韩 强，张华勇，王晓进
(中山大学第五附属医院心胸外科，广东珠海 519000)
·经验交流·
rh-BNP缺血后处理对心脏瓣膜置换术心肌保护作用的临床研究*
韩 强，张华勇，王晓进
(中山大学第五附属医院心胸外科，广东珠海 519000)
目的 探讨重组人脑利钠肽(rh-BNP)对体外循环心脏瓣膜置换术后缺血心肌的保护效应及不同药物剂量的差别。方法 采用随机、双盲及对照研究方法，将2010年6月至2014年6月行瓣膜置换术患者分为3组，对照组(C组)12例,观察组分为高剂量组(H组)12例，低剂量组(L组)12例，于术中心肌血运开放前30min先给冲击量1.5μg/kg静脉推注，随即根据分组分别予0.007 5、0.015 0μg·kg-1·min-1两个不同剂量持续微量泵维持至术后24h。于麻醉诱导前(T0)、心肌血运开放后30min(T1)及其后 6h(T2)、12h(T3)、24h(T4)采集中心静脉血，测定血肌酸激酶(CK)、肌酸激酶同工酶(CK-MB)、心肌肌钙蛋白I(cTnI)浓度及超氧化物歧化酶(SOD)，丙二醛(MDA)浓度等，并测定各时点的心率、平均动脉压、中心静脉压等,记录心脏自动复跳率、复跳后直至术后24h各种心律失常发生率、多巴胺使用剂量以及尿量等，并记录呼吸机辅助时间、ICU停留时间等。结果 各组术后血清CK、CK-MB、cTnI和MDA值均高于术前,SOD活力较麻醉诱导后明显降低；而H、L组各时点的血清CK、CK-MB、cTnI和MDA值均明显低于C组(P<0.05)，SOD均明显高于C组(P<0.05)；H、L组与C组患者在心脏自动复跳率、复跳后至术后24h心律失常发生率、多巴胺使用剂量以及尿量比较，差异均有统计学意义(P<0.05)，术后辅助呼吸时间和ICU停留时间也明显低于C组,差异均有统计学意义(P<0.05)；而H组与L组比较，各项观察指标差异均无统计学意义(P>0.05)。结论rh-BNP对体外循环心脏直视手术后的心肌缺血再灌注损伤有一定的保护作用，并对手术后的心功能有一定的改善作用。
重组人脑利钠肽；心脏瓣膜置换术；缺血后处理
体外循环(CPB)心脏手术特别是术前具有明显心脏扩大及心功能不全的心脏瓣膜置换手术的患者，因其心脏术后出现重度低心排综合征以及严重的心律失常、多器官功能衰竭而致死或致残的发生率较高。重组人脑利钠肽(rh-BNP，商品名：新活素)是目前国内外已经达成临床共识的治疗心力衰竭的一线新药，其被证实具有抗心力衰竭，不增加心率及不诱发心律失常，抗心室重塑，对肺、脑、肝、肾等多器官有保护作用[1]，特别是针对其抑制参与心肌再灌注损伤的主要因子即内皮素(ET-1)的分泌而有可能参与发挥心肌保护作用的内源性保护机制[2]。因此，本研究设计应用该药做缺血后处理以进一步证实其抗心肌再灌注损伤的有效性，同时观察其能否发挥其血流动力学等的多重良好效应，从而使施行体外循环心脏手术的高危重症患者安全度过围术期。
1 资料与方法
1.1 一般资料 自2006年6月至2011年6月采用随机、双盲及对照研究方法，选择临床上风湿性或非风湿性心脏瓣膜病需施行全身麻醉低温体外循环心脏瓣膜置换术的患者24例作为观察组(高剂量为H组和低剂量为L组各12例)，同期选择12例同类患者作为对照组(C组)，年龄(45±12)岁，两组男17例，女19例，心功能NYHAⅡ～Ⅲ级，ASAⅡ～Ⅲ级，无冠心病及肝肾功能异常，近3个月无风湿活动及其他感染发热史，无长期应用激素和免疫抑制剂等。两组在年龄、性别、体质量、术前心功能、手术种类、CPB及主动脉阻断时间等指标上差异无统计学意义(P>0.05)，见表1。
治疗组应用由成都诺迪康生物制药有限公司生产的具有我国自主知识产权、近年来被美国FDA批准的惟一的抗急性心力衰竭新药以及被列入ACC/AHA和ESC治疗急性心力衰竭的治疗指南的药物——新活素(rh-BNP,分子式C143H244N50O42S4,相对分子质量3 464)。该研究经本院医学伦理委员会批准,并征得所有入选对象知情同意。
