合并2型糖尿病患者单肺通气时呼吸力学的变化及乌司他丁对炎性因子的影响

发布时间：2020-10-27 16:35

　　 随着电视辅助胸腔镜手术(Video-assisted thoracoscopic surgery,VATS)技术的不断完善与提高,使用胸腔镜手术的适应症也在不断扩大。接受胸腔镜手术的患者通常合并各种基础疾病。其中,合并2型糖尿病的胸腔镜手术患者不断增加。糖尿病(Diabetes Mellitus, DM)是多种因素引起的以慢性高血糖为特征的代谢紊乱,进而导致全身多器官损害的一组临床综合征。越来越多的国内外研究支持肺脏也是糖尿病损害的“靶器官”。首先,糖尿病肺病理的特征性改变为肺泡上皮基底层和毛细血管内皮基底层的增厚；其次,糖尿病患者存在肺功能异常,主要表现为肺通气功能障碍、小气道功能减退和弥散功能障碍。糖尿病患者的这种肺病理及肺功能的异常在单肺通气过程中是否导致呼吸力学指标的相应变化,目前暂无相关文献报道?糖尿病患者存在低度慢性炎症状态,糖尿病患者血中的C反应蛋白、白细胞介素6、白细胞介素8和肿瘤坏死因子等炎性因子较非糖尿病患者有增高趋势。而单肺通气(One-lung ventilation,OLV)对通气侧肺和萎陷侧肺有不同程度的损伤。OLV对通气肺的影响主要是机械牵张性肺损伤。而OLV对萎陷肺影响较通气侧肺更大,胸科手术操作对肺组织的牵拉,以及萎陷肺经历了由萎陷到复张的过程时,也是肺泡组织经历由缺氧到复氧、缺血-再灌注损伤的过程。研究发现OLV和双肺通气均可导致血白介素-6(Interleukin-6, IL-6)和白介素-8(Interleukin-8, IL-8)等炎性因子升高,但OLV更显著。糖尿病患者单肺通气时,血中及支气管肺泡灌洗液(Bronchoalveolar lavage fluid,BLAF)中炎性因子在叠加因素下如何改变,目前仍未明确。单肺通气的肺保护策略之一是如何更好处理围术期的过度炎症反应。抗炎药物使用的正面作用得到越来越多研究的支持。乌司他丁又称尿抑制素,是从尿液中分离纯化得到的一种糖蛋白,是一种广谱高效的蛋白酶抑制剂,可广泛抑制胰蛋白酶、纤溶酶、磷脂酶等多种蛋白酶和脂肪酶,能抑制炎症级联反应的多个环节,还能抑制溶酶体的释放,稳定溶酶体膜,增强超氧化物歧化酶的活性,有效清除氧自由基的作用。乌司他丁同时还具有降低肺组织炎症反应减轻肺组织损伤的作用。因此,乌司他丁被广泛用于胰腺及其肺损伤等并发症的治疗。糖尿病患者单肺通气前使用乌司他丁是否能有效发挥其抗炎作用,值得进一步研究。合并2型糖尿病患者进行胸科手术单肺通气时呼吸力学的指标如何变化,以及此种变化与糖尿病肺组织损害的关系如何,内在联系仍不清楚。本研究拟探讨2型糖尿病患者肺组织病理改变及单肺通气时呼吸力学指标及炎症因子变化的特点,以及2型糖尿病患者单肺通气前使用乌司他丁对炎症因子的干预效应如何,能否改善患者的术后转归,旨在为合并2型糖尿病患者进行胸科手术的单肺通气肺保护策略提供临床依据。目的观察合并2型糖尿病患者肺组织病理改变及单肺通气时呼吸力学和炎症因子变化的特点。探讨合并2型糖尿病患者单肺通气时血清及支气管肺泡灌洗液中炎性因子的变化及乌司他丁的干预效应。方法1.合并2型糖尿病患者的肺病理改变及单肺通气时呼吸力学和炎性因子变化的研究1.1病例选择及分组经医院科研项目审查伦理委员会批准,所有患者签署知情同意书,选择择期拟行肺叶切除手术患者40例(年龄45-73岁,ASA Ⅰ～Ⅱ级),根据2003年美国糖尿病学会(ADA)糖尿病诊断标准,按是否合并2型糖尿病分为糖尿病组(DM组)和非糖尿病组(C组),每组20例。