老年脊柱手術患者血清炎性細胞因子水平與術后認知功能障礙的關系

郭昌軍 洪榮華

(臺州市第一人民醫院骨科，浙江 臺州 318020)

術后認知功能障礙是老年人術后常見的并發癥之一，隨著老年手術人群的增多術后認知功能障礙的發生率也不斷升高，術后認知功能和年齡有關，認知功能障礙發生率隨年齡升高而升高〔1〕。術后認知功能障礙的發病機制尚不十分清楚，神經炎性機制是術后認知功能障礙的重要理論之一，老年患者的中樞神經系統原本就處于慢性炎癥狀態，手術創傷可引起炎性因子水平升高，從而增加術后認知功能障礙的發生風險。手術大小和術后認知功能障礙也有密切關系〔2，3〕，骨科、心臟大手術等術后認知功能障礙的發生率高于腹腔鏡手術術后認知功能障礙的發生率。本文對老年脊柱手術患者血清炎性細胞因子水平進行研究，探討其與術后認知功能障礙的關系。

1 資料與方法

1.1臨床資料 選擇臺州市第一人民醫院2015年1月至2016年12月骨科老年脊柱手術患者100例，其中腰椎椎間盤切除椎管減壓椎間植骨融合手術患者58例，頸椎椎間盤切除椎管減壓椎間植骨融合手術患者42例；男56例，女44例；年齡(76.82±3.15)歲；體重(57.94±9.21)kg；手術時間(2.51±1.19)h；術中失血量(324.23±115.94)ml。100例脊柱手術患者中31例出現術后認知功能障礙，作為認知功能障礙組，69例未發生認知功能障礙，作為非認知功能障礙組。與非認知功能障礙組比較，認知功能障礙組患者年齡明顯升高(P<0.05)，認知功能障礙組性別、體重、手術時間及術中失血量和非認知功能障礙組比較差異無統計學意義(P>0.05)。見表1。

表1 認知功能障礙組和非認知功能障礙組一般資料比較

1.2納入、排除及診斷標準 納入標準：美國麻醉醫師協會(ASA)分級Ⅰ～Ⅲ級，年齡70歲以上，手術時間>2 h。排除標準：感染性或免疫系統疾病者，嚴重呼吸系統疾病者，腦梗死、心肌梗死病史者，精神神經系統疾病者，不配合完成認知功能測試者，術中大出血者，術后出現嚴重并發癥者，術前簡易智力狀態評估(MMSE)量表評分≤23分者。術后認知功能障礙診斷標準：計算術前MMSE量表評分標準差，術后7 d MMSE量表評分與術前MMSE量表評分基礎值的差值≥1個標準差則診斷為術后認知功能障礙。

1.3血清白細胞介素(IL)-1β、IL-6、腫瘤壞死因子(TNF)-α、高敏C反應蛋白(hs-CRP)水平測定 抽取患者術前和術后1 d外周靜脈血3 ml，離心(3 000 r/min)5 min，取血清，采用酶聯免疫吸附試驗(ELISA)測定血清IL-1β、IL-6、TNF-α水平(IL-1β、IL-6、TNF-α ELISA試劑盒購自美國Sigma公司)。采用免疫濁度法測定血清hs-CRP水平(hs-CRP試劑盒購自美國Sigma公司)。

1.4研究方法 對比認知功能障礙組與非認知功能障礙組術前及術后1 d血清炎癥因子水平，分析術后認知功能障礙發生率與血清炎癥因子水平的相關性。

1.5統計學方法 采用SPSS20.0軟件進行t及χ2檢驗，相關性采用Pearson相關分析。

2 結 果

2.1認知功能障礙組和非認知功能障礙組血清IL-1β、IL-6、TNF-α、hs-CRP水平比較 術前，認知功能障礙組血清各炎性指標水平和非認知功能障礙組比較差異無統計學意義(P>0.05)。術后，認知功能障礙組和非認知功能障礙組患者血清IL-1β、IL-6、TNF-α、hs-CRP水平均明顯高于術前(P<0.001)，認知功能障礙組血清IL-1β、IL-6、TNF-α、hs-CRP水平明顯高于非認知功能障礙組(P<0.001)。見表2。

