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朱昭琼，杨亦彬，郑洪，杜磊，邓硕曾，刘进

　　体外循环（cardiopulmonary bypass，CPB）引起的非感染性全身炎性反应（SIR）是术后患者并发多脏器功能不全和死亡的重要原因，白细胞在SIR中占主导地位^[1]。由于白细胞的激活途径广，对机体的损伤机制复杂，目前临床尚无一种满意的治疗能有效抑制CPB导致的SIR。自80年代起，有研究表明白细胞滤器在CPB使用，能明显减少循环中40％～60％活化的白细胞^[2，3]，但是目前使用的白细胞滤器设计仅适于动脉应用。

　　白细胞滤器LD－1（leukocyte depletion filter 1，LD－1）是我们自行研制开发的一种安放于静脉回流端的白细胞滤器，在离体实验中它能够去除活化白细胞，减轻炎性反应^[4]。但是体外环境毕竟与复杂的体内整体环境有很大的不同，LD－1是否能减少体内CPB中脏器组织的炎症反应值得关注。为此本实验探讨在CPB中LD－1对白细胞数量、IL－6、MPO水平及心肌组织病理变化的的影响。

　　1材料与方法

　　1.1 动物分组及处理

　　12只蒙古犬，25～30kg，雌雄不限。随机分为对照组和LD－1过滤组，每组6只。实验犬腹腔内注射戊巴比妥钠25mg/kg麻醉后行气管插管，r－羟基丁酸钠、芬太尼静脉麻醉维持。经股静脉建立静脉通道，股动脉插管监测动脉压。开胸后静脉给予肝素3mg/kg，插入主动脉插管和腔房管，建立CPB。CPB机为stocker Ⅱ型，氧合器为西京95型鼓泡式氧合器。CPB预充液为贺斯（6g/dl）及乳酸林格液各500ml，肝素10mg，NaHCO3 50ml（5g/dl）。

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　　过滤组在静脉回流端储血器处安装LD－1，对照组循环回路中不安装LD－1。CPB开始后2min过滤，过滤5min后关闭LD－1。以70～80ml/kg?min流量转流，体温维持28～30℃。CPB10 min后阻断升主动脉，经主动脉根部灌注St.Thomas液20ml/kg。CPB70min（阻断60 min）后开放升主动脉。血气电解质正常、血流动力学稳定后停机，拔除腔房管，用鱼精蛋白中和肝素，并继续观察2h。

　　阻断主动脉60min后，8只犬自动复跳，4只犬经电击除颤后复跳，12只犬均顺利停机。

　　1.2 标本的收集和测定

　　分别于CPB前、CPB 10min、40min、75min、停CPB、停CPB 2h从股静脉抽取静脉血，全自动血常规分析仪测定白细胞数。在同一时点取静脉血20ml，4℃ 3000 rpm离心后取血浆，分装于EP管，－70℃冰箱保存。酶联免疫吸附双抗体夹心法（Elisa法）测定血IL－6和MPO浓度，试剂盒均购自biosource生物公司，按试剂盒说明操作。

　　鉴于CPB中有不同程度的血液稀释，实验数据采用经典的Taylor公式进行校正，即：校正值＝测定值×CPB前HCT/测定时HCT。公式中HCT为红细胞压积。

　　1.3 病理学检查

　　于CPB前，鱼精蛋白中和肝素5min后用活检针穿刺心尖部心肌组织标本、CPB后2h切取心尖部心肌组织，甲醛溶液（30g/dl）固定，伊红苏木素染色做光学显微镜病理学检测。

　　1.4 统计学方法

　　所获数据均采用均数±标准差（±s）表示。组间相同时间点的比较采用两样本均数比较的t检验，率的比较，用校正x2检验，P<0.05认为有显著性差异。

结　果

　　1．白细胞数量变化

　　见附表。对照组随着CPB时间的延长白细胞数量逐渐下降，停CPB后2h基本恢复至CPB前水平。过滤组在CPB 10min后急剧减少，下降至CPB前白细胞数的36％，CPB中各时间点白细胞数量均显著低于CPB前（P<0.01），但停CPB后2h两组白细胞均基本恢复至CPB前水平。组间比较过滤组白细胞数量在CPB 10min时明显低于对照组（P<0.05）。

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　　2．血浆MPO、IL－6的变化

　　CPB期间血浆MPO水平两组均逐渐升高，但过滤组在CPB后2 h下降，低于对照组（P<0.05）。

　　对照组CPB中IL－6逐渐升高，持续至CPB后2 h。过滤组IL－6在CPB后10 min升高，在CPB 40min时到达高峰以后逐渐下降，CPB 10 min、CPB 40 min CPB后2 h血浆IL－6明显低于对照组（P<0.05）。