表1 患者的临床资料
MVR:二尖瓣置换；AVR:主动脉瓣置换；DVR:二尖瓣及主动脉瓣置换。
1.2 方法
1.2.1 手术方法及药物处理 所有患者的麻醉及手术均由同一组人员完成。患者术前30min肌内注射吗啡10mg和阿托品0.5mg。桡动脉有创测压，心电图(ECG)及经皮血氧饱和度(SpO2)监测，右颈内静脉置入中心静脉导管。麻醉诱导均采用咪唑安定、异丙酚、维库溴铵,气管内插管后施行芬太尼、异丙酚及异氟醚行静吸复合麻醉。手术均采用胸骨正中切口,全身肝素化(肝素3mg/kg)后升主动脉,上、下腔静脉插管建立CPB，采用JOSTRA体外循环机(Maquet公司,德国)、进口膜肺，行浅低温(28～32 ℃)CPB,灌注流量60～80mL·kg-1·min-1。常规用乌司他丁100万单位加入预充液。心脏表面置冰降温,阻断主动脉后经主动脉根部插针灌注或切开主动脉经冠状动脉口直接灌注冷氧合血含钾心脏停搏液20mL/kg，主动脉阻断时间每超过30min,需再次灌注。术中置换瓣膜均予以间断缝合,采用双叶机械瓣(由ATS或ST-Jude公司提供)。开放循环及心脏复跳后常规使用多巴胺并记录其用量，术后带气管内插管转ICU。
观察组于术中体外循环心肌血运开放前30min先给新活素冲击量1μg/kg静脉推注，H组、L组随即分别用0.015 0μg·kg-1·min-1、0.007 5μg·kg-1·min-1持续微量泵维持至术毕24小时。C组于术中体外循环心肌血运开放前30min予5%GS10mL静脉推注。
1.2.2 生化指标检测 于麻醉诱导前(T0)、心肌血运开放后30min(T1)及其后 6h(T2)、12h(T3)、24h(T4)采集中心静脉血，用全自动生化分析仪测定其外周血CK、肌酸激酶同工酶(CK-MB)变化，取6mL静脉血肝素抗凝后4 ℃下3 000r/min离心10min,取血浆，采用酶联免疫吸附法(ELISA法)测定心肌肌钙蛋白I(cTnI)浓度(试剂盒购自南京基蛋生物有限公司)，采用羟胺法测定超氧化物歧化酶(SOD)活性及硫代巴比妥酸法(TAB法)测定丙二醛(MDA)浓度(试剂盒均购自南京建成生物工程有限公司)。
1.2.3 血流动力学检测 测定各时点的心率(HR)、有创BP、中心静脉压(CVP)等,由公式MAP=DBP+(SBP-DBP)/3mmHg,计算出平均动脉压(MAP)。
1.2.4 临床观察指标 记录两组患者的年龄、体重、CPB时间、主动脉阻断时间、手术时间和术前UCG指标；记录心脏自动复跳率、术后24h心律失常发生率、多巴胺使用剂量以及尿量、呼吸机辅助时间、ICU停留时间等，以及术后死亡和并发症等。
2 结 果
2.1 临床结果 各组患者均无死亡及重要并发症发生。
2.2 血清学指标 组内比较：主动脉开放后各个时间点 CK、CK-MB、cTnI和MDA含量均较麻醉诱导后明显增高,差异有统计学意义(P<0.05)；CK、cTnI和CK-MB含量呈先升高后降低过程,手术结束时达高峰；而SOD活力均较麻醉诱导后明显降低，差异有统计学意义(P<0.05)；组间比较：麻醉诱导后各组间的各个生化指标比较差异无统计学意义(P>0.05)；T1～T4时间点CK、CK-MB、cTnI和MDA水平H、L组比C组明显降低,差异有统计学意义(P<0.05)，而SOD活力H、L组比C组明显升高,差异有统计学意义(P<0.05),主动脉开放后各时间点H组CK、CK-MB、cTnI和MDA水平较L组小，而SOD升高的程度较大，但除CK外，其余指标差异无统计学意义(P>0.05)，见表2。
