紫外线照射充氧血对体外循环手术

紫外线照射充氧血对体外循环手术红细胞免疫黏附功能的保护作用周涛，向道康，周亮贤，舒义竹，吴学志，张大国，阎兴治，刘秀伦，刘小斌——————————————————————————————————————————————基金项目：贵州省自然科学基金（黔科通[2003]50号）作者单位：550002贵州贵阳，贵州省人民医院贵州省心血管病医院心脏外科作者简介：周涛（1975-），男，湖南籍，硕士，主治医师，主要从事心脏外科基础与临床研究。E-mail:chowtao@；Tel[摘要]目的研究紫外线照射充氧血(UBIO)对体外循环心内直视手术患者红细胞免疫黏附功能的影响。方法67例行心脏瓣膜置换手术患者，随机分为治疗组（33例）和对照组（34例），治疗组于麻醉后通过锁骨下静脉按10ml/kg体重放血或使用库血行紫外线照射充氧后加入预充液，对照组使用等量生理盐水，其它方法同治疗组。两组均在麻醉诱导后、转机30分钟、术后第1、7天四时间点取外周血测定红细胞C3b受体花环率(RC3bRR,%)和红细胞免疫复合物花环率(RICRR，%)；两组均于升主动脉阻断前和开放时抽桡动脉血监测丙二醛（MDA）含量及超氧化物歧化酶（SOD）活性。结果两组RC3bRR、RICRR在转机30分钟、术后第1、7天均低于麻醉诱导后，术后第7天尚未恢复至麻醉诱导后水平，但对照组较治疗组下降更明显（P<0.05）；治疗组升主动脉开放时MDA含量低于对照组（P<0.05），SOD活性则高于对照组（P<0.05）。结论UBIO对CPB手术患者红细胞免疫黏附功能有一定的保护作用。[关键词]心肺转流术；红细胞；免疫；紫外线照射充氧血TheprotectiveeffectofUltravioletbloodIrradiationandOxygenation(UBIO)onerythrocyteimmunefunctioninpatientsaftercardiopulmonarybypass.ZHOUTao,XIANGDao-kang，ZHOULiang-xian,etal.DepartmentofCardiacSurgery,GuizhouProvincialCardiovascularHospital,GuizhouProvincialPeople,sHospital,GuizhouGuiyan550002,China[Abstract]Objective：ToinvestigatetheprotectiveeffectofUltravioletbloodirradiationandoxygenation(UBIO)onerythrocyteimmunefunctioninpatientsaftercardiopulmonarybypass(CPB)．Method：Sixty-sevenpatientsundergoingelectiveheartvalvereplacementswithCPBwererandomlydividedintocontrolgroup（n=34）andtestgroup(n=33)．Intestgroup,theUBIOaccumulatedfromthesubclavianvein(10ml/kg)washeparinizedanddealtwiththeultravioletirradiation(wavelength240-300nm)andoxygenation(FiO2100%),andthentheUBIOwasaddedintocardiopulmonary-bypasscircuitprimingbeforeCPBwhileinthecontrolgroupequivalentquantitativesalinewasadded．