抗氧化對小兒缺血性心腦損害的防治研究.pdf

1、圍術期心臟停跳（CA）引起的小兒缺氧缺血（HI）性心腦損害是導致患兒急性死亡和慢性殘障的主要原因,目前尚缺乏理想的綜合預防和治療手段。低溫可降低細胞代謝、改善組織水腫，是體外循環(huán)（CPB）下小兒心臟手術心肌保護的重要措施，也是目前臨床最具應用前景的CA后神經(jīng)保護手段，但存在治療時機和時間窗有限等問題。尋找能夠在低溫前有效擴大治療時間窗的干預藥物或措施，對協(xié)同低溫發(fā)揮最佳心腦保護效果具有重要的臨床價值和科學意義。
　　研究證實，CA

2、及復跳期間，自由基引起的氧化應激在缺氧缺血性心腦損害中扮演重要角色。我們發(fā)現(xiàn)低溫的心腦保護，與顯著減輕組織蛋白和核酸的氧化、硝基化及羰基化損傷密切相關，而且復蘇后早期抗氧化劑治療可以提供部分神經(jīng)保護作用。由此我們推測，在缺血早期，任何內源性或外源性，能夠減輕氧化應激，或清除自由基的干預措施或藥物，都極有可能為后期聯(lián)合低溫防治小兒缺血性心腦損害起到加強或協(xié)同的作用。電針刺激可模擬缺血預處理效應，減輕成年動物和人類心腦的缺血再灌注（I/R）

3、損傷；而且，電針預處理具有明顯增強抗氧化酶活性，減輕脂質過氧化，增加機體清除氧自由基的能力。然而，經(jīng)皮穴位電刺激對小兒缺血性心腦損害是否具有同樣的抗氧化和保護功效尚不清楚。
　　因此，本研究第一部分首先通過動物實驗，在小豬缺氧缺血腦損傷模型基礎上，探討早期外源性使用抗氧化劑聯(lián)合延遲開始的低溫治療是否具有協(xié)同的神經(jīng)保護作用。第二部分再通過臨床對照試驗，觀察術前給予經(jīng)皮穴位電刺激，是否可通過內源性抗氧化機制對小兒CA下低溫心內直視手術

4、引起的缺血性心腦損傷起到預防作用，初步確定這些措施作為低溫背景下聯(lián)合防治圍術期CA所致小兒缺氧缺血性心腦損害的有效性和可行性。
　　第一部分早期抗氧化劑聯(lián)合延遲低溫對小豬缺氧缺血性腦損傷的治療作用
　　目的:確定復氧后早期，給予新型抗氧化劑EUK-134（錳超氧化物歧化酶及過氧化氫酶模擬物）抑制氧化損傷，聯(lián)合復蘇后延遲4小時開始，持續(xù)一天的全身低溫治療，是否對窒息性CA引起的小豬缺氧缺血性（HI）腦損傷具有協(xié)同的神經(jīng)保護作用

5、。
　　方法:選擇1周大雄性小豬，采用缺氧40min(吸入氧濃度為10％)、窒息7min，然后人工心肺復蘇的方法制備HI腦損傷模型。動物隨機分為5組：假手術（Sham）組，HI常溫（HI+NT+saline）組，HI低溫（HI+HT+saline）組，HI+NT+EUK-134組，和HI+HT+EUK-134組，每組各10只。EUK-134在自主循環(huán)恢復（ROSC）后30min給予，首次劑量2.5mg/kg，iv.，然后以1.25

6、mg/kg/h的速度持續(xù)泵注3.5h；低溫在ROSC后4h開始，采用全身快速降溫，目標體溫34°C，低溫持續(xù)20h。常溫組維持正常體溫（38.5°C）。所有動物在治療期間采取全身麻醉，并行機械通氣以防寒戰(zhàn)可能引起的糖原消耗。通過比較5組新生豬恢復時期神經(jīng)行為缺陷評分、腦紋狀體及感覺運動皮層神經(jīng)元病理形態(tài)學特征和存活密度，綜合評價不同處理的腦復蘇療效。
　　結果：恢復期低溫組體重增長明顯慢于常溫組和Sham組；在恢復第10天，HI+

7、NT+saline組殼核神經(jīng)元存活密度由正常對照Sham組的100±18％降至17±9％(P<0.01)。與HI+NT+saline組相比，HI+NT+EUK-134組殼核神經(jīng)元存活密度為40±17％(P<0.05)；HI+HT+saline組殼核神經(jīng)元存活密度為46±21％(P<0.05)；但與HI+NT+EUK-134組和HI+HT+saline組比，HI+HT+EUK-134組殼核神經(jīng)元存活密度（47±25％）沒有明顯差異。尾核和

8、感覺運動皮層損傷不及殼核嚴重，聯(lián)合治療對該區(qū)域神經(jīng)元存活密度，同樣沒有明顯較單獨治療結果有顯著提升。HI各組動物存活第4天神經(jīng)行為學評分差異沒有統(tǒng)計學意義，表明盡管早期抗氧化劑EUK-134自身和延遲低溫治療均可提供部分神經(jīng)保護作用，但早期抗氧化劑聯(lián)合延遲低溫治療沒有協(xié)同的保護效果。
　　結論：在小豬大腦對HI損傷高度敏感的基底神經(jīng)節(jié)區(qū)，心肺復蘇后30min抗氧化劑EUK-134治療對延遲4h開始的低溫神經(jīng)保護缺乏有效協(xié)同的作用。

