前言体外循环(CPB)是心脏外科手术得以安全进行的基础和保证。但同时,体外循环是以极大的创伤治疗平台这一姿态诞生的。体外循环期间机体的非生理状态,包括血液与人工材料管道接触、组织器官的缺血-再灌注、低体温等引起一系列的感染因素(内毒素)或非感染因素刺激宿主免疫系统,释放大量炎症介质及细胞因子可导致全身炎症反应综合症(SIRS),并进一步引起多器官功能障碍综合征(MODS).急性肾损伤(AKI)是体外循环术后常见并发症,影响预后,延长住院时间,且术后一旦出现急性肾功能衰竭(ARF),患者的死亡率极高。近年来越来越多的学者认为缺血再灌注损伤和全身炎症反应综合征是导致体外循环术后器官功能障碍的主要原因。对于缺血再灌注导致的AKI或ARF,合理的抗炎治疗具有重要意义。在临床上,ARF多发生在CPB术后一到数天内,而不是立即发生。我们在临床上常在体外循环早期使用皮质激素,例如地塞米松,以抑制炎症反应,但往往治疗效果不佳。深入研究以上问题后,我们发现体外循环术后严重的炎症反应是一种迟发的、时间上明显滞后的晚期炎症反应。从炎症反应的时效上恰恰与目前发现的晚期炎症介质——高迁移率族蛋白1(HMGB-1)的作用时间重叠,而其特殊的、强大、迟发的致炎效应也跟体外循环后的SIRS相符。因此在防治体外循环所致SIRS时,如何合理的选择针对不同时期炎性介质的药物及治疗方法具有重要的研究意义和临床价值。右美托咪定作为一种新型高选择性a2受体激动剂,近年来多项临床和基础研究证实其具有免疫调节作用,可减轻炎症反应,激活抗凋亡信号通路产生细胞保护作用,包括对脑、心、肺、肾等在内的多种器官均具有保护作用。本研究拟对体外循环围术期外周血单核细胞HMGB-1的表达变化及血清中肾功能相关指标的动态变化进行研究,分析HMGB-1与血清中肾功能相关指标在体外循环围术期的变化趋势,明确HMGB-1在体外循环炎症反应中的作用和影响,为阐明体外循环的炎症反应机制提供理论基础和实验依据,并研究右美托咪定在体外循环围术期对HMGB-1及血清中肾功能相关指标的影响及其对机体的保护作用。研究方法随机选取南方医科大学附属南方医院心胸外科择期行体外循环瓣膜置换术患者60例,分为2组,其中生理盐水对照组(NS组)30例,右美托咪定治疗组(Dex组)30例。术前一周无激素应用史；肝、肺、肾功能正常：术前心功能Ⅱ-Ⅳ级,EF>35%；无风湿活动(术前ESR、ASO正常)；无急性感染征象,无糖尿病,无免疫系统、神经系统及精神疾病史,无结核、肝炎、梅毒等传染性疾病。所有病例术前30min肌注安定10mg,长托宁lmg。病人入室建立静脉通路,常规心电监护,局麻下行左侧桡动脉穿刺置管和右颈内静脉穿刺置管分别监测动脉压和中心静脉压。全部病例采用异丙酚TCI联合舒芬太尼全凭静脉麻醉(TIVA),诱导时预设异丙酚起始靶浓度(Cp)1.5μg/ml(Mash模型),术中根据患者的反应和BIS值及血流动力学变化调整异丙酚靶浓度,手术中维持BIS值在40-60；预设舒芬太尼靶浓度(Ce)1ng/ml开始诱导,全部病例均于气管插管后即刻、切皮前5min、劈胸骨后分别调整至Ce为0.5ng/ml、1ng/ml、0.7ng/ml。持续输注顺式阿曲库铵1.5μg/kg/min。术中常规监测ECG、血压、脉搏氧饱和度、呼气末二氧化碳、鼻咽温、有创动脉压、中心静脉压及BIS值。NS组及DEX组分别于麻醉诱导前30min给予生理盐水、0.6μg/(kg×h)右美托咪定至手术结束。分别于T1(麻醉诱导前)、T2(体外循环结束时)、T3(术后6h)、T4(术后24h)、T5(术后48h)5时点取血分离单核细胞,免疫印迹法检测HMGB-1的表达水平,并分别检测血尿素氮(BUN)、血肌酐(Cr)、尿N-乙酰-β-D氨基葡萄糖苷酶(NAG)/Cr比值、尿β2-微球蛋白(p2-MG)/Cr比值。结果根据外周血单核细胞HMGB-1的表达的免疫印迹结果表明NS组外周血单核细胞的HMGB-1在麻醉后手术开始前(T1)就有表达,转流结束时(T2)继续升高,术后6小时(T3)达到高峰,术后24小时(T4)略有降低,并于术后第二天(T5)继续升高,并维持较高水平。DEX组外周血单核细胞HMGB-1的变化趋势与NS组的外周血HMGB-1表达趋势在各个时间点基本一致,亦在麻醉后手术开始前即有表达,转流时持续升高,在术后6小时到达高峰,术后24小时稍有下降,术后第二天继续升高。