　　３．心肌病理学检测

　　两组动物CPB前、鱼精蛋白中和肝素5min心内膜、心肌细胞和间质无明显变化。对照组停CPB 2 h后5例（83.3％）内膜下有少许白细胞浸润，心肌细胞轻度浊肿；过滤组3例（50％）停CPB后2h心肌细胞均有轻度浊肿，间质灶状出血，内膜轻度水肿，少许白细胞浸润。两组比较，差异无显著性（P>0.05）。

讨　论

　　近年来的研究显示，传统的白细胞滤膜在CPB中部分去除白细胞，可能降低相关的并发症^[5]，然而它的使用并不能改变血浆中与白细胞相关的炎性介质^[1，6]。

　　我们自行研制安放于静脉回流端的LD－1，具有白细胞去除率高，能灵活控制过滤时间等优点^[4]。在预实验中发现：CPB开始就使用滤器，未见明显过滤效果，而在CPB开始后使用LD－1过滤5 min即能达到最大白细胞去除率。由于白细胞滤膜并不能抑制白细胞的激活，当白细胞被阻挡于滤膜后依然能够释放胞浆内的MPO、细胞因子等进入血浆参与炎性反应，因此，CPB中不宜持续使用白细胞滤器。有鉴于此，本实验将LD－1在CPB开始2min时过滤静脉血5min。

　　本实验观察到，CPB中应用LD－1 10min后白细胞数量急剧下降，白细胞数量为CPB前的36％，显著低于对照组，CPB各个时间点血液中的白细胞数量明显减低，停CPB后2h基本恢复到正常范围，但仍低于CPB前和对照组，说明LD－1不仅能有效去除循环中的白细胞，减少活化白细胞在组织内滞留，而且能有效缓解CPB后白细胞增多，减轻炎性反应。这可能与放置于静脉端的LD－1与传统的动脉端过滤器比较，具有低压、低流量和滤膜与血液接触面积大的特点有关。由此推测LD－1可以减少由于CPB触发的一系列白细胞所至的脏器炎性损伤反应，如减少白细胞释放的多种酶类、生物活性物质、过氧化代谢产物等，从而减少CPB后并发症的发生。

　　本实验显示，对照组动物随着CPB时间的延长，白细胞数量逐渐下降，推测与活化的白细胞会在组织中滞留有关。CPB后2 h，对照组白细胞数量又迅速升高，即为CPB相关的白细胞减少症和白细胞增多症^[1]。

　　IL－6是急性反应的一个重要介质，它对炎性刺激可能最为敏感^[8]。本实验中对照组IL－6浓度随着CPB时间的延长逐渐升高，在CPB后2h到达最高值，但过滤组CPB后40min到达高峰，以后逐渐下降。过滤组升高可能是由于滤器引起白细胞活化，致部分细胞因子迅速释放，由于我们迅速关闭LD－1，使粘附于滤膜上的白细胞释放的炎性物质不能进入血液循环，因此血浆IL－6的浓度逐渐下降。由此可以推测LD－1可能缩短CPB后的炎性反应的过程。

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　　实验中我们发现，尽管过滤组在CPB后血浆MPO浓度并未升高，说明CPB中白细胞活化和脱颗粒作用并未同时发生。随着LD－1滤器的迅速关闭，滤膜上白细胞释放的大量MPO被隔绝于循环外，因此MPO持续低于对照组。MPO的降低，可以大大减轻白细胞对组织的损伤。

　　本实验中未发现LD－1对于保护心肌组织在CPB中免受炎症细胞浸润的优越性，是滤膜的生物相容性较差或滤膜与白细胞接触后能激活仅存的白细胞导致应有的保护效果下降？这有待于进一步研究证实。

参 考 文 献

1 Asimakopoulos G. The inflammatory response to CPB：the role of leukocyte filtration.Perfusion，2002；17：7.

2 Samankatiwat P，Samartzis I，Lertithichai P，et al.Leucocyte depletion in cardiopulmonary bypass：a comparison offour strategies.Perfusion，2003；18：95.

3 Gessler P，Pfenninger J，Pfammatter JP，et al.Inflammatory response of neutrophil granulocytes and monocytes after cardiopulmonary bypass in pediatric cardiac surgery.Intensive Care Med，2002；28：1786.

4 罗南富，杜磊，王莹，等.新型白细胞滤器对体外循环中红细胞的保护作用.中国胸心血管外科临床杂志，2005；12（2）98.

5 Bates J，Watson R，William G et al. Aspirin Preserves Neutrophil Apoptosis After Cardiopulmonary Bypass. Shock，2004；21：495. 6 Baksaas St，Videm V，Mollnes TE，et al. Leukocyte filtration during cardiopulmonary bypass hardly changed leukocyte counts and didnot influence myeloperoxidase，complement，cytokines or platlets.Perfusion，1998；13：429.

7 Sablotzki A，Friedrich I，Mühling J，et al. The systemic inflammatory response syndrome following cardiac surgery：differentexpression of proinflammatory cytokines and procalcitonin in patients with and without multiorgan dysfunctions. Perfusion，2002；17：103.