心脏直视手术后的全身炎症反应综合征与机体免疫应答

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1、心脏直视手术后的全身炎症反应综合征与机体免疫应答【关键词】全身炎症反应综合征;体外循环;免疫应答体外循环（cardiopulmonarybypass,CPB）相关的心脏直视手术可以导致机体产生全身炎症反应综合征（systemicinflammatoryresponsesyndrome,SIRS），从而影响这类患者的术后并发症和死亡率。通过对冠状动脉旁路移植术（coronaryarterybypassgrafting,CABG）患者围术期炎性因子的监测发现心脏手术本身和CPB均可以诱导前炎性和抗炎性的免疫反应［1］。SIRS是机体对炎症全身激活的生理反应

2、；SIRS是基于对感染、炎症和危重病发生发展机制深入认识后提出的新概念。SIRS是机体对多种细胞因子和炎性介质的反应，当机体受到外源性创伤或感染毒性物质的打击时，可促发初期炎症反应，同时机体产生内源性免疫炎性因子而形成瀑布效应［2］。1非特异性与特异性免疫的参与随着CPB相关研究的不断进展，CPB心脏手术导致的这种免疫反应也逐渐被阐明。临床上此类患者常表现多种症状，这些临床表现被通称为SIRS。在这种炎症反应综合征中，所有先天的免疫成分（非特异性免疫）均参与其中，例如多型核白细胞（PMN）、弹性蛋白酶、补体等均被激活，同样发生变化的还有初期炎性介质IL

3、(白介素)-1β11、IL-6、IL-8和肿瘤坏死因子（TNF-α）。为了适应这一反应过程，特异性免疫反应也发生了相应改变，T淋巴细胞和T辅助细胞均下调，而细胞毒性T细胞和B细胞几乎不受影响。细胞因子方面的监测提供了更加详细的信息，作为T辅助I型细胞活化的重要示踪成分IL-2和IL-12在心脏术后浓度下降，提示辅助性T细胞受抑；相反，反映T辅助Ⅱ型细胞的IL-10和转化生长因子β却处于上调状态［3］。在CPB试验中延迟发生的高敏皮肤反应和破伤风抗体进一步证实了T辅助Ⅱ型细胞的适应性免疫反应的极化状态。但所有这些改变并不能逆转临床表现，因此高风险手术和严

4、重围术期并发症患者免疫反应的相关信息需要更多的研究，以便找出临床事件是否与免疫反应改变有关联。2CPB及其改进对炎症反应的影响11血液与人工材料的接触是CPB引起炎症反应的最主要的原因。CPB期间，血液与管道、回流室等人工材料表面直接接触，血浆蛋白被无选择地吸附在人工材料表面，同时体液成分和细胞成分，包括补体系统、凝血系统、激肽释放酶系统、纤溶系统、血小板、白细胞、血管内皮细胞等均被激活。血液激活时，其各种组成成分相互作用，不仅激活其他成分，也反馈地激活自身，并分泌大量炎性介质，引发全身炎症反应。PMN-内皮反应在CPB相关试验中做了研究，随着CPB开

5、始血液稀释体内循环血液中PMN数量明显下降，随后又发生白细胞增多。CPB试验中L选择素和CD11/CD18上调反映出CPB刺激PMN活动。在体内创伤应激、感染和其他炎症过程可以增加循环中L选择素阳性的PMN细胞数量，而且这些PMN是通过从骨髓中选择性迁移而来。这种改变被认为是CPB诱导的血液异物表面反应和可溶性细胞因子（补体、TXA2、PAF、IL-8）释放的潜在动力［2］。Jansen等人在观察了40例婴幼儿CPB术中补体C3a、C5b和前炎性因子IL-6、IL-8浓度变化后指出，与传统CPB系统比较，全肝素涂抹的CPB设备、离心泵和闭式CPB可以明

6、显减少心脏手术患者（尤其在10kg以下患儿）补体激活并使之保持在较低水平，同时减少多型核PMN的释放［4］。作为增加组织相容性、减轻血液成分激活、减少血液丢失的肝素涂抹技术（heparincoatingtechnique）已经兴起许多年了，并取得了满意的临床结果［5-7］。通常肝素无法直接与材料表面连接，即使连接也会由于血液的冲刷而洗脱。需要在非生物材料表面先覆盖一层化学基质，作为与肝素共价结合的苯环分子密切结合的基础，这样才可以保证共价键结合的肝素分子可以在材料表面长期稳定的存在，达到抗凝、血液保护的目的。肝素涂抹可以①减少补体的激活；②抑制白细胞的

7、激活；③减少血小板黏附、改善血小板功能；④抑制致炎因子TNF-α、IL-6、IL-8及可溶性TNF受体的释放，从而改善CPB设备人工材料与血液的生物相容性。11随着分子生物学技术的不断发展，有研究正在开发内皮细胞培养、种植、移行、覆盖于非生物材料表面，从而达到增强材料生物相容性、降低异物表面反应的目的。目前临床覆膜支架的使用以减少血液破坏和血栓形成为目的，并取得了一定效果［7］。在对CPB下CABG患者的随机对比研究中Tayama［8］指出高剂量西米替丁可以通过提高细胞免疫减轻CPB后相关炎症反应，具体表现为CPB后两小时西米替丁组血浆中性粒细胞弹性蛋

8、白酶和IL-8浓度均处于低水平，而且术后5天淋巴细胞恢复率和C－反应蛋白水平均高于对照组，同时