入选病例标准：无支气管哮喘或气道高反应病史,无肝、肾病史,无心功能不全及高血压,无贫血,无发热,无呼吸道或肺部感染,无麻醉药物过敏史。支气管肺泡灌洗液回收率40%。术中鼓肺5次。对术中出血量超过体重15%或输血者排除研究。若患者在OLV后出现SP0290%,需要提高吸入氧分数(FiO2)80%超过1小时者排除研究。1.2麻醉处理麻醉前30 min肌肉注射咪达唑仑0.05 mg/kg和阿托品0.01 mg/kg。建立生命体征及脑电双频谱指数(bispectral index,BIS)监测。桡动脉置管建立有创血压监测,抽取动脉血行血气分析及检测血糖作为基础值。面罩吸氧去氮3min后,TCI靶控输注丙泊酚3ug/ml、舒芬太尼0.4μg/kg和顺式阿曲库铵0.2mg/kg行麻醉诱导,明视下插入双腔支气管导管(Double-lumen endobronchial tube,DLTs)。纤维支气管检查并确认导管位置后,连接麻醉机行机械间歇正压通气,所有患者均采用相同的容量控制通气模式,吸入氧分数(Fi02)设定在60%,潮气量(VT)设定为6-8ml/kg,呼吸频率12-15次/mmin,吸呼比1：1.5,保持呼末二氧化碳分压(PetCO2) 35～40 mmHg。麻醉后置入右颈内静脉双腔导管,建立CVP监测。术中予TCI靶控输注丙泊酚2.5～4ug/ml及瑞芬太尼0.05～0.3ug/kg.min持续泵注维持麻醉,间断静脉注射顺式阿曲库铵,术中维持BIS值在40-55。关胸前抽吸呼吸道分泌物,恢复双肺通气,手控通气涨肺,直视下使萎陷肺或肺叶复张满意。术后给予充分静脉镇痛。在麻醉恢复室待自主呼吸恢复、潮气量满意后拔出气管导管,送ICU继续治疗,术后予鼻导管吸氧2 L/min。1.3观测时点T1：麻醉诱导前；T2:麻醉后单肺通气前；T3：手术结束前；T4:术后24小时。1.4标本处理和观测指标1.4.1血流动力学指标：记录T1～T4时点平均动脉压(MAP),心率(HR)、脉搏血氧饱和度(SpO2)。1.4.2呼吸力学指标：芬兰Datex-Capnomac Ultima-SV型监测仪连续监测两组患者在T2和T3时点的吸气峰值压力(Ppeak)、肺顺应性(Cdyn)、呼气末二氧化碳分压(PetCO2)及分钟通气量(MV)。1.4.3两组患者在T1～T4时点抽取动脉血使用i-STAT作血气分析及使用简易血糖仪检测血糖,使用液相悬浮芯片系统检测血清标本中IL-2、IL-4、IL-6、 IL-8、IL-10及TNF-a的浓度水平。1.4.4两组患者在T2和T3时点将纤维支气管镜顶端紧密楔入段或亚段支气管开口处,灌洗左右两侧肺,将灌洗回收液离心,使用液相悬浮芯片系统检测支气管肺泡灌洗液(BLAF)中IL-2、IL-4、IL-6、IL-8、IL-10、TNF-α的浓度水平及ELISA法测定肺泡表面活性蛋白A(SPA)的浓度水平。1.4.5确定行肺叶切除时在预切除肺叶上切取一块肺组织,HE染色后光经镜下行病理形态学比较。采用免疫组织化学方法对肺组织中糖基化终末产物(AGEs)及肺泡表面活性蛋白A(SPA)作定性分析。1.5其余观察项目(1)手术时间；(2)麻醉时间；(3)失血量和尿量；(4)术中液体静脉输入量；(5)麻醉药物用量；(6)总住院天数：(7)术后住院天数;(8)ICU停留时间；(9)抗生素费用；(10)术后3天胸片肺部渗出增加比例。