王　燕，顾建腾

(1.中国人民解放军总装备部后勤部无锡第一干休所,江苏 无锡　214065；2.第三军医大学 西南医院麻醉科，重庆　400038)



七氟醚的临床应用及代谢机制

王燕1，顾建腾2

(1.中国人民解放军总装备部后勤部无锡第一干休所,江苏 无锡214065；2.第三军医大学 西南医院麻醉科，重庆400038)

七氟醚是一种卤族吸入式麻醉剂，具有诱导迅速、苏醒快、麻醉深度易于调节、对呼吸道刺激较小、循环抑制较轻、有一定的肌松作用等优点，目前广泛应用于临床麻醉,尤其在神经外科、心脏外科、小儿外科以及门诊手术中有显著优势。对其在临床麻醉中的应用进行了综述，并对其代谢机制进行了探讨。

七氟醚；吸入；麻醉；CYP2E1；代谢机制

七氟醚是20世纪90年代上市的一种吸入式麻醉剂，化学名为氟甲基-六氟-异丙基醚，结构式为：

七氟醚相对分子质量为200，是无色透明、无刺激性的挥发性液体，具有嗅味良好、理化性质稳定、易于保管、使用方便等特点[1]。与其他类型麻醉剂相比，七氟醚在麻醉期间诱导快、维持稳定、可完全快速苏醒，对再灌注损伤以及心缺肌血有一定的保护作用[2]，对脑血管扩张作用较弱，用于小儿麻醉时并不增加躁动和不适应反应[3]，因而在临床上得到了广泛的使用。此外，相较于其他吸入性麻醉药，其0.63的血气分配系数更为理想。尽管七氟醚已广泛应用于多种类型的临床手术中，但对于其在体内的代谢机制及潜在的副作用方面的研究却从未停止过，特别是关于七氟醚与钠石灰作用后降解产生的化合物A对大鼠具有肾毒性的报道[4]，提示了其在理论上对人体具有一定的潜在危险性，这也使得更多学者开始对七氟醚的代谢机制进行更为深入、系统的研究，而所有这方面的研究都将有助于更好地理解七氟醚的药代动力学，从而更加安全、合理地使用七氟醚进行麻醉，以及更准确地掌握用药量及用药时间，为七氟醚的临床应用提供更加科学的理论依据。本文将对七氟醚的临床应用和其在细胞色素酶CYP2E1作用下的代谢情况进行综述，以期为进一步的理论研究提供参考。

1　临床应用

1.1神经外科手术中七氟醚的应用

神经外科麻醉处理的重要原则之一：控制颅内压力。在所有的吸入式麻醉药中，七氟醚对脑血管的扩张作用是最弱的，而且对脑血流的影响比较轻，同时不影响脑血流的自动调节机制。有利于保证手术实施期间血液动力学稳定和颅内压力的稳定，保证大脑的氧供以及氧耗间平衡，最大程度地预防手术麻醉并发症的发生，并且有效保护神经系统功能，避免其受到损伤[5]。此外，七氟醚具有保护大脑的作用。使用七氟醚的患者具有苏醒迅速的特点。但是，在相关的研究和使用过程中检测到七氟醚可改变脑电活动，所以在相关神经外科手术使用七氟醚仍然在讨论中。

1.2心脏外科手术中七氟醚的应用

绝大部分吸入麻醉药均会随着剂量的增加出现相关性动脉血压下降的现象[6-7]，且彼此之间无显著性差异。其中，七氟醚对心血管系统的影响较小，它主要作用于对体循环血管阻力的减低，不影响心排血量[8]。因此，在心脏手术中得到广泛的应用。