2.3 心脏复跳情况 H、L组心脏自动复跳率(89.32%、88.89%)与C组(68.56%)高，而室性心率失常发生率(27.3%、28.6%)则比C组(39.2%)降低，差异均有统计学意义(P<0.05)。但观察组中H、L组比较,差异无统计学意义(P<0.05),见表3。
2.4 血流动力学 H、L组内比较:各时段MAP、HR、CVP及多巴胺使用量等比较差异无统计学意义(P>0.05)。组间比较:H、L组及C组间各时间点MAP、HR比较差异无统计学意义(P>0.05)，H、L组MAP平均值低于对照组，但差异无统计学意义(P>0.05)。CVP和多巴胺使用量在T2～T4时间点差异有统计学意义(P<0.05)，见表4。
2.5 术后观察指标 H、L组术后辅助呼吸时间和ICU停留时间明显低于C组,差异有统计学意义(P<0.05)，24 h尿量较C组增多，差异有统计学意义(P>0.05)；而H组与L组相比，以上指标差异无统计学意义(P>0.05)，见表3。
表2 3组患者各时点血清CK、CK-MB、cTnI、MDA、SOD 变化
a:P<0.05，与C组同时间点相比；b:P<0.05，与H组同时间点相比。
表3 3组患者术中、术后情况比较
a:P<0.05，与C组相比。
表4 3组患者血流动力学结果
a：P<0.05，与C组相比。
3 讨 论
CPB心脏停跳下的心内直视手术必然经历一个心肌缺血再灌注损伤的过程，而心肌损伤的程度直接决定着术后心功能的状态，而后者又与术后低心排综合征等严重并发症及病死率密切相关。Murry等[3]在1986年提出了缺血预处理对心肌具有保护作用，即在心肌缺血前进行反复多次短暂的缺血/再灌注后，可提高心肌对缺血的耐受力。但体外循环心脏手术心肌血运阻断之前并不便于做过多及反复的缺血/灌注的预处理；因此，缺血预处理的临床应用非常受限制。2003年Zhao等[4]最先证实缺血后适应(IPOC)的心脏保护作用，2005年Staat等[5]将缺血后适应应用于临床，随后直至目前，众多国内外学者将心肌缺血再灌注损伤(IRI)的试验及临床研究重点逐渐转移到缺血后适应及后处理方面；由于缺血后处理简便有效，可在缺血后进行干预，因此较缺血预处理相比，具有广泛的应用前景。其中药物后处理(PPC)即在缺血之后再灌注之前使用模拟内源性保护机制的药物来产生类似后处理的保护作用，如腺苷及其类似物、一氧化氮(NO)、胰岛素、他汀类药物、麻醉剂等，均被证实有一定的心肌保护作用；但这些药物均存在使用不便、效果单一或有较大不良反应等问题，寻找一种使用方便、心肌保护效果确切而且本身具有抗心衰以及全身多器官多重保护效应的药物做缺血后处理是临床研究的方向。
脑钠肽(BNP)是20世纪80年代由日本学者Sudoh 等[6]从猪脑中分离出的一种多肽类物质，主要由心室分泌。BNP具有利钠、利尿、降低血管张力及拮抗肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS)和交感神经系统活性等作用[7]；其通过主要分布于血管、肾脏、肾上腺等效应器细胞膜上的利钠肽A型受体起效。鉴于其在心脏和或非心脏病患者及手术围术期的动态变化，以往多作为一个重要的检测指标而应用于临床[8-10]。国内外文献已广泛证实BNP在急慢性心力衰竭中虽不增加心肌收缩力但直接扩张血管(包括动脉、静脉和冠状动脉)，迅速降低肺毛细血管楔压(PCWP)、降低心脏前后负荷、利尿排钠降低心脏容量负荷、综合提高心脏指数(CI)，且不加快心率，不引发心律失常[11-14]，并有抗心室重塑作用，阻滞或延缓受损心脏的肥厚和纤维化。现已被列入ACC/AHA和ESC急性心衰的治疗指南中。另外有动物实验亦证实BNP有对抗心肌缺血再灌注损伤及心肌细胞凋亡的作用[15-17]，但一直少见有该药物以缺血后处理的方式做心肌保护方面的研究报道。本研究选择新活素(rh-BNP)做药物后处理，是为了进一步证实其抗心衰的临床效应，并研究其在临床上有无明确的心肌保护作用。