1.6统计分析所有数据均以均数±标准差((x±s))表示,采用SPSS13.0软件包进行统计学分析。患者一般情况、肺功能的组间比较,组间同一时间点计量资料,两组AGEs及SPA免疫组化评分比较采用独立样本t检验； 组内不同时间点的HR、MAP、 SpO2、呼吸力学指标、血糖、血气分析值以及血清中IL-8、BLAF中SPA、IL-2、IL-4、IL-6、IL-8、IL-10及TNF-a:浓度比较采用重复测量方差分析(analysis of variance of repeated measures data);计数资料比较采用卡方检验。P0.05为差异有统计学意义。2.合并2型糖尿病患者单肺通气时血清及肺泡灌洗液中炎性因子的变化及乌司他丁的干预效应2.1一般资料经医院科研项目审查伦理委员会批准,所有患者签署知情同意书。根据2003年美国糖尿病学会(ADA)糖尿病诊断标准,选择合并2型糖尿病的择期拟行肺叶切除手术患者30例(年龄49-79岁,ASA Ⅰ～Ⅱ级),随机分为两组：糖尿病组(DM组),糖尿病乌司他丁干预组(DMU组),每组15例。排除标准同第一阶段研究。2.2麻醉方法麻醉前30 min肌肉注射咪达唑仑0.05 mg/kg和阿托品0.01 mg/kg。建立生命体征及脑电双频谱指数(BIS)监测。桡动脉置管建立有创血压监测,抽取动脉血行血气分析及检测血糖作为基础值。面罩吸氧去氮3min后,TCI靶控输注丙泊酚3ug/ml、舒芬太尼0.4μg/kg和顺式阿曲库铵0.2mg/kg行麻醉诱导,明视下插入DLTs。纤维支气管检查并确认导管位置后,连接麻醉机行机械间歇正压通气,所有患者均采用相同的容量控制通气模式,吸入氧分数(Fi02)设定在60%,潮气量(VT)设定为6～8ml/kg,呼吸频率12-15次/min,吸呼比1：1.5,保持呼末二氧化碳分压(PetCO2) 35～40 mm Hg。麻醉后置入右颈内静脉双腔导管,建立CVP监测。在麻醉诱导后DMU组予乌司他丁(广东天普药业)5000U/kg稀释至50m1静脉泵注,20min注射完毕；DM组予50m1生理盐水静脉泵注,20min注射完毕。术中予TCI靶控输注丙泊酚2～4ug/ml及瑞芬太尼0.05～0.3ug/kg.min持续泵注维持麻醉,间断静脉注射顺式阿曲库铵,术中维持BIS在40-55。关胸前抽吸呼吸道分泌物,恢复双肺通气,手控通气涨肺,直视下使萎陷肺或肺叶复张满意。术后给予充分静脉镇痛。在麻醉恢复室待自主呼吸恢复、潮气量满意后拔出气管导管送ICU继续治疗,术后予鼻导管吸氧2 L/min。2.3观测时点T1：麻醉诱导前；T2：麻醉后单肺通气前；T3：手术结束前；T4:术后24小时。2.4标本处理和观测指标2.4.1血流动力学指标：记录T1～T4时点平均动脉压(MAP),心率(HR)、脉搏血氧饱和度(Sp02)。2.4.2呼吸力学指标：芬兰Datex-Capnomac Ultima-SV型监测仪连续监测两组患者在T2和T3时点的吸气峰值压力(Ppeak)、肺顺应性(Cdyn)、呼气末二氧化碳分压(PetCO2)及分钟通气量(MV)。2.4.3两组患者在T1～T4时点抽取动脉血使用i-STAT作血气分析及检测血糖,使用液相悬浮芯片系统检测血清标本中IL-2、IL-4、IL-6、IL-8、IL-10及TNF-a的浓度水平。2.4.4两组患者在T2和T3时点将纤维支气管镜顶端紧密楔入段或亚段支气管开口处,灌洗左右两侧肺,将灌洗回收液离心,用液相悬浮芯片系统检测支气管肺泡灌洗液中IL-2、IL-4、IL-6、IL-8、IL-10及TNF-α的浓度水平。