在心脏瓣膜置换术应用七氟醚进行麻醉诱导，能使心脏指数减低20%左右，平均动脉压下降13%[8]。这说明七氟醚在一定程度上能抑制循环，对比心脏瓣膜患者和健康人的影响，其严重程度相当，相较其他诱导方法，也未显示甚于对循环功能的影响。在使用芬太尼静脉麻醉时，配合给予低浓度的七氟醚(0.3～1MAC)，可降低后负荷，增加有效搏出量，对组织灌注和氧供有改善作用，这有利于瓣膜置换术患者。给予1.5%～2.5%的七氟醚同样基本不会对心脏瓣膜置换术患者产生血流动力学影响，七氟醚可安全有效地用于心脏瓣膜置换术患者。因其具有以下特点：① 对循环抑制轻微；② 不会增加心肌的儿茶酚胺敏感性；③ 合用肾上腺素时不易引起室性期前收缩和室颤。

1.3儿科手术的七氟醚应用

1970年代初，发达国家就已经在小儿患者的麻醉诱导中广泛应用七氟醚[9]。七氟醚在临床上的应用十分普遍[10]。七氟醚麻醉深度易调节，同时具有低血/气分配系数，诱导迅速且苏醒快。此外，七氟醚的气味对上呼吸道较温和、刺激性低，结合过程平顺、对循环呼吸的影响小，小儿患者易于接受，因可作为小儿手术麻醉中较为理想的吸入式麻醉药。七氟醚麻醉在诱导期间患儿拒吸与呛咳的发生率较氟烷低，在诱导、拔管和苏醒的时间上显著较氟烷组短[11]。其更突出的优点是，七氟醚显著高于氟烷在心血管安全性，对心脏的抑制作用影响更小，因为七氟醚可增加心肌钙离子的浓度[12]。在麻醉诱导期间，因为麻醉剂氟烷的血液溶解性比较高，需要2.5～5vol%MAC浓度才可达到满意麻醉效果，如果控制不好氟烷的吸入浓度，有可能会增加手术患者心脏骤停的风险。如果在诱导期使用七氟醚作为麻醉剂，控制其浓度在5～8vol%，虽然手术患者的血压会有一定程度的下降，但未见如氟烷麻醉剂可能出现的心脏骤停的相关报道。即使七氟醚过量应用于ASA分级Ⅰ-Ⅱ级的小儿患者，七氟醚引起小儿心跳骤停的机率也要远远低于氟烷[13]。 Townsend和Stokes的报道了给4名(6个月～2岁)的健康患儿给予8vol%七氟醚作为吸入诱导，出现了心动过缓的现象[14]；另有报道，吸入8vol%七氟醚，一名12岁健康女性患儿发生二度房室传导阻滞[15]。

1.4七氟醚在门诊手术中的应用

门诊手术大多为中小浅表性的手术。因通常没有系统性的疾病,所以小儿患者最为适合门诊手术。欧美一些国家50%～60%以上的外科择期手术多是小儿门诊手术[16]。小儿门诊手术麻醉时要求住院率低,术后无麻醉相关并发症，将小儿心理和行为上的影响尽可能减至最低。七氟醚完全符合上述要求,吸入时没有难闻气味，诱导快,易于被小儿接受,麻醉复苏快,对循环呼吸的影响较小,术后发生躁动、恶心呕吐、复睡等较少,是应用小儿门诊手术的一种比较理想的麻醉方法。

七氟醚的镇痛作用较强[17]，适用于诸如人工流产等成人门诊手术上[18-20]，因七氟醚苏醒迅速的特点，所以患者苏醒时间往往要短于门诊手术中常用的麻醉剂丙泊酚。Jakobsson等[21]有过在门诊关节镜手术中使用七氟醚作为麻醉剂的报道。单纯使用七氟醚作为诱导，患者发生无意识体动的几率比较高(80%)[17]，无意识体动出现的原因可能与七氟醚对中枢神经的不均衡抑制有关联，这种解释与在一定麻醉深度下大脑相关区域出现了大幅棘波脑电图的相关报道也是一致的[22]。