Peripheralvenousbloodsamplesofallpatientswerecollectedatseveraltimepointsduringandaftercardiacsurgery:afterinductionofanaesthesia,30minutesafterstartofCPB,24hand7daysaftersurgery,whichwereanticoagulatedwithheparinfordynamicallydetectingthechangesofRBC-C3bRRandRBC-ICR.Theserumconcentrationofmalondialdehyde(MDA)andtheactivityofsuperoxidedismutase(SOD)werecomparedbetweenthetwogroupsbeforeaorticcross-clampingandafteraorticdeclamping.Result：Atthetimeofaortadeclampingintestgroup，MDAwaslowerandSODwashigherthanthoseofthecontrolgroup．RBC-C3bRRandRBC-ICRinthetestgroupweresignificantlyhigherat30minutesafterbeginningofCPB,24h,and7daysafteroperationthanthoseinthecontrolgroup(P<0.05).Conclusion：UBIOcanmarkedlymitigatetheimpairmentoferythrocyteimmunefunctioncausedbyCPBandpromotetherecoveryoferythrocyteimmunityinpatientsafterCPB.[Keywords]Cardiopulmonarybypass；Erythrocytes；Immunity；UltravioletbloodIrradiationandOxygenation(UBIO)紫外线照射充氧血（UltravioletBloodIrradiationandOxygenation,UBIO）回输是一种将少量抗凝的血经一定波长的紫外线照射处理同时充氧后再输入体内的方法，在临床上已广泛应用并取得了肯定的疗效。动物实验证实UBIO能明显减少心肌酶的渗出并增加心肌ATP的储备，拮抗缺血再灌注损伤心肌组织的脂质过氧化，有较好的心肌保护效果[1]，业已研究表明红细胞具有重要的免疫功能，体外循环（Cardiopulmonarybypass，CPB）转机过程对红细胞免疫功能有较大影响。在CPB术中使用UBIO对患者红细胞免疫功能是否有保护效果尚未明确，我们在这方面进行了初步的研究，以期为CPB术中红细胞免疫功能的保护提供一条新的途径。1对象与方法1.1研究对象本研究经医院学术委员会及伦理委员会批准。贵州省人民医院心外科2006年12月~2008年4月67例风湿性心脏病患者：男28例，女39例，年龄27~65岁，平均（46.7±11.9）岁。术前心功能均改善为=2\*ROMANII-=3\*ROMANIII级（NYHA分级）,均行人工瓣膜置换手术，其中二尖瓣置换（MVR）32例，主动脉瓣置换（AVR）12例，二尖瓣与主动脉瓣联合置换（DVR）23例。所有患者未合并免疫性疾病，近期未接受激素等治疗。1.2病例分组与治疗所有患者使用随机数字表法随机分为治疗组（33例）和对照组（34例），其中治疗组使用UBIO，对照组未使用UBIO，两组患者在性别比例、年龄、体重、术前心功能等方面比较差异无显著意义(见表1)。治疗组于全身血液肝素化后通过锁骨下静脉按10ml/kg体重放出自体血（同时经另一静脉途径输入等量生理盐水，术前经过计算，CPB过程中血红蛋白低于70g/L者，用库血代替自体血作紫外线照射充氧），立即用ZWG-B2光子氧液体治疗仪(河南省充电技术研究所产品)行紫外线照射7min(波长240~300nm，抗凝血袋为上海输血技术有限公司提供)后加入预充液，对照组使用等量生理盐水。预充液由乳酸林格氏液、6%贺斯、同血型血浆等组成，采用中度稀释法，二组均有可能追加库血，但均经过计算使CPB时血细胞比容在0.22-0.25间。全部患者采用Stockert-=3\*ROMANIII血泵，希健=2\*ROMANII型膜式氧合器进行CPB，CPB过程中鼻咽温度为250C~270C，活化凝血时间(ACT)均维持在480s~600s，转流毕鱼精蛋白中和肝素的比例为1.8:1。1.3检测方法二组均于麻醉诱导后、转机30分钟后、术后第1、7取外周血标本按郭峰红细胞免疫花环法测定红细胞C3b受体花环率(RC3bRR,%)和红细胞免疫复合物花环率(RICRR，%)；于升主动脉阻断前和开放时抽桡动脉血监测丙二醛（malondialdehyde,MDA）含量及超氧化物歧化酶（superoxidedismutase,SOD）活性，MDA采用硫代巴比妥酸比色法检测，SOD采用黄嘌呤氧化酶法检测，对各样本同时测定红细胞压积（Hct）并按照Taylor公式（稀释后物质含量校正值=实测值×术前Hct/取样时Hct）对所测数据进行校正。1.4统计学分析用SPSS11.0软件系统进行统计学处理，计量资料以均数±标准差(±s)表示，组内比较采用方差分析或t检验，组间比较使用t检验，计数资料用χ2检验，P<0.05为差异有统计学意义。2结