2.5其余观察项目(1)手术时间；(2)麻醉时间；(3)失血量和尿量；(4)术中液体静脉输入量；(5)麻醉药物用量；(6)总住院天数；(7)术后住院天数；(8)ICU停留时间；(9)抗生素费用；(10)术后3天胸片肺部渗出增加比例。2.6统计分析所有数据均以均数±标准差((z±s))表示,采用SPSS13.0软件包进行统计学分析。患者一般情况、组间同一时间点计量资料及其余观察项目的组间比较采用独立样本t检验；组内不同时间点的HR、MAP、SpO2、呼吸力学指标、血糖、血气分析值以及血清中IL6、IL-8、BLAF中IL-2、IL-4、IL-6、IL-8、IL-10及TNF-a浓度比较采用重复测量方差分析(analysis of variance of repeated measures data);计数资料比较采用卡方检验。P0.05为差异有统计学意义。结果1.合并2型糖尿病患者的肺病理改变及单肺通气时呼吸力学和炎性因子变化的研究1.1一般情况经独立样本t检验,结果显示两组患者的年龄、体重、身高、肺功能的FEV1/FVC (%)、麻醉时间、手术时间、液体输入量,失血量、尿量、丙泊酚、瑞芬太尼和顺阿曲库铵用药量比较无统计学意义(P0.099)。肺功能的FVC%、FEV1%、MVV%DM组较C组降低(P0.012)；两组患者术中失血量均不超过500ml,无输血病例。1.2血流动力学指标和SpO2经重复测量方差分析,结果显示HR、MAP、SpO2组间差异无显著性(P均0.074)；HR、MAP、SpO2不同时点间差异有显著性(P均0.003)；各组同时间之间无交互作用(P均0.283),提示不同组随时间的变化,HR、MAP、SpO2变化趋势相同。1.3两组患者呼吸力学比较经重复测量方差分析,Ppeak和Cdyn组间差异有显著性(P均0.038),PetCO2和MV组间差异无显著性(P均0.05)；Ppeak、Cdyn、PetCO2和MV不同时点间差异有显著性(P=0.000)；Ppeak各组同时间之间有交互作用(P=0.000),Cdyn、PetCO2和MV各组同时间之间无交互作用(P均0.053),提示不同组随时间的变化,Cdyn、 PetCO2和MV变化趋势相同,Ppeak变化趋势不同。进一步分析单独效应,结果显示两组内不同时点的Ppeak比较差异有显著性(P=0.000),各时点不同组间差异有显著性(P均0.03)。1.4两组血糖及血气分析指标的比较经重复测量方差分析,结果显示血糖、PaO2及氧合指数在不同组间差异有显著性(P均0.007)。血糖、PH、PaO2、PaCO2、碳酸氢根、BE及氧合指数在不同时点差异有显著性(P均0.001)；血糖、PaO2、碳酸氢根、BE及氧合指数两组同时点之间无交互作用(P均0.101),PH和PaCO2两组同时点之间有交互作用(P0.044),提示不同组随时间的增加,血糖、PaO2、碳酸氢根、BE及氧合指数变化趋势相同,PH和PaCO2变化趋势不同。进一步分析单独效应,结果显示两组内不同时点间的PH和PaCO2匕较有显著性(P0.001)；各时点不同组间差异无显著性(P0.101)。1.5两组肺组织光镜形态学比较,AGEs及SPA免疫组化评分的比较1.5.1两组肺组织光镜形态学比较DM组患者的肺病理改变表现为：肺泡壁、动脉壁普遍增厚,肺泡间隔可见明显纤维组织增生,肺间质可见炎性细胞浸润；而C组肺泡壁、动脉壁略有增厚,肺泡间隔可见少量纤维组织增生,肺间质炎性细胞浸润少。