张文林 张建军 姚明荣 母存富 张熠

停跳与不停跳体外循环手术T-淋巴细胞IL-4、IL-7、IFN-γ表达的对比分析*

张文林①张建军①姚明荣①母存富①张熠①

目的：比较停跳与不停跳体外循环(CPB)心脏手术中T淋巴细胞IL-4、IL-7、IFN-γ的表达及临床意义。方法：随机抽取45例5~64岁体外循环心脏直视手术患者，分为停跳与不停跳体外循环手术组，两组病例均于术前24 h、术后0.5 h、术后24 h、术后7 d抽取非抗凝静脉血，分离血清-20℃冻存，使用人白细胞介素4(IL-4) 酶联免疫分析(ELISA)、人白细胞介素7(IL-7) 酶联免疫分析(ELISA)、人γ干扰素(IFN-γ)酶联免疫分析(ELISA)试剂盒，测定血清中T淋巴细胞白细胞介素4(IL-4)、白细胞介素7(IL-7)、γ干扰素(IFN-γ)的含量，进行对比分析。结果：停跳CPB手术组T淋巴细胞IL-4表达在术后0.5 h升高，术后24 h明显升高，术后7 d下降，但仍高于术前，表达变化差异有统计学意义(P<0.05或0.01)；IL-7表达在术后0.5 h、术后24 h升高，术后7 d下降，表达变化差异无统计学意义(P>0.05)；IFN-γ表达在术后0.5 h升高，与术前比较差异无统计学意义(P>0.05)，术后24 h明显升高，差异有统计学意义(P<0.01)，术后7 d下降，差异无统计学意义(P>0.05)。不停跳CPB手术组T淋巴细胞IL-4表达在术后0.5 h、术后24 h升高，术后7 d下降，表达变化差异无统计学意义(P>0.05)；IL-7表达在术后0.5 h、术后24 h升高，术后7 d下降至术前，表达变化差异无统计学意义(P>0.05)；IFN-γ表达在术后0.5 h、术后24 h升高，术后7 d下降至术前，表达变化差异无统计学意义(P>0.05)。结论：停跳与不停跳体外循环心脏手术中，CPB引起T淋巴细胞IL-4、IL-7、IFN-γ升高，说明CPB可导致Th1/Th2平衡变化，在CPB创伤、炎性反应中可能起重要作用，而不停跳体外循环(CPB)手术影响小。浅低温体外循环不停跳心内直视手术有利于机体细胞免疫功能的保护。

体外循环； 心脏不停跳手术； T淋巴细胞； 白细胞介素-4； 白细胞介素-7； γ-干扰素； 细胞免疫

T淋巴细胞作为重要的免疫调节及效应细胞，在体外循环(CPB)术后并发症的发生、发展中起重要作用。本研究对临床停跳与不停跳体外循环(CPB)心脏手术病例T淋巴细胞白细胞介素4(IL-4)、人白细胞介素7(IL-7)、人γ干扰素(IFN-γ)的表达进行对比分析。

1 资料与方法

1.1 一般资料 2008年12月-2011年11月的随机抽取45例5~64岁体外循环心脏直视手术患者，分为停跳与不停跳体外循环手术组。停跳体外循环手术组22例，男8例，女14例，年龄5~64岁，平均(19.00±15.88)岁；房间隔缺损4例，室间隔缺损16例，肺动脉瓣狭窄及左房粘液瘤各1例；采取低温(鼻咽温度25~28 ℃)体外循环下阻断升主动脉，在心脏停跳下手术，复跳后辅助循环时间为阻断时间的1/3。不停跳体外循环手术组23例，男5例，女18例，年龄5~57岁，平均(21.13±16.85)岁；房间隔缺损18例，室间隔缺损4例，肺动脉瓣狭窄1例；采取浅低温(鼻咽温度31~34 ℃)体外循环(CPB)下不阻断冠状动脉血流，在心脏空跳下手术。

1.2 主要仪器和试剂 低速大容量离心机(DL-5，上海)，深低温冰箱(BCD-211W，广东)，恒温水箱(HH:W21，北京)，雷杜RT-6100型酶标分析仪(深圳)；人白细胞介素4(IL-4)酶联免疫分析(ELISA)、人白细胞介素7(IL-7)酶联免疫分析(ELISA)、人γ干扰素(IFN-γ)酶联免疫分析(ELISA)试剂盒由北京冬歌生物科技有限公司提供。

