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针药复合麻醉对心脏手术病人IFN-γ、IL-2、IL-6和IL-10的影响

杨庆国 杭燕南 孙大金 陈锡明 王祥瑞 许灿然 姚建玲

北京积水潭医院麻醉科,上海仁济医院麻醉科,上海仁济医院麻醉科,上海儿童医学中心麻醉科,上海仁济医院麻醉科,上海仁济医院麻醉科,上海仁济医院麻醉科 北京100035

Abstract:

目的:观察电针对心脏手术病人细胞因子的影响, 并对针药复合麻醉用于心脏手术予以评价。方法:选择房间隔缺损修补术30例, 分为全麻组 (A组) 、针麻组 (B组) 和全麻复合电针组 (C组) 。分别于麻醉前、转流前、停转流后30min和术后24h采集外周静脉血, 测定细胞培养上清液中干扰素-γ (IFN-γ) 、白细胞介素-2 (IL-2) 、IL-6和IL-10的水平。结果:IFN-γ和IL-2水平于停转流后三组均降低;术后24h, 各组进一步降低, 但C组明显高于B组。IL-6和IL-10水平于术后24h三组均显著升高, 但组间比较差异无显著性意义。结论:全麻复合电针不能完全改善体外循环 (CPB) 引起的IL-2、IFN-γ抑制, 但要好于全麻和针麻, 提示全麻复合电针对应激反应的良好控制可部分改善CPB引起的免疫功能抑制。针刺对体外循环心脏手术引起的炎性细胞因子反应无影响。

fund: “九五”国家重点科技项目基金资助:96-906-11-01;

Changes of IFN-γ, IL-2, IL-6 and IL-10 in the patient with cardiac surgery under combined acupuncture anesthesia

Abstract:

Objective To observe the effect of electroacupuncture (EA) on cytokines in the cardiac surgical patient and to evaluate the application of combined acupuncture anesthesia to cardiac surgery. Methods Thirty patients with atrial septal defect were divided into 3 groups, general anesthesia group (A) , acupuncture anesthesia group (B) and combined general anesthesia and EA group (C) . Peripheral blood samples were collected before anesthesia, before cardiopulmonary bypass (CPB) , 30 min after CPB and 24 h after operation to determine the levels of interferon-γ (IFN-γ) , interleukin-2 (IL-2) , IL-6 and IL-10. Results The levels of IFN-γ and IL-2 decreased in the 3 groups after CPB and further decreased 24 h after operation, and in the group C were higher than those in the group B. The levels of IL-6 and IL-10 significantly increased 24 h after operation in the 3 groups with no significant difference among the 3 groups. Conclusion The general anesthesia combined with EA can not completely improve the decrease of IFN-γ and IL-2 induced by CPB, indicating that the good response of the general anesthesia combined with EA to stress can partially improve the immunosupression induced by CPB. Acupuncture does not have significant effect on inflammatory cytokine reaction induced by cardiac surgery.

心脏手术可引起全身炎性反应及免疫功能抑制, 外周血单核细胞 (PBMC) 释放的免疫上调因子白细胞介素-2 (IL-2) 和干扰素-γ (IFN-γ) 降低[1,2];促炎性细胞因子如白细胞介素-6 (IL-6) 和抗炎性细胞因子如白细胞介素-10 (IL-10) 显著升高[3]。上述变化可能与术后感染等并发症密切相关[4]。经多年研究证明针刺可增强IFN-γ、IL-2的分泌[5,6]。而其对炎性反应的影响结论尚不一致[7~9]。本研究旨在观察全麻、针麻、全麻复合电针条件下IFN-γ、IL-2、IL-6、IL-10的改变, 对针药复合麻醉用于心脏手术予以评价。

1 资料与方法

1.1 病例选择

选择房间隔缺损修补术病人30例, 美国麻醉医师协会 (ASA) 分级Ⅰ~Ⅱ级, 术前血生化和凝血功能检查正常, 无明显感染、恶性病变、内分泌及免疫学等疾病, 分为全麻组 (A组) 、针麻组 (B组) 和全麻复合电针组 (C组) 。A组10例, 男3例, 女7例;年龄19~55岁, 平均 (31.80±11.50) 岁;体重 (51.65±7.04) kg;手术时间 (57.00±25.33) min。B组10例, 男3例, 女7例, 其中1例患者因针麻失败而被剔除;年龄19~43岁, 平均 (25.00±4.51) 岁;体重 (49.14±4.89) kg;手术时间 (51.71±7.36) min。C组10例, 男4例, 女6例;年龄23~48岁, 平均 (31.25±7.61) 岁;体重 (52.25±6.87) kg;手术时间 (54.00±13.61) min。组间资料比较, 差异均无显著性意义 (P>0.05) , 具有可比性。