1.5.2两组AGEs及SPA免疫组化评分DM组和C组AGEs免疫组化评分分别为：(3.57±1.09)分和(2.82±0.99)分;SPA免疫组化评分分别为(3.62±1.06)分和(3.32±1.13)分。经独立样本t检验,结果显示两组AGEs免疫组化评分比较差异有显著性(P=0.000),两组SPA免疫组化评分比较差异无显著性(P=0.131)。1.6两组BLAF液中SPA浓度比较经重复测量方差分析,结果显示通气肺SPA浓度组间差异有显著性(P=0.048),萎陷肺SPA浓度组间差异无显著性(P=0.773)；不同时点差异有显著性(P均0.005)。各组同时间之间无交互作用(P均0.186),提示不同组随时间的变化,两组双侧肺BLAF中SPA浓度变化趋势相同。1.7两组血清中IL-6和IL-8浓度比较经重复测量方差分析,结果显示血清中IL-8浓度组间差异有显著性(P=0.003),血清中IL-6浓度组间差异无显著性(P=0.189)；不同时点差异有显著性(P均0.002)。各组同时间之间无交互作用(P均0.083),提示不同组随时间的变化,IL-6和IL-8浓度变化趋势相同。1.8支气管肺泡灌洗液中IL-2、IL-4、IL-6、IL-8、IL-10及TNF-α浓度的比较经重复测量方差分析,结果显示通气侧肺IL-6、双侧肺的IL-8及TNF-α浓在不同组间差异有显著性(P均0.004)。双侧肺的IL-2、IL-4、IL-6、IL-8、IL-10及TNF-α浓度在不同时点差异有显著性(P均0.007)。萎陷肺IL-4、IL-6及IL-10两组同时点之间无交互作用(P均0.057),双侧肺的IL-2、IL-8及TNF-α、通气侧肺的IL-4、IL-6及IL-10两组同时点之间有交互作用(P0.047),提示不同组随时间的增加,萎陷肺IL-4、IL-6及IL-10变化趋势相同,双侧肺的IL-2、IL-8及TNF-a、通气侧肺的IL-4、IL-6及IL-10变化趋势不同。进一步分析单独效应,结果显示双侧肺IL-2、通气侧肺的IL-4和IL-10在两时点间比较均有显著性(P0.007),两组间比较无显著性(P0.135)；通气侧肺IL-6、双侧肺的IL-8及TNF-α在两组间及两时点比较均有显著性(P0.004)。1.9两组患者术后情况及并发症经独立样本t检验,结果显示总住院时间、术后住院时间、ICU停留时间,DM组较C组延长(P0.047),抗生素费用、术后胸片肺部渗出增加比例比较无统计学意义(P0.121)。2.合并2型糖尿病患者单肺通气时血清及肺泡灌洗液中炎性因子的变化及乌司他丁的干预效应2.1一般情况经独立样本t检验,结果显示两组患者的年龄、体重、身高、肺功能的FVC%、 FEV1%、MVV%、FEV1/FVC (%)、麻醉时间、手术时间、液体输入量,失血量、尿量、丙泊酚、瑞芬太尼和顺阿曲库铵用药量比较无统计学意义(P0.203)。两组患者术中失血量均不超过500ml,无输血病例。2.2血流动力学指标和SpO2经重复测量方差分析,结果显示HR、MAP、SpO2组间差异无显著性(P均0.854)；HR、MAP、SpO2不同时点间差异有显著性(P均0.008)；各组同时间之间无交互作用(P均0.306),提示不同组随时间的变化,HR、MAP、SpO2变化趋势相同2.3两组患者呼吸力学比较经重复测量方差分析,结果显示Ppeak、Cydn、PetCO2和MV组间差异无显著性(P均0.687)；Ppeak、Cdyn、PetCO2和MV不同时点间差异有显著性(P0.012)；Cdyn各组同时间之间有交互作用(P=0.041),Ppeak、PetCO2和MV各组同时间之间无交互作用(P均0.395),提示不同组随时间的变化,Ppeak、PetCO2和MV变化趋势相同,Cdyn变化趋势不同。