1.3 检测方法 两组病例均于术前24 h、术后0.5 h、术后24 h、术后7 d抽取非抗凝静脉血，分离血清-20℃冻存，使用人白细胞介素4(IL-4)酶联免疫分析(ELISA)(检测范围20~400 ng/L)、人白细胞介素7(IL-7)酶联免疫分析(ELISA) (检测范围8~220 ng/L)、人γ干扰素(IFN-γ)酶联免疫分析(ELISA)(检测范围30~1000 pg/ml)试剂盒，参照试剂盒说明，用酶标分析仪测定血清中T淋巴细胞白细胞介素4(IL-4)、白细胞介素7(IL-7)、γ干扰素(IFN-γ)的含量，进行对比分析。

1.4 统计学处理 应用SPSS 10.0软件进行统计分析，计量资料采用(±s)表示，应用t检验，P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 停跳CPB手术组T淋巴细胞IL-4表达在术后0.5 h升高，与术前比较差异有统计学意义(P<0.05)；术后24 h明显升高，术后7 d下降，但仍高于术前，表达变化差异均有统计学意义(P<0.01)。IL-7表达在术后0.5 h、术后24 h升高，术后7 d下降，表达变化差异无统计学意义(P>0.05)。IFN-γ表达在术后0.5 h升高，与术前比较差异无统计学意义(P>0.05)；术后24 h明显升高，差异有统计学意义(P<0.01)；术后7 d下降，差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

2.2 不停跳CPB手术组T淋巴细胞IL-4表达在术后0.5 h、术后24 h升高，术后7 d下降，表达变化差异均无统计学意义(P>0.05)。IL-7表达在术后0.5 h、术后24 h升高，术后7 d下降至术前，表达变化差异均无统计学意义(P>0.05)。IFN-γ表达在术后0.5 h、术后24 h升高，术后7 d下降至术前，表达变化差异无统计学意义(P>0.05)。见表1。

3 讨论

表1 两组病例T 淋巴细胞IL-4、IL-7、IFN-г表达变化(±s)

表1 两组病例T 淋巴细胞IL-4、IL-7、IFN-г表达变化(±s)

*P<0.05，**P<0.01，与术前比较

组别 指标 术前 术后0.5 h 术后24 h 术后7 d停跳手术组(n=22) IL-4(ng/L) 23.05±11.26 33.03±18.23* 47.95±28.56** 32.60±15.46** IL-7(ng/L) 15.47±13.96 17.60±11.24 27.04±20.22 17.26±12.83 IFN-г(pg/ml) 40.19±38.14 58.32±52.75 72.86±54.64** 55.94±45.71不停跳手术组(n=23) IL-4(ng/L) 25.32±9.60 30.61±15.68 30.61±15.68 27.22±9.58 IL-7(ng/L) 16.39±11.77 17.96±14.96 21.65±17.52 16.72±11.73 IFN-г(pg/ml) 43.28±27.05 47.54±29.64 48.90±26.83 44.58±24.45

低温体外循环心脏停跳下心内直视手术是心脏外科最基本的手术方法。CPB时血液直接接触非生理性物质表面、非生理性灌注、缺血/再灌注、内毒素释放等诱因触发的全身性、非特异性创伤反应及其造成的各种并发症，是多年来人们一直致力解决的重要问题。研究表明，体外循环对人体免疫功能具有损害作用，导致术后感染及肺、肾、凝血功能不全的发生率增加。为了寻找减轻体外循环对机体损害的方法，许多学者进行不懈的探索。80年代末，Lichtenstein等[1]将“温心外科”(Warmheart surgery)新概念推向世界，几乎在同一时期，采用心脏不停跳法进行心内直视手术逐步兴起[2]，被视为90年代心肌保护的重要进展。

研究表明，CPB术后创伤反应及并发症是由机体免疫功能失调所致。CPB结合其他因素诱导了机体复杂的体液、细胞炎性反应。一方面，CPB引起补体激活、内毒素释放、粒细胞活化、黏附分子表达、致炎介质释放，表现为全身性、非特异性炎性反应[3-7]；另一方面，通过产生IL-4、IL-10等抗炎介质，促使免疫细胞功能下降、凋亡，导致机体免疫系统短暂失能，抑制炎性反应[8-11]。两者均是机体对CPB产生的正常保护性反应，对于减轻创伤、抵抗感染是至关重要的。

在对致炎/抗炎反应调节机制的深化研究中，对机体特异性免疫系统有重要调节作用的Thl、Th2细胞得到重视。Th细胞是机体重要的免疫调节细胞，在不同条件下分别分化为Thl、Th2细胞。Thl细胞分泌IL-2、IFN-γ等致炎因子，诱导细胞免疫；Th2分泌IL-4、IL-10等抗炎因子，诱导体液免疫。IL-7具有多种免疫学活性，是IFN-γ、TNF-α的强诱生剂，可直接激活巨噬细胞杀菌，增强抗原特异性免疫应答等[12]。临床观察发现，CPB可导致Thl细胞分泌致炎因子、Th2分泌抗炎因子均发生显著改变[13]。