9、聯(lián)合治療失敗的原因，一方面可能是在抗氧化劑EUK-134治療前，對HI高度敏感的神經(jīng)元已經(jīng)遭受了死亡信號的嚴重攻擊，發(fā)生了不可逆的死亡；另一種可能是EUK-134和低溫是經(jīng)過同一條信號通路或相似的抗氧化損傷機制發(fā)揮的神經(jīng)保護作用。
　　第二部分經(jīng)皮穴位電刺激對小兒心臟手術心腦損害的影響---隨機對照臨床試驗
　　目的：在小兒心臟直視手術患者中，驗證經(jīng)皮穴位電刺激（TEAS）預處理的心腦保護效應，并以氧化應激和炎癥反應為切入點

10、探討其可能機制，為TEAS技術廣泛用于臨床，預防圍術期心腦損傷提供科學依據(jù)。
　　方法：選擇2-12歲，擇期行先天性心臟缺陷修補手術的患兒，隨機按1:1分為兩組，TEAS組和對照組。TEAS組在手術當日進入手術室后，基礎麻醉下給予雙側內關穴（P6）經(jīng)皮電刺激（疏密波2/15Hz、強度以中指出現(xiàn)微顫動為止）30min。對照組除不給予刺激外，其余操作與TEAS組相同。分別在TEAS前、主動脈開放后30min、2h、8h和24h五個時間

11、點抽取動脈血、離心提取血清，采用酶聯(lián)免疫吸附試驗（ELISA）進行生化指標檢測。主要觀察指標：主動脈開放后24小時內血清心肌肌鈣蛋白I（cTnI）和腦損傷特異指標S100β濃度的組間差異。次要指標：臨床預后包括術后氣管帶管時間、血管活性藥物使用情況、ICU停留期間前24小時尿量、并發(fā)癥、心腦不良事件、ICU停留時間、術后住院天數(shù)；其它生化指標包括血清肌紅蛋白（Myo）、8-異構前列腺素F2α（8-isoPGF2α）以及白介素（IL）6、

12、IL-10、腫瘤壞死因子（TNF-a）、超敏C-反應蛋白（hsCRP）濃度變化。
　　結果：納入的74例患兒中70例全程完成試驗，對照組36例和TEAS組34例。兩組患兒術前平均年齡（3.45±2.1vs.3.95±2.4歲）及體重（14±3.9vs.15±3.1kg）組間沒有明顯差異。CPB轉機時間及主動脈阻斷時間組間差異也沒有統(tǒng)計學意義。兩組患兒術前血清cTnI濃度均處于較低水平（0.017ng/mLvs.0.021ng/mL

13、）且組間沒有明顯差異；血清Myo基礎水平組間也無明顯差異(21.8±14.9μg/Lvs.22.4±11.3μg/L)。所有患兒主動脈開放后，血清cTnI和Myo濃度顯著上升并保持較高水平（與基礎值相比，P<0.001）；與TEAS組相比，對照組恢復灌注后2h血清Myo濃度(432.7±146.4μg/Lvs.287.1±125.2μg/L,P=0.037），以及8h和24h的血清cTnI濃度（分別為13.19±2.3ng/mLvs.9

14、.21±2.0ng/mL,P=0.043和8.48±1.9ng/mLvs.5.68±1.7ng/mL,P=0.046)明顯處于更高水平。所有患兒術前血清S100β水平均不超過0.02μg/L，主動脈開放后開始迅速顯著升高，30min時升高值達最大（對照組1.44±0.67μg/Lvs.TEAS組1.35±0.58μg/L），然后開始快速下降，2h時約降至30min時的一半（0.67±0.46μg/Lvs.0.77±0.4μg/L）；8h

15、時降至基礎偏高水平，24h時基本恢復術前水平；各時間點血清S100β濃度升高程度，組間相比沒有明顯差異。與TEAS組患者相比，對照組術后機械通氣時間和ICU停留持續(xù)時間明顯延長（分別為10(8.5-20)hvs.6(5.5-10)h,P=0.004和46(24-50)hvs.41(23-47)h,P=0.032）。血清8-isoPGF2α在主動脈開放后明顯升高，2h時出現(xiàn)峰值，但各時間點組間差異沒有統(tǒng)計學意義。血清IL-6、IL-10濃

16、度在主動脈開放后同樣在2h達最高峰，隨后平穩(wěn)下降；而CRP和TNF-α濃度在主動脈開放后持續(xù)升高，術后24h血清濃度值最大。兩組間相應各時間點血清IL-6、IL-10和TNF-α濃度變化差異沒有統(tǒng)計學意義；然而，與對照組相比，TEAS組開放后8h的血清hsCRP濃度相對較低（2292±116pg/mLvs.1642±187pg/mL,P=0.039）。
　　結論：CPB結束后早期，血清心肌損傷標記物cTnI、Myo和腦損傷標記物S

17、100β濃度明顯升高，表明小兒先心術后存在一定程度的心腦損傷；主動脈開放后氧化應激指標8-isoPGF2、細胞促炎因子IL-6、TNF-α、hsCRP和抗炎因子IL-10血清水平的明顯升高更加證實了這一點。術前給予患兒雙側內關穴30min的TEAS可明顯降低開放后cTnI和Myo的釋放，縮短術后輔助通氣時間，具有一定的心肌保護作用。此作用可能部分與抑制急性缺血再灌注條件下hsCRP的釋放有關。TEAS沒有表現(xiàn)出明顯的腦保護作用，可能與穴