1.2 麻醉方法

A组: (1) 术前用药:术前肌肉注射苯巴比妥钠0.06~0.1 g、哌替啶40~50 mg、东莨菪碱 0.2~0.3 mg。 (2) 麻醉诱导:咪达唑仑0.05 mg/kg, 异丙酚0.5~1 mg/kg, 芬太尼4~6 μg/kg, 维库溴铵0.1 mg/kg, 气管内插管。 (3) 麻醉维持:芬太尼、维库溴铵的追加剂量分别为2 μg/kg和0.05 mg/kg, 麻醉深度不足时可补充吸入地氟醚或静脉注射氟哌利多。

B组: (1) 术前用药同A组。 (2) 麻醉实施依据许灿然等[10]的针麻心脏手术规范化方法进行。针刺穴位取双侧内关、列缺和云门, 针刺后接G6805型针麻仪 (上海医疗器械八厂生产) 通电刺激, 选连续脉冲电刺激, 波宽0.5~2.0 ms双相尖波, 频率3~4 Hz, 强度根据患者感觉和手术步骤加以调节, 电针诱导20 min后开始手术。体外循环肝素化时, 留针但停止电刺激, 待鱼精蛋白中和后恢复电刺激。 (3) 辅助措施:切皮前10 min静脉注射氟哌利多50 μg/kg、芬太尼1 μg/kg。切皮前和缝皮时用0.25%利多卡因 (含1/40万U肾上腺素) 局部浸润, 总量为1~2 mg/kg。电锯胸骨及关闭胸骨时酌情追加芬太尼。

C组:电针诱导20 min后, 行全麻诱导, 气管插管。全麻方法同A组, 电针刺激方法同B组。

1.3 酶联免疫吸附法测定IFN-γ、IL-2、IL-6、IL-10

分别于麻醉前、转流前、停转流后30 min、术后24 h无菌采集外周静脉血10 mL。

PBMC制备:用淋巴细胞分层液分离PBMC, 吸出分离界面中的PBMC层, 磷酸盐缓冲液洗涤两次, 用含15%新生牛血清的RPMI 1640培养液悬浮, 计数后调整浓度至1×107/mL。

取24孔细胞培养板, 每个样品设2个复孔, 每孔加1×107/mL的PBMC悬液100 μL、完全RPMI1640培养液900 μL、植物血凝素 (PHA) -P 100 μg, 混匀, 置37 ℃、5%CO2条件下培养48 h。吸出培养上清, 2000 r/min离心20 min, 收集上清, -70 ℃冻存。分别用IL-2、IFN-γ、IL-6、IL-10酶联免疫吸附分析试剂盒 (深圳晶美生物工程有限公司) 测定上清液中的IL-2、IFN-γ、IL-6、IL-10水平。

1.4 统计学方法

各测定值以x¯±s表示。应用SPSS统计学软件, 组内及组间均数的比较采用单因素方差分析 (One-way ANOVA) 的子集Least significant difference法 (方差具有齐性时采用) 和Tamhane&apos;s T2法 (方差不具有齐性时采用) 。P<0.05为有统计学意义。

2 结果

见表1。麻醉前, IFN-γ水平各组间差异无显著性意义 (P=0.368) 。与麻醉前比较, 转流前各组无显著变化;停转流后, 3组均降低, 但只有A组差异有显著性意义 (P=0.011) ;术后24 h, 各组进一步降低, A组和B组与麻醉前比较差异均有非常显

表1 3组心脏手术患者不同时段IFN-γ、IL-2、IL-6和IL-10的比较 (x¯±s, pg/mL) Export file to EXCEL

组别例数时间IFN-γ IL-2 IL-6 IL-10
A组10麻醉前 2 273±773 315±29 3 181±901 966±276
转流前 2 358±810322±182 885±1 124 1 002±353
停转流后30 min 1 485±561*310±193 623±1 604 1 103±286
术后24小时 989±421**△△187±48***7 289±2 302*** 2 114±401***
B组9麻醉前 2 133±962 307±22 3 025±1072 947±337
转流前 2 087±817310±223 132±823 954±231
停转流后30 min 1 558±423293±453 414±1 230 1 045±306
术后24 h 1 114±414**△△161±57***△ 8 058±3 049** 1 977±650**
C组10麻醉前 2 402±735 320±25 2 917±1 257 899±253
转流前 2 298±939311±182 924±1 216 1 001±272
停转流后30 min 1 867±774317±183 431±1 108 1 036±399
术后24h 1 760±609229±60***7 779±2 679*** 2 082±827***

著性意义 (P<0.001) , C组无显著性意义 (P=0.071) , 但C组明显高于A组 (P=0.002) 和B组 (P=0.008) 。

麻醉前, IL-2水平各组间差异无显著性意义 (P=0.785) 。与麻醉前比较, 转流前和停转流后均无明显变化。术后24 h, 各组均显著下降 (均P<0.001) , C组明显高于B组 (P=0.013) , C组与A组比较差异无显著性意义。

麻醉前, IL-6水平组间差异无显著性意义 (P=0.863) 。与麻醉前比较, 转流前各组无明显变化;停转流后各组均升高, 但均无统计学意义;术后24 h, 3组均明显高于麻醉前 (P<0.001, P=0.005, P<0.001) , 但组间比较差异无显著性意义 (P=0.818) 。