在生物标志物的检测当中，CK-MB和cTnI在检测心肌坏死方面有较高的诊断特异性,后者有更高的心肌特异性,是骨骼肌再生中不重新表达的惟一心肌损伤标记物[18]。本研究显示主动脉开放后3组患者血清cTnI、CK-MB含量在多个观察时段均明显升高,其含量较主动脉阻断前明显增加,但H组和L组与同时段的对照组相比明显减少。说明CPB术后出现明确心肌缺血再灌注损伤,而且新活素两个不同剂量组对CPB 术后心肌缺血再灌注损伤均具有保护作用。在H组和L组之间无统计学差异，但与对照组比较则有显着差异。CPB 时心肌缺血和再灌注后可产生大量氧自由基,细胞中不饱和脂肪酸与氧自由基发生脂质过氧化反应,破坏细胞膜而导致心肌损伤，MDA 是脂质过氧化反应的最终产物,能较好地反映氧自由基产生,其水平变化还可反映氧自由基造成组织损伤的严重程度[19]。心肌内源性氧自由基清除剂SOD 是体内清除自由基的主要防御系统,对保持机体氧化与抗氧化平衡起着重要作用,其活力常被作为反映氧自由基清除能力的指标[20]。本研究结果显示两组间血浆MDA在主动脉开放后各时点均增高,但观察组升高较少,两组间各时点差异均有统计学意义。而抗氧化酶系的SOD 则表现为在主动脉开放后各时点活性的降低,但观察组降低较少,两组间各时点比较差异均有统计学意义。本研究结果显示,观察组CPB 心肌缺血再灌注损伤时MDA升高有限而SOD活性降低有限,提示新活素后处理对CPB心肌缺血再灌注损伤同样具有减少氧化应激的心肌保护作用。
本研究中临床观察指标提示H/L组与C组患者在心脏自动复跳率、复跳后至术后24 h心律失常发生率、多巴胺使用剂量，差异均有统计学意义(P<0.05)，术后辅助呼吸时间和ICU 停留时间也明显低于C组,差异均有统计学意义(P<0.05)，这提示新活素具有改善CPB患者术后心功能的作用。
本研究发现观察组术后尿量较对照组有明显增多，提示新活素具有增加术后尿量，改善肾功能的作用，这可能与新活素扩张肾动脉、改善循环、利尿等作用相关。同时作者观察到应用新活素后，观察组MAP较对照组有一定程度的下降，但无差异，故在临床应用中，应特别注意患者血压情况，必要时可能根据血压情况调整用量或输注速度。
为进一步研究新活素后处理的合适剂量，在本研究中设立了两组不同剂量的比较，结果显示主动脉开放后各时间点H组CK、CK-MB、cTnI和MDA水平较L组小，而SOD升高的程度较大，但除CK外，其余指标差异无统计学意义(P>0.05)，且其他临床观察指标比较亦未提示有差异，即高剂量组并未显示有更好的临床效果。故在临床应用新活素对CBP患者进行后处理时，应用低剂量(0.007 5 μg·kg-1·min-1)是比较合适的选择。
通过本研究作者认为:应用新活素做CPB心脏停跳下的心脏瓣膜置换术的缺血后处理，具有一定的心肌保护和改善心功能的作用，可能更适合于术前心脏扩大较明显、心功能较差且估计术后易出现严重低心排的重症患者。但因本研究的样本有限，尚需进一步针对新活素对全身多器官的综合效应进行研究。
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10.3969/j.issn.1671-8348.2016.32.025
珠海市科技计划项目(02646911140618007)。 作者简介：韩强(1964-)，副主任医师，本科，主要从事心血管疾病的外科治疗的研究。
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1671-8348(2016)32-4542-05
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