进一步分析单独效应,结果显示两组内不同时点间的Cdyn比较有显著性(P=0.000),各时点不同组间差异无显著性(P=0.816)。2.4两组血糖及血气分析指标的比较经重复测量方差分析,结果显示PH和PaCO2在不同组间差异有显著性(P均0.03)。血糖、PH、PaO2、PaCO2、碳酸氢根、BE及氧合指数在不同时点差异有显著性(P均0.005)；血糖、PH、PaO2、PaCO2、碳酸氢根、BE及氧合指数两组同时点之间无交互作用(P均0.608),提示不同组随时间的增加,血糖、PH、PaO2、PaCO2、碳酸氢根、BE及氧合指数变化趋势相同。2.5两组血清中IL-6和IL-8浓度的比较经重复测量方差分析,结果显示血清中IL-8浓度组间差异有显著性(P=0.026),血清中IL-6浓度组间差异无显著性(P=0.550)；两组血清中IL-6和IL-8浓度不同时点差异有显著性(P均0.002)。两组同时间之间无交互作用(P均0.136),提示不同组随时间的变化,IL-6和IL-8浓度变化趋势相同。2.6支气管肺泡灌洗中IL-2、IL-4、IL-6、IL-8、IL-10及TNF-α浓度的比较经重复测量方差分析,结果显示IL-2、IL-4、IL-6、IL-8、IL-10及TNF-α在不同组间差异无显著性(P0.239)。双侧肺支气管肺泡灌洗中IL-2、IL-4、IL-6, IL-8、TNF-α浓度及萎陷肺IL-10的浓度在不同时点差异有显著性(P均0.003)。双侧肺支气管肺泡灌洗中IL-2、IL-4、IL-6、IL-8、IL-10及TNF-α浓度两组同时点之间无交互作用(P均0.182),提示不同组随时间的增加,双侧肺支气管肺泡灌洗中IL-2、IL-4、IL-6、IL-8、IL-10及TNF-α浓度变化趋势相同。2.7两组患者术后情况及并发症总住院时间、术后住院时间、ICU停留时间,抗生素费用、术后胸片肺部渗出增加比例两组比较差异无显著性(P0.092)。结论1.合并2型糖尿病患者单肺通气时出现吸气峰压升高、肺顺应性下降、氧合指数降低的特点。糖尿病患者的肺病理存在损害,晚期糖基化终末产物(AGEs)在肺组织中的表达阳性,此种病理改变可能与合并2型糖尿病患者单肺通气时呼吸力学指标改变有关。2.合并2型糖尿病患者单肺通气时血清中IL-8及支气管肺泡灌洗液中IL-6、IL-8、TNF-a均升高。3.预先静脉注射5000U/kg乌司他丁可抑制合并2型糖尿病患者单肺通气时血清中IL-8的释放,但对抑制合并2型糖尿病患者单肺通气时血清中IL-6及支气管肺泡灌洗液中IL-2、IL-4、IL-6、IL-8、IL-10及TNF-α的作用有限。
【学位单位】：南方医科大学
【学位级别】：博士
【学位年份】：2015
【中图分类】：R614
【部分图文】：

（如图１－７，１－８）；?ＡＧＥＳ免疫组化评分分别为：（３．５化１．０９）分和（２．拍±０．９９）??分（如图?１－９，１－１０）。??经独立样本ｔ检验，结果显示两组ＡＧＥＳ免疫组化评分比较差异有显著性??（Ｐ＝０．０００），两组ＳＰＡ免疫组化评分比较差异无显著性（Ｐ＝０．１３１）。见表＾５。??

示C组SPA免疫组化图像

示DM组SPA免疫组化图像

本文编号：2858770