表2 認知功能障礙組和非認知功能障礙組術前和術后血清IL-1β、IL-6、TNF-α、hs-CRP水平比較

與本組術前比較:1)P<0.05

2.2術后認知功能障礙發生率與血清IL-1β、IL-6、TNF-α、hs-CRP水平升高值的相關性 術后認知功能障礙發生率與血清IL-1β(r=0.587，P=0.000)、IL-6(r=0.632，P=0.000)、TNF-α(r=0.614，P=0.000)、hs-CRP水平升高值均呈正相關(r=0.579，P=0.000)。

3 討 論

術后認知功能障礙主要表現為社交活動、精神活動、認知能力的改變，認知能力包括定向障礙、語言障礙、記憶障礙、計算力下降等。術后認知功能障礙是麻醉手術后比較常見的神經系統并發癥，不僅導致生活質量下降、康復延遲，還增加社會和家庭負擔；老齡是術后認知功能障礙的獨立危險因素，隨著我國人口的不斷老齡化，術后認知功能障礙發生率隨之升高〔4〕。

影響術后認知功能障礙的因素有多種，年齡、麻醉方式、冠心病、手術創傷、藥物、術后疼痛、術中缺氧、低血壓等都是術后認知功能障礙的影響因素。術后認知功能障礙的機制尚不十分清楚，目前普遍認為術后認知功能障礙是在中樞神經退行性變得基礎上，有麻醉、手術、藥物等因素誘發或加重中樞神經退行性變所導致的，可能涉及免疫系統、內分泌系統、中樞神經系統等多系統功能紊亂所引起。研究發現手術創傷引起的中樞炎癥反應與術后認知功能障礙的關系比麻醉方式更為密切〔5〕。

手術創傷引起的外周炎癥反應通過多種機制激活中樞神經系統炎癥反應：手術創傷引起的外周炎癥因子、IL-1、IL-6、TNF-α等通過血腦屏障直接作用于中樞神經系統引起炎癥反應；外周炎癥因子、IL-1、IL-6、TNF-α等通過血腦屏障上的受體主動轉運到中樞神經系統引起炎癥反應；外周炎性因子激活血腦屏障上的免疫分子，激活的免疫分子產生炎癥因子，進入中樞神經系統；進入中樞神經系統的炎癥因子刺激血腦屏障上的小膠質細胞和星形膠質細胞等腦內固有免疫細胞引起免疫反應，釋放大量中樞炎癥因子〔6～8〕。

IL-1β為促炎細胞因子之一，手術創傷等應激可引起外周強烈炎癥反應，促使IL-1β等促炎細胞因子大量產生和釋放，外周IL-1β水平的升高激活小膠質細胞，引起中樞神經系統的炎癥反應，IL-1β等炎性細胞因子的大量表達可影響突觸的可塑性，損傷記憶和學習等認知功能〔9，10〕。IL-6在炎癥反應、免疫反應等方面具有重要作用，在中樞神經系統中也具有重要作用，可影響神經細胞生長、分化；影響學習和記憶能力；顱腦膠質細胞等分泌的IL-6和腦損傷有一定關系；正常濃度的IL-6具有保護和修復神經細胞的作用，但IL-6濃度過高時則加重小膠質細胞和神經細胞損傷〔11，12〕。TNF-α由巨噬細胞分泌產生，具有調節炎癥反應和免疫反應等廣泛的生物學活性，在調節神經內分泌中具有重要作用；TNF-α與吃飯、睡覺、其他自主活動等多種生命活動關系密切；TNF-α參與記憶和學習過程，可能通過抑制神經細胞的生長及分化、影響突觸的塑形等在術后認知功能障礙的病理過程中發揮重要作用〔13，14〕。hs-CRP是常用的炎性標志物，手術創傷和術后疼痛可引起血清hs-CRP水平升高，血清hs-CRP水平升高與術后認知功能障礙關系也比較密切〔15〕。

本研究表明老年脊柱手術患者術后認知功能障礙的發生與手術創傷引起的外周炎性細胞因子水平升高有關，其機制可能為：手術創傷等應激引起外周強烈的炎癥反應，導致外周大量IL-1β、IL-6、TNF-α、hs-CRP等炎性細胞因子的釋放，外周炎癥反應通過多種機制激活中樞神經系統炎癥反應，影響突觸的可塑性，引起學習、記憶等認知功能障礙。