本研究结果显示，CPB手术过程导致T淋巴细胞内Th2细胞特异的抗炎介质IL-4、Thl细胞特异的致炎介质IFN-γ及IL-7表达升高，术后逐渐恢复至术前水平。尤其在停跳CPB手术组，IL-4表达在术后0.5 h升高(P<0.05)，术后2 h明显升高，术后7 d下降，仍高于术前，表达变化差异均有统计学意义(P<0.01)；IL-7表达在术后0.5 h、术后24 h升高，术后7 d下降，表达变化差异均无统计学意义(P>0.05)；IFN-γ表达在术后0.5 h升高，差异无统计学意义(P>0.05)，术后24 h明显升高，差异有统计学意义(P<0.01)，术后7 d下降，差异无统计学意义(P>0.05)。在不停跳CPB手术组T淋巴细胞IL-4表达在术后0.5 h、术后24 h升高，术后7 d下降；IL-7表达在术后0.5 h、术后24 h升高，术后7 d下降至术前；IFN-γ表达在术后0.5 h、术后24 h升高，术后7 d下降至术前。经分析IL-4、IL-7、IFN-γ表达变化在不停跳CPB手术组均无统计学意义(P>0.05)。这说明停跳与不停跳体外循环心脏手术中，CPB引起T淋巴细胞IL-4、IL-7、IFN-γ升高，CPB可导致Th1/Th2平衡变化，在CPB创伤、炎性反应中可能起重要作用，而不停跳体外循环(CPB)手术影响小。因此浅低温体外循环不停跳心内直视手术有利于机体细胞免疫功能的保护。

[1] Lichtenstein SV，Aske KA，Dalati HE，et a1.Warm heart surgery[J]. J Thorac Cardiovasc Surg， 1991， 101(3): 269-274.

[2] 顾瑞华， 于昂， 王仲伦， 等. 体外循环心脏不停跳下心内手术[J]. 天津医药， 1992， 20(2): 105-107.

[3] Brix C， Christensen V. The systemic inflammatory response after cardiac surgery with cardiopulmonary bypass in children[J].Acta Anaesthesiol Scand， 2001，45(6):671-679．

[4] Paparella D， Yau T M， Young E. Cardiopulmonary bypass induced inflammation：pathophysiology and treatment. An update[J]. Eur J Cardiothorac Surg， 2002， 21(2)：232-244．

[5] Asimakopoulos G．Systemic inflammation and cardiac surgery：an update[J]. Perfusion， 2001， 16(5)：353-360．

[6] Milot J， Perron J， Lacasse Y， et al. Incidence and predictors of ARDS After cardiac surgery[J]. Chest，2001， 119(3)：884-888．

[7] Chello M，Mastromberto P，Quirino A，et al．Inhibition of neutrophil Apoptosis after coronary bypass operation with eardiopulmonary bypass[J]. Ann Thorac Surg， 2002， 73(1):123-130．

[8] Giomarelli P， Scolletta S， Borrelli E， et al. Myocardial and lung injury after cardiopulmonary bypass: role of interleukin (IL)-10[J].Ann Thorac Surg， 2003， 76(1):117-123.

[9] Sablotzki A，Borgermann J，Baulig W，et al.Lipopolysaccharidebinding protein(LBP) and markers of acute-phase response in patients with multiple organ dysfunction syndrome(MODS) following open heart surgery[J].Thorac Cardiovasc Surg，2001，49(5):273-278.

[10] Femando R， Chan R. Anti-inflammatory pre-treatment and the resultant effects of interleukin-10: adjuncts to multi-therapeutical strategies[J]. Perfusion，2000， 15(6): 501-505.

[11] Johnson D，Mayers I．Multiple organ dysfunction syndrome：a narrative review[J]．Can J Anaesth，2001，48(5)：502-509.

[12] Maeurer MJ，Trinder P，Hommel G，et a1．Interleukin- 7 or interleukin-15 enhances survival of Mycobacte-rium tuberculosisinfected mice[J]．Infect Immun，2000，68(1)：2962-2970．

[13] Tārnok A，Schneider P．Induction of transient immune suppression and Thl/Th2 disbalance by pediatric cardiac surgery with cardiopulmonary bypass[J]. Clinical and Applied Immunology Renews， 2001， 1(1)：291-313．

10.3969/j.issn.1674-4985.2012.24.007

四川省卫生厅科研课题(编号：080138)

①四川省广元市第一人民医院 四川 广元 628017

张文林

2012-04-27) (本文编辑：车艳)