單肺通氣期間延長吸氣時間對患者肺損傷的影響*

蔡雪姣，杜 敏，杜伯祥*

(江蘇省南通市第一人民醫院，南通大學第二附屬醫院麻醉科，南通 226014)

近年來，由于肺癌發病率及死亡率呈逐年上升趨勢[1]，胸腔鏡微創手術被廣泛應用于臨床[2]。但術中長時間的單肺通氣會誘導機體產生氧化應激反應[3]，導致肺組織的上皮細胞凋亡[4]；而且還會誘發肺部的氧化應激反應和炎癥反應，嚴重時可導致急性肺損傷的發生，增加術后不良反應的發生率[5-6]。

TNF-α 是炎癥啟動因子，可通過激活中性粒細胞釋放炎性介質參與炎癥反應。IL-6 是反映組織早期損傷的炎癥指標；IL-10 是重要的抗炎因子，可抑制某些促炎因子如TNF-α、IL-1、IL-6、IL-8 等的產生[7]，減輕相關炎癥反應。肺表面活性蛋白(surfactant protein,SP)-A 及SP-D，可調節磷脂的分泌及攝取，具有一定的免疫功能[8]。因為貼近肺實質，支氣管肺泡的分泌液及滲出液幾乎不受外界影響，支氣管肺泡灌洗液可作為反映肺部病理變化的可靠指標[9]，其中SP-A 和SP-D 水平可反映肺泡上皮細胞和內皮細胞的損傷程度[10-11]。因此，本研究根據術中情況，選擇灌洗右肺中葉B4 或B5 段(術中左肺通氣)或左肺舌段(術中右肺通氣)[12]。

目前研究[13-14]已經證實，單肺通氣時延長通氣時間不僅能增加氧合時間，提高通氣量，改善肺順應性，還可減少肺內分流并降低肺水含量，同時降低炎性細胞因子的表達。但其能否通過改善氧合減輕單肺通氣期間肺損傷，目前臨床少見相關報道。本研究旨在通過觀察單肺通氣期間延長吸氣時間是否對患者肺部炎癥反應產生影響來探討其潛在的有益作用，并為臨床上單肺通氣方法的應用提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料 選取年齡20～65 歲，ASAⅠ～Ⅱ級，BMI 為18～26 kg/m2，南通市第一人民醫院于2020年9 月—2021 年9 月擬擇期行胸腔鏡下單側肺葉切除術的患者共50 例，采用隨機數表法將患者分為對照組(C 組)和觀察組(E 組)，各25 例。排除既往有心肺相關病史以及血液、肝、腎病史，重度吸煙，重度肥胖患者。所有患者術前肺功能指標均在預計值的80%以上。本研究經南通市第一人民醫院倫理委員會批準(批準號：2021K7002)，并征得患者及家屬同意，已簽署知情同意書。

1.2 麻醉方法 所有患者術前禁食、禁飲8 h，術前不使用藥物，入手術室后常規監測患者血壓、心率、SpO2，開放患者外周靜脈，局麻下行橈動脈穿刺置管術，右頸內靜脈穿刺置管術，并行椎旁神經阻滯(0.5%羅哌卡因共0.3 mL/kg)。兩組患者均采用咪達唑侖0.1～0.4 mg/kg、依托咪酯0.2～0.4 mg/kg、舒芬太尼0.2～0.5 μg/kg、順式阿曲庫銨0.15～0.2 mg/kg 進行麻醉誘導，待患者意識消失肌松起效后插入左雙腔支氣管導管(男F37～39，女F35～37)，經纖支鏡定位，確定導管位置后接麻醉機行間歇正壓通氣。固定導管后注意避免導管移位，體位改變前后均使用纖維支氣管鏡定位。兩組雙肺通氣時參數：潮氣量8 mL/kg，呼吸頻率12 次/min，氧流量2 L/min，吸入氧濃度(fraction of inspiration O2,FiO2)為100%，呼氣終末正壓(positive end expiratory pressure,PEEP)=0。單肺通氣參數：潮氣量6 mL/kg，呼吸頻率16 次/min，氧流量2 L/min，FiO2為60%，PEEP=0。單肺時C 組呼吸比(inspiratory-to-expiratory ratio,I∶E)=1∶2，E 組I∶E=1∶1。術中泵注丙泊酚、瑞芬太尼維持麻醉，順式阿曲庫銨間斷推注維持肌松，確保腦電雙頻指數值維持在40～60 之間。術中維持患者血流動力學平穩，血壓及心率的變化不超過術前基礎值的20%，維持患者術中氣道峰壓peak≤30 mmHg，維持患者術中呼末二氧化碳分壓波動于35～45 mmHg，術中補液按照晶體∶膠體=1∶1 進行輸注。排除術中SpO2＜90%及出血＞500 mL 的患者。