果2.1两组患者均顺利完成手术，在转流时间、升主动脉阻断时间、心脏自动复跳率等方面比较差异无统计学意义(见表1)。2.2RC3bRR及RICRR麻醉诱导后两组无明显差异，转机30分钟后、术后第1、7天均低于麻醉诱导后，术后第1天最明显，术后第7天尚未恢复至麻醉诱导后水平，而对照组较治疗组下降更明显（P<0.05）(见表2)。治疗组升主动脉开放时SOD活性则高于对照组，MDA含量低于对照组（P<0.05）(见表3)。表1两组病例临床资料组别例数性别（男/女）年龄（岁）体重（Kg）心功能（Ⅱ/=3\*ROMANIII）ECC时间(min)升主动脉阻断时间(min)自动复跳率治疗组3314/1949.7±9.263.7±9.513/1967±16.545±11.390.9%对照组3414/2045.9±8.762.8±11.214/2172±14.949±12.588.2%表2两组患者各时间点RC3bRR、RICRR的变化（%）项目组别麻醉诱导后CPB后30min术后1d术后7dRC3bRR对照组15.78±3.2111.03±0.379.53±310.22±2治疗组15.36±2.8513.92±7.3211.13±2.4014.01±3.07p值0.6830.0320.0240.019RICRR对照组11.35±2.618.24±2.427.59±6.389.19±3.97治疗组 11.27±2.9510.38±2.329.63±5.279.90±4.58p值0.7820.0120.0270.024RC3bRR为红细胞C3b受体花环率，RICRR为红细胞免疫复合物花环率。a:P＜0.05，与麻醉诱导后比较；b：P＜0.05,与对照组比较表3两组患者血浆SOD、MDA的变化(±S)项目组别升主动脉阻断前升主动脉开放后SOD(ug/L)对照组105±49148±42治疗组 118±52183±38abp值0.8790.015MDA(nmol/L)对照组2.5±1.314.3±2.治疗组 2.7±1.910.4±1.9abp值0.7380.018SOD为超氧化物歧化酶，MDA为丙二醛。a:P＜0.05,与升主动脉阻断前比较；b:P＜0.05,与对照组比较3讨论尽管近年来CPB技术有了较大的提高，但CPB是非生理过程，依然对红细胞造成不良影响[2]，机理十分复杂，一方面CPB机械性因素致血液有形成份的破坏作用，更为重要的是CPB与心内直视手术引起的全身炎症反应综合征过程中，细胞因子的释放是重要的中间环节，这些细胞因子可攻击细胞膜结构使之发生脂质过氧化等变化，可使红细胞膜结构和功能改变，如膜流动性降低、通透性增加、脆性增加，也会导致免疫功能下降，是CPB造成红细胞破坏的重要原因之一，CPB的血液保护是目前需要深入研究和亟待解决的课题。

红细胞是血液的最主要的细胞成分，不仅具有呼吸功能，而且还具有清除循环免疫复合物等免疫功能，红细胞免疫是机体免疫系统的一个重要组成部分[3],目前研究最多是免疫黏附功能，红细胞具有多种与免疫有关的物质中最重要的一种是CR1，它是C3b、iC3b及C4b的受体，CR1通过C3b可黏附多种致病原如某些细菌和肿瘤细胞，并将其杀伤，而这种免疫能力主要取决于红细胞膜上的CRI分子数[4]；血液中95%的C3b受体位于红细胞膜上，它们能与免疫复合物(IC)中补体C3b结合而阻止IC的活化作用，并将其输送到网状内皮系统被清除，因此检测红细胞CR1活性可作为研究红细胞免疫黏附功能的重要指标，红细胞免疫黏附功能(R-CIA)主要反映红细胞膜C3b受体与IC中C3b补体结合的能力，R-CIA越高表示红细胞免疫活性越强。R-CIA与红细胞膜结构和功能完整性呈正比，我们的研究发现，CPB术后RC3bRR、RICRR明显降低，表明术后红细胞免疫黏附功能受损，对入侵病原菌黏附能力减弱，部分参与术后细胞免疫功能抑制。