者指出，这些并发症多是由于 CPB 后全身炎症反应所引起1 。全身炎症的原因主要是血液与人工心肺机各种管道的直接接触激活了多核白细胞主要是中性粒细胞，使其黏附在血管内皮
3、并与之发生相互作用故造成了组织损伤。理论上，减少CPB 时白细胞数就能减轻中性粒细胞介入的组织损伤 2-3。本实验的目的就是判定在 CPB时使用白细胞去除是否影响中性粒细胞的黏附力，减轻或防止由此造成的广泛的组织、器官损伤。1 资料和方法1.1 临床资料 20 例接受室间隔缺损(vs.D)修复术及二尖瓣替换术的患者被随机分为白细胞去除组(LD 组)(n=10) 和对照组(n=10)。两组 vs.D 患者的缺损直径均大于其主动脉瓣口的半径。其余资料见表 1。表 1 2 组患者一般资料(n=10)1.2 CPB 建立、心肌保护及白细胞去除 2 组患者使用相同的麻醉方案和 CPB 建立方法。正中切口
4、显露心脏。CPB 开始前肝素用量为 4 mg/kg，使活化凝血时间 400 s。全身转流降温至 28左右。主动脉阻断，主动脉根部灌注冷血停搏液。LD 组使用白细胞去除动脉血滤器(Leuko Guard.6;Pall Biomedical Product Corp,Eest Hills,NY),对照组使用标准动脉血滤器。1.3 标本采集及检测分析 在 5 个时点由外周采集动脉血标本：锯开胸骨之前，CPB 开始后 10 min，CPB 开始后 30 min，CPB 停止，CPB 停止后 2 h。每份血标本均进行白细胞(WBC)和中性粒细胞计数(109/L)及 2 -integrin、L-selec
5、lin 分析。手术前、手术后第 1 天早晨采血标本测肌钙蛋白(troponin I)。计算、记录术前、术后 10 h 氧合指数(动脉氧分压/吸入氧浓度，PaO2/Fi:O2), 记录引流量等。1.4 统计学处理 数据统计处理采用 SPSS 10.0 软件，所有实验数据以s 表示，采用方差分析(ANOVA)进行比较，P0.05 为差异有统计学意义。2 结 果2.1 临床情况 2 组患者均无死亡，LD 组 1 例患者因术后大出血再次手术止血并发肺功能不全，在 ICU 使用呼吸机辅助呼吸 3 天后病情稳定。对照组 1 例患者术后血流动力学不稳定，在 ICU 使用正性肌力药物维持 2 天后转普通病房。
6、2.2 实验室检查结果2.2.1 WBC 计数 CPB 开始前 LD 组与对照组 WBC 总数分别为(5.81.6)109/L和(5.61.9)109/L(P0.05,图 1)。CPB 期间对照组 WBC 无明显变化， CPB 停止 2 h 后，WBC 明显升高CPB 前(5.61.9)109/L vs. CPB 停止 2 h (13.32.6)109/L,P0.01,图 1 。而LD 组在 CPB 期间 WBC 明显降低 CPB 前(5.81.6)109/L vs. CPB 30 min ( 2.91.3)109/L,P0.01,图 1 。CPB 停止 2 h 后 WBC 也明显升高CPB
7、前 (5.81.6)109/L vs. CPB停止 2 h(12.82.4)109/L,P0.01，图 1 。对照组 CPB 期间中性粒细胞无明显变化 CPB 前(4.51.6)109/L vs. CPB 30 min (3.111.5)109/L，P0.01,图 2 。CPB 停止 2 h 后，中性粒细胞明显增加CPB 前(4.51.6)109/L vs. CPB 停止 2 h (11.22.5)109/L，P0.01 。LD 组CPB 期间中性粒细胞明显减少 CPB 前(4.01.9)109/L vs. CPB 30 min (1.90.5)109/L,P0.01,图 2 。CPB 停止
8、2 h 后中性粒细胞明显增加 CPB 前(4.01.9)109/L vs. CPB停止 2 h(8.01.9)109/L，P0.01，图 2 。2.2.2 CD11a CPB 期间两组 CD11a 表达与基线比较无显著变化。两组之间比较亦无明显差异(P=0.074, 图 3)。2.2.3 CD11b CPB 期间对照组 CD11b 明显升高，与基线比较其变化有显著统计学意义(P=0.01 ，图 4)。LD 组 CPB 期间 CD11b 表达无明显变化 (P=0.19,图 4)。对照组中性粒细胞 CD11b 表达明显高于 LD 组(P=0.01, 图 4)。2.2.4 CD11c 对照组 CD1