IL-10与IL-6的变化相似, 麻醉前组间无明显差异 (P=0.869) 。转流前无明显变化。转流后略有升高, 但无统计学意义。术后24 h, 3组均明显高于麻醉前 (P<0.001, P=0.007, P<0.001) , 但组间差异无显著性意义 (P=0.893) 。

3 讨论

IL-2主要由Th1细胞产生, 是免疫上调因子。IFN-γ主要由活化的T细胞和NK细胞产生, 有广谱抗病毒、抗细菌活性, 可增强NK细胞活性, 上调淋巴因子活化的杀伤细胞 (LAKcell) 和细胞毒淋巴细胞的IL-2受体而增强其细胞毒作用。心脏手术病人术后免疫功能明显抑制, Naldini等[1,2]观察到IL-2和IFN-γ在体外循环 (CPB) 结束时和术后24 h均降低。本研究结果中, A组IL-2和IFN-γ的变化与上述报道大致相符。

许多研究结果证明, 针灸人体某些腧穴如足三里、内关、合谷等有提高机体免疫功能的作用。电针大鼠“足三里”穴可增加IL-2、IFN-γ分泌[5,11]。本研究的针麻穴位为双侧内关、云门和列缺, 既符合针麻体外循环心脏手术规范化标准[10], 又含能提高免疫功能的内关穴, 穴位选择是恰当的。笔者以往的研究已经证明针麻或全麻对心脏手术病人的应激反应无明显抑制作用[12], 升高的β-内啡肽、促肾上腺皮质激素、皮质醇等应激激素对免疫功能可产生明显抑制作用, 而全麻复合电针能够很好地抑制应激反应, 从而减少免疫抑制, 这可能是本研究中观察到术后24 h C组IL-2、IFN-γ水平略高于A组和B组的原因。但是, C组的免疫抑制并没有因为其对应激反应的良好控制而完全改善, 提示还存在其他的免疫抑制因素。针刺的增强免疫功能作用和应激性免疫抑制作用这一对矛盾作用的相互对抗在本研究中有一定的表现, 前者占优势时, 针麻病人的免疫功能表现增强, 反之则表现免疫抑制。

针刺调节免疫功能的机制尚不十分清楚, 现普遍认为与针刺激活内源性阿片系统有关。赵续民等[13]外周应用长效阿片受体阻断药纳曲酮, 可阻断电针提高T淋巴细胞转化率和IL-2含量的效应。Yu等[6]针刺鼠“足三里”穴可提高脾脏中NK细胞和β-内啡肽、IFN-γ水平, 如果用鼠的IFN-γ单克隆抗体作针刺前预处理, 则可消除针刺的NK细胞毒性活性 (NKCC) 增强效应;如果用阿片受体拮抗药纳洛酮作针刺前预处理, 则可降低IFN-γ的升高水平和NK细胞活性。提示内源性阿片肽在针刺调节免疫功能的机制中起着重要作用。

手术创伤后, 大量促炎性细胞因子如TNF-α、IL-6、IL-8等释放, 是全身炎性反应发生的重要因素。在择期手术中IL-6是组织创伤严重程度的重要标志。IL-6由多种活性细胞产生, 与术后死亡率密切相关, 用IL-6或IL-6受体的单克隆抗体治疗感染性休克, 死亡率降低[14]。机体在发生促炎性应答的同时, 也存在着抗炎性应答以维持细胞因子平衡, 从而限制促炎性应答产生过度损伤。IL-10由Th2细胞分泌, 可抑制促炎性细胞因子的产生。同时IL-10还具有免疫抑制作用, 可抑制Th1型细胞因子 (IL-2、IFN-γ等) 的释放, 抑制IL-2介导的T细胞增殖反应和巨噬细胞活性。CPB开始后不久就会出现IL-6、IL-10的明显升高并持续至术后24 h以上[3]。针刺对炎性反应影响的报道所见甚少, Fang等[7]在炎症反应大鼠模型的研究中发现针刺可通过降低前列腺素E2水平达到退热作用, 而对升高的IL-6无影响。霍则军等[8]针刺曲池、足三里穴可降低全脑缺血再灌注大鼠血清TNF-α、IL-6水平。而Petti等[9]在针刺治疗过敏性鼻炎的对照研究中发现针刺可降低IL-10水平, 但对IL-6无影响。本研究观察到术后24 h三组病人IL-6、IL-10均明显升高, 但是, 所有时间点组间比较差异均无显著性意义, 提示针刺对心脏手术病人的IL-6、IL-10反应无显著影响。本研究结果是否与穴位选择有关尚有待于近一步研究。

总之, 本研究结果表明全麻复合电针不能完全改善CPB引起的IL-2、IFN-γ抑制, 但要好于全麻和针麻, 提示全麻复合电针对应激反应的良好控制可部分改善CPB引起的免疫功能抑制;针刺对心脏手术引起的炎性细胞因子反应无明显影响。

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