本研究发现RC3bRR及RICRR转机30分钟后、术后第1、7天均低于麻醉诱导后，术后第1天最明显，术后第7天尚未恢复至麻醉诱导后水平，而对照组较治疗组下降更明显，说明UBIO能较好地保护CPB患者的红细胞免疫功能。正常红细胞免疫功能的维持与本身结构完整性密不可分，转流中红细胞膜C3b受体的破坏与红细胞免疫调控失衡有关，通常认为UBIO的疗效不是由于紫外线直接作用于机体的反应而是由于被照射与未被照射的血液接触后诱发和放大的,UBIO可以降低血液粘度，提高红细胞膜的顺应性，还可通过提高红细胞变形能力和降低红细胞聚集性而改善血液粘滞性[5]，在一定程度上保持红细胞结构的完整性，从而可以减轻转流后红细胞免疫功能的损伤；同时紫外线照射后红细胞C3b受体活性增强也可增强红细胞免疫黏附功能[6]，另一方面，CPB导致机体严重氧化反应[7]，氧自由基对红细胞的氧化损伤在CPB对红细胞免疫功能的抑制中有一定作用,MDA是脂质过氧化物的分解产物，反映机体内脂质过氧化程度，其水平高低可间接反映细胞受氧自由基攻击的严重程度，SOD可清除机体内氧自由基，保护细胞，其水平高低间接反映机体清除氧自由基的能力。DongY等研究表明UBIO可减少兔神经系统损伤后自由基的产生[8]，本研究中CPB可引起血浆MDA水平明显上升，但以对照组变化更为明显，说明UBIO使氧自由基产生减少，可以减轻组织器官免受自由基损伤从而减轻了机体的应激，也可通过减轻红细胞脂质过氧化使红细胞CR1活性得以保护作用，因此UBIO对CPB患者的红细胞免疫黏附功能有一定的保护作用。因此，UBIO可以通过维持红细胞本身结构完整、维持细胞表面受体功能稳定和减轻自由基对红细胞的氧化损伤两方面保护红细胞免疫黏附功能。参考文献[1]向道康,柏隆书,涂丽萍，等.紫外线照射充氧自体血心脏停搏液对体外循环中心肌保护作用的研究.山东医药,2006,46(2):7-9.[2]MorariuAM,GuYJ,HuetRC,etal.Redbloodcellaggregationduringcardiopulmonarybypass:apathogeniccofactorinendothelialcellactivation?EurJCardiothoracSurg，2004，26(5):939-946.[3]甘慧孙萍.红细胞免疫研究的历史、现状和前景．国外医学免疫学分册，2005，28（4）：227-230.[4]OudinS，IibyhMT，GoossensD，etal.Asolublerecombinantmultimericanti-Rh(D)single-chainFv/CR1moleculerestorestheimmunecomplexbindingabilityofCR1-deficienterythrocytes.Jlmmunol，2000，164:1505－1513.[5]崔洪香邸文会孟立军，等.紫外线充氧照射自血回输与尿激酶联用治疗顽固性不稳定性心绞痛的临床观察

.山东医药,2001,41(5):38.[6]王宝燕，张建耕，宋晰梅，等．紫外线照射对储存血红细胞膜及免疫功能的影响．HYPERLINK"/grid2008/brief/SourceJump.aspx?dbCatalog=%e4%b8%ad%e5%9b%bd%e5%ad%a6%e6%9c%af%e6%96%87%e7%8c%ae%e7%bd%91%e7%bb%9c%e5%87%ba%e7%89%88%e6%80%bb%e5%ba%93&showtitle=%e6%9d%a5%e8%87%aa%22%e8%a5%bf%e5%ae%89%e4%ba%a4%e9%80%9a%e5%a4%a7%e5%ad%a6%e5%ad%a6%e6%8a%a5(%e5%8c%bb%e5%ad%a6%e7%89%88)%22%e7%9a%84%e6%96%87%e7%8c%ae&dbprefix=SCDB&expertvalue=%e6%96%87%e7%8c%ae%e6%9d%a5%e6%ba%90%3d%27%e8%a5%bf%e5%ae%89%e4%ba%a4%e9%80%9a%e5%a4%a7%e5%ad%a6%e5%ad%a6%e6%8a%a5(%e5%8c%bb%e5%ad%a6%e7%89%88)%