9、1c 表达在 CPB 开始后上升，CPB 结束时下降(P=0.018，图 5)。LD 组 CD11c 表达在 CPB 期间明显降低(P=0.001,图 5)。两组比较其差异无统计学意义(P=0.054)。2.2.5 L-selectin 对照组 L-selectin 表达在 CPB 期间迅速上升(P=0.005),LD 组 L-selectin 明显降低(P=0.001)。LD 组 L-selectin 表达低于对照组(P=0.0147,图 6)。2.2.6 troponin I 对照组 3 例术后血浆 troponin I73 ng/ml(73190 ng/ml),LD 组 1例手术后血浆
10、troponin I 上升达 42 ng/ml。troponin I 只在对照组升高 (组间：P=0.021, 图 7)。2.2.7 氧合指数的其他指标 见表 2。 图 1 2 组在 CPB 前、期间、结束后 WBC计数 图 2 2 组在 CPB 前、期间、结束后中性粒细胞计数图 3 2 组 CPB 期间中性粒细胞 CD11a 表达 图 4 2 组 CPB 期间中性粒细胞CD11b 表达图 5 2 组 CPB 期间 中线粒细胞 CD11c 表达 图 6 2 组 CPB 期间中性粒细胞 L-selectin 表达表 2 术后氧合指数、引流量比较氧合指 Www.ZlCOOL.CoM 资料库数组内比
11、较：aP=0.0035,bP=0.0293 讨 论已经知道，CPB 后往往产生较严重并发症且涉及多个器官。这些并发症主要是由于 CPB 本身引起的全身炎症反应 4-5。在全身炎症反应中,WBC 尤其是中性粒细胞起到重要作用。被激活的中性粒细胞黏附于血管内皮并与之发生所谓的白细胞-内皮细胞相互作用，造成内皮损伤，中性粒细胞迁移到血管外。同时，粒细胞堵塞毛细血管,在粒细胞“脱粒”后，细胞膜就会被各种细胞酶损伤6-8 。本研究证明， LD 组 CPB 期间 WBC 和中性粒细胞减少，因而在相当程度上减轻了全身炎症反应造成的组织、器官损伤。本研究证明，2 组患者 CPB 期间 CD11a 表达与其基线
12、水平相比无明显变化。这主要是由于 CD11a 主要涉及淋巴细胞黏附，对激活的中性粒细胞的黏附所起作用有限。CD11c 显示出一些 CD11b 的黏附能力。Smith 等9 认为 CD11b 和 CD11c 在介入中性粒细胞和单核细胞黏附于内皮细胞方面有相同的作用。CD11c 糖蛋白主要是单核细胞表达的黏附分子。在本研究中，对照组 CPB 期间 CD11c 升高后降低。LD 组 CD11c 在CPB 期间及停止后均明显降低。在未被激活的中性粒细胞，CD11b 存在于细胞内、细胞表面和血管间隙。CPB期间，通过多种刺激物包括与合成物表面接触，衍生过敏毒素、血小板激活因子、血管舒缓素，尤其是白三烯和
13、白介素的刺激，中性粒细胞被激活。通过从细胞内储存到细胞外的转移，CD11b 在中性粒细胞表面急剧增加。激活了的中性粒细胞黏附于血管内皮，这是中性粒细胞介入的内皮损伤的重要早期阶段。中性粒细胞通过 CD11b 的黏附，启动了中性粒细胞去核化。由于跨内皮细胞的趋化梯度使得已黏附的中性粒细胞脱离并迁移至细胞间质，直接损伤实质细胞。本实验证明，白细胞去除能明显减少 CPB 期间 CD11b 的表达。中性粒细胞在内皮细胞上的滚动似乎是流动状态下黏附在内皮细胞的必要条件。这个过程有选择素族群的成分介入。这种黏附相互作用具有空间特殊性，主要发生在毛细血管后静脉。L-selectin 在中性粒细胞在内皮细胞上
14、滚动的重要性已被证实。由于白细胞去除能减轻 CPB 诱发的全身炎症性反应，因而具有较好的保护重要器官的功能。Koskenkari 等10的研究证明，白细胞去除能保护 CPB 后心、肺功能。本实验也证明，LD 组反映心肌损伤的术后血浆 troponin I 水平明显低于对照组，而反映肺气体交换功能的氧合指数也明显高于对照组。要指出的是，LD 组术后氧合指数明显高于对照组，但与术前比较仍有较明显的降低，说明术后肺功能仍有一定程度损伤。1 Edmunds LH Jr. Inflammatory response to cardiopulmonary bypassJ. Ann Thorac Surg,
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