Nathan等[23]报道了在人流手术中应用七氟醚作为吸入式麻醉增加患者呕吐的发生概率。郑清民等[17]报道七氟醚复合丙泊酚诱导可明显降低意识肢动发生率，使痛觉、意识迅速消失，并显著降低患者呕吐发生率，说明二者可协同减少不良反应的发生。

2　七氟醚的代谢酶——CYP2E1

七氟醚的临床应用如此广泛，因此对其吸入体内后的代谢机制进行研究具有重大意义。体内和体外实验都表明，七氟醚的代谢过程主要是由肝脏微粒体内的细胞色素酶CYP2E1来完成[24-25]，因此在了解七氟醚的代谢机制之前，有必要先认识一下CYP2E1。

CYP2E1是细胞色素酶超家族中的一员，占其中的7%[26]，该超家族中的酶都属于亚铁血红素-硫醇盐酶，参与诸如药物、脂肪酸和毒性化合物等许多不同的有机底物的代谢过程[27-28]。CYP2E1可以对医药品、化学毒素和致癌物质等多种异源物质进行代谢，所以一直以来都是药理学研究方面的热点[29]，加之其是一种受底物诱导表达的酶，因此可作为新药筛选的指示剂[30]。但也正是由于CYP2E1可被药物诱导或抑制，所以在用药时需特别小心，以免改变了药物正常的药理作用或CYP2E1参与的正常的生理、药理反应[31]。如大黄酸可以抑制CYP2E1的表达，因此在使用七氟醚进行麻醉时，应避免同时使用含有大黄酸成分的药物，以免影响到CYP2E1对七氟醚所进行的正常代谢[32]。

CYP2E1与酒精诱导的肝损伤、糖尿病、肥胖、禁食、癌症和非酒精性脂肪性肝炎等病理和生理过程相关[33]。除了相关的底物诱导之外，不同个体的患病倾向还与他们的CYP2E1基因多态性差异有重要的关联。体外研究表明：CYP2E1基因5’侧翼序列的多态性能影响它的转录水平[34]，而polyA尾巴和3’UTR序列都有助于维持其mRNA的稳定性，从而在翻译的水平上进行调节[35]。此外，体内研究也发现CYP2E1基因的多态性与酒精代谢能力和肺癌的发生频率之间存在关联[36-37]。

CYP2E1参与到多种重要的生理过程中，并发挥出重要的作用，而其表达水平又受不同生理状态及异源物质的调控，同时mRNA和蛋白的稳定性还受到自身序列特征的影响，因此针对不同病患个体的CYP2E1基因多态性研究可能会对临床用药起到更具体的指导作用。

3　七氟醚的代谢机制

吸入的七氟醚由呼吸道进入体内，通过血液循环到中枢神经系统产生麻醉效应。在体内，七氟醚绝大部分都是以原型排出，仅有少量(大约2%～5%)是在肝脏微粒体内的CYP2E1作用下转化成等摩尔的六氟异丙醇和氟离子[25]，但是由于麻醉剂代谢程度和代谢物对人体的伤害有关联，因此即使是很少量的七氟醚的代谢也是十分重要的。在使用七氟醚麻醉后的数分钟内，即可在血浆内检测到六氟异丙醇和氟离子，说明七氟醚在体内的代谢速率非常快[24]。代谢产生的六氟异丙醇经葡萄糖醛酸化后形成六氟异丙醇-葡萄糖醛酸共轭体，随血浆进行循环，并最后随尿排出体外[38]；另一代谢产物氟离子也是在血浆中进行循环后经由尿液排出体外。

根据七氟醚以上的代谢特点，有两种方法可以用来检测七氟醚在体内的代谢状况。一种方法是在用药后检测代谢产物氟离子在血浆中浓度的变化[39]。该方法技术手段比较简单，七氟醚可以在肝外组织中进行代谢就是通过此法对处在肝移植无肝期的患儿进行检测而发现的[40]，但其缺点是无法定位出进行代谢的具体组织。另一种方法是在用药后检测代谢酶CYP2E1表达量的变化。CYP2E1是底物诱导表达的酶，会根据七氟醚的吸入量及代谢程度来调节自身的表达水平，因此可以用来作为检测七氟醚代谢程度的分子标记。因为小肠和肺脏中也存在痕量表达的CYP2E1[41]，表明在两个组织也可能参与了七氟醚的代谢过程，但仍需进一步的实验验证。