除T1时间点外,T2-T5四个时间点的DEX组HMGB-1表达量均显著低于生理盐水对照组的相应时间点(p<0.05)。提示右美托咪定降低HMGB-1的表达。体外循环期间,NS组和DEX组的血清BUN、血清Cr、尿NAG/Cr、尿β2-MG/Cr在T1时间点上均无明显统计学差异,血清BUN、血清Cr、尿β2-MG/Cr在T2-T5四个时间点上均存在明显统计学差异,DEX组明显低于NS组(p<0.05),但两组尿NAG/Cr在手术开始前(T1)、术后24小时(T3)两个时间点上均无明显统计学差异,而在转流结束(T2)、术后24小时(T4)和术后第二天(T5)三个时间点上均存在明显的统计学差异,DEX组明显低于NS组(p<0.05)。说明右美托咪定可以降低血清中肾功能相关指标,有一定的肾脏保护作用。讨论从HMGB-1在体外循环期间的变化趋势,我们可以看到：1、HMGB-1在手术开始前即有表达,这可能与心脏瓣膜病患者的慢性炎症和血氧水平有关。2、到转流结束时,HMGB-1的表达明显升高,考虑是手术期间组织、血细胞被破坏,HMGB-1以被动分泌的方式释出；由于HMGB-1主动分泌时间滞后于炎症启动时间,实验中HMGB-1的表达在术后6小时到达峰值,其时间与HMGB-1的被动分泌时间重合。3、术后24小时HMGB-1表达下降,可能是围术期抗炎药物的使用在一定程度上控制了炎症反应,同时术后麻醉药物的代谢以及HMGB-1被机体代谢而导致。4、术后24小时及术后第二天外周血单核细胞中HMGB-1仍有较高水平的表达,并在术后第二天表达水平上升,可能与促炎因子TNF-IL-6等激活单核巨噬细胞主动分泌HMGB-1有关。肌酐(Cr)是肌酸代谢产物,尿素氮(BUN)的含量是体内蛋白氮代谢的终产物,二者主要通过肾脏排泄,是临床中评价肾功能的主要指标,却不是肾功能受损的早期敏感指标。N-乙酰-β-D氨基葡萄糖苷酶(NAG)是一种高分子溶酶体,是肾小管受损的标志物,在肾功能受损的早期即可检出,因而NAG是肾功能受损的早期敏感指标。β2-微球蛋白(β2-MG)广泛存在于血浆、尿液中,正常情况下β2-微球蛋白的排出是很微量的,测定β2-MG水平是反映肾小球功能衰退的一个较好的指标。由于CPB影响及生理因素的原因,我们采用尿NAG/Cr比值及尿β2-MG/Cr比值的方法进行对比分析,校正尿液的稀释或浓缩对结果的影响。将HMGB-1的变化与血清Cr及BUN的变化做相关分析,我们可以看到HMGB-1与血清Cr及BUN的变化呈正相关,进一步验证了体外循环期间升高的HMGB-1参与了肾脏的致损过程。尿NAG/Cr比值及尿β2-MG/Cr比值的峰值在体外循环结束时,比Cr及BUN的峰值早,再次证明他们是更敏感的肾功能指标,也提示体外转流是引起CPB术后肾功能损害的主要原因。α2受体激动剂的器官保护效应是近年来的一个研究热点。不少临床和基础研究证实α2受体激动剂可通过调节免疫系统降低炎症反应,激活抗凋亡信号通路保护细胞受损。右美托咪定具有α2受体激动剂的特性,且对α2AR和α1AR选择性亲和力之比是可乐定的8倍,右美托咪定本身具有利尿效应,其机制主要是通过抑制精氨酸加压素分泌,解除其对跨小管上皮细胞电压和电阻的作用,抑制Na+和水的转运；缺血状态时,此利尿效应可能有助于保护肾脏。动物实验还发现,可乐定和右美托咪定都可以显著降低肾脏损害,发挥肾保护作用,其机制可能与改善肾脏外层髓质血流有关。在脓毒症大鼠实验表明,右美托咪定通过中枢交感抑制,可减少促炎细胞因子,降低炎症反应,提高生存率。本实验中,我们试图使用右美托咪定干预体外循环的HMGB-1的表达,在全手术过程持续静脉泵注右美托咪定6μg/(kg×h)的情况下,HMGB-1的表达明显低于没有使用右美托咪定的病例,而在针对血清中肾功能指标的试验中,也能看到使用右美托咪定的病例肾功能指标明显优于没有使用的,显现右美托咪定在体外循环围术期对肾脏的保护作用。右美托咪定是针对HMGB-1的靶向调控治疗炎症反应的又一新方式。结论因此,我们得出的结论是,风湿性心脏瓣膜病变患者在手术前就外周血单核细胞HMGB-1的表达,并在体外循环过程中大量表达,其峰值在术后6小时。具有高选择性的a2AR激动剂右美托咪定可减少外周血单核细胞的HMGB-1的表达,从而降低循环中HMGB-1水平,阻滞HMGB-1相关炎性信号通路激活,从而起到改善肾功能,降低体外循环围术期肾功能衰竭发生率的作用,但右美托咪定在体外循环期间影响HMGB-1表达的具体作用机制尚有待于进一步研究。