除了通过常规的酶促反应进行代谢外，七氟醚还可与CO2吸收剂接触而发生化学改变，产生复合物A，其与谷胱甘肽形成共轭体，再通过剪切及N-乙酰化生成无毒性的巯化物，并最终随尿排出体外。此外，在大鼠中的实验表明：复合物A与谷胱甘肽形成的共轭体经肾脏的β-裂解酶作用后，能产生具有毒性的物质，对肾脏造成损伤[42-43]。在人体内，复合物A的代谢过程与大鼠中类似[42-46]，但在临床应用的人群中尚未发现七氟醚引起肾脏损伤的报道，这可能是由于人肾脏内β-裂解酶的含量比大鼠中的少很多，因此产生的毒性物质的量不足以造成肾脏的损伤。也没有发现有报道表明吸入七氟醚后，会加重肾功能障碍患者肾功能损伤[47]。但在使用七氟醚作为吸入麻醉时仍要警惕其对肾脏可能的毒副作用。

4　结束语

七氟醚具有许多独特优势：气味芳香，对呼吸道刺激小，所以易于被患者所接受；麻醉诱导速度快、维持平稳、苏醒迅速；能在一定程度上避免心肌缺血以及对再灌注损伤提供一定的保护，可较弱地扩张脑血管，因此可以广泛地应用于临床麻醉的多个领域，是众多吸入麻醉药物中较为安全的一种。近年来，随着对七氟醚代谢酶及其在体内多种代谢途径的研究，使得人们对于七氟醚在体内的代谢机制有了更深入的了解，同时也发现了一些潜在的问题，不过尚没有直接的证据表明七氟醚会对人体造成损伤。更多的研究将有助于临床上对七氟醚更科学和合理的使用。

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(责任编辑何杰玲)

Clinical Application Status of Sevoflurane and Metabolic Mechanism

WANG Yan1, GU Jian-teng2

(1.Wuxi First Sanatorium for Retired Military Cadres,General Armament Department of PLA, Wuxi 214065, China;2.Department of Anesthesiology of Southwest Hospital,the Third Military Medical University, Chongqing 400038, China)

Sevoflurane is a type inhalation anesthetic with many advantages such as rapid induction, quick recovery, fine controllability on depth of anesthesia, gentle depression on circulation, low irritation on airway, muscle relaxation in some degrees and so on. Now sevoflurane has been used widely in clinical anesthesia. Its advantages are more obvious in neurosurgery, heart surgery, child surgery and the out-patient surgical operation. This article reviewed the application of sevoflurane in clinical anesthesia and explored its metabolic mechanism.

sevoflurane; inhalation; anesthesia; CYP2E1; metabolic mechanism

2016-04-22

国家自然科学基金资助项目(30600585)

王燕(1979—)，女，山东德州人，硕士，主治医师，主要从事吸入式麻醉剂肝外代谢机制研究，E-mail:password624@163.com；通讯作者 顾建腾(1976—)，男，重庆人，博士，副教授，主要从事麻醉药物器官保护的分子机制研究。

format：WANG Yan, GU Jian-teng.Clinical Application Status of Sevoflurane and Metabolic Mechanism[J].Journal of Chongqing University of Technology(Natural Science)，2016(8):81-86.

10.3969/j.issn.1674-8425(z).2016.08.013

R974.3

A

1674-8425(2016)08-0081-06

引用格式：王燕，顾建腾.七氟醚的临床应用及代谢机制[J].重庆理工大学学报(自然科学)，2016(8):81-86.