1.3 觀測指標 記錄手術時間、單肺通氣總時長、術中補液總量、尿量。分別在患者單肺通氣后，手術切皮前(T0)、單肺通氣后30 min(T1)、單肺通氣后1 h(T2)采集動脈血2 mL 進行血氣分析，采集中心靜脈血5 mL，2 h 內及時離心制備血清待檢。同時，在這3 個時間點對非通氣側肺進行支氣管肺泡灌洗，將纖維支氣管鏡頂端緊密楔于右肺中葉B4 或B5 段(術中左肺通氣)或左肺舌段(術中右肺通氣)支氣管開口處，經活檢孔，分次快速注入37 ℃生理鹽水，10～20 mL/次，共50 mL。注射完畢后，立即用50～100 mmHg 負壓吸引回收，灌洗液回收率≥40%，回收的液體立即用雙層無菌紗布過濾除去黏液，裝入塑料離心管內，采集后2 h 內及時離心，4 ℃3 000 r/min 離心10 min，取上清液于-80 ℃儲存待檢。待標本收集完畢后，采用ELISA 法測定SP-A、SP-D 的含量。

1.4 統計學方法 采用SPSS 19.0 統計軟件進行數據分析，計量資料采用±s 表示。組內及組間比較采用獨立樣本t 檢驗，計數資料采用χ2檢驗，P＜0.05 表示差異有統計學意義。

2 結果

2.1 一般資料比較 兩組患者在年齡、性別、BMI、手術時間、單肺通氣時長、術中補液量及尿量方面差異均無統計學意義(均P＞0.05)，具有可比性，見表1。

表1 兩組患者一般資料比較

2.2 動脈血氣指標比較 與T0相比，兩組患者動脈血氧分壓(arterial partial pressure of oxygen,PaO2)及氧合指數在T1、T2時均明顯下降；與C 組相比，E 組患者在T1、T2時，PaO2及氧合指數明顯較高(P＜0.05)，見表2。

表2 兩組患者動脈血氣比較

2.3 血清炎癥指標比較 與T0相比，兩組患者的TNF-α 在T2時明顯升高，血清IL-6 在T1、T2時均明顯升高。與T1相比，兩組患者的TNF-α、IL-6 在T2時明顯升高。與C 組相比，E 組的TNF-α、IL-6 在T2時明顯下降，IL-10 在T2時明顯升高(P＜0.05)，見表3。

表3 兩組患者炎癥指標比較pg/mL

2.4 支氣管肺泡灌洗液SP-A、SP-D 水平比較 與T0相比，兩組患者支氣管肺泡灌洗液中的SP-A 水平在T1、T2時明顯升高，SP-D 水平在T2時明顯升高；E 組患者的SP-A 及SP-D 在T2時明顯較C 組降低(P＜0.05)，見表4。

表4 兩組支氣管肺泡灌洗液SP-A 和SP-D 水平比較 ng/L

3 討論

單肺通氣是胸科手術最常應用的通氣方式，但單肺通氣本身就是急性肺損傷的一個危險因素。低氧血癥，高氣道壓以及肺泡塌陷是單肺通氣期間常見的不良反應。氣道壓過高壓迫肺泡血管，肺循環阻力增加加重肺內血液分流，造成單肺通氣期間的低氧血癥，這些機制共同作用引發肺部炎癥反應，最終導致肺損傷。

動物研究[15-16]表明，家兔在單肺通氣后，其肺組織中的多種炎癥因子包括TNF-α 的表達明顯升高，并發現通過抑制NF-κB 的激活，可有效減少TNF-α 和細胞間黏附分子1(intercellular cell adhesion molecule-1,ICAM-1)的表達，從而減輕肺損傷。有研究[17]也證明在肺葉切除之后，患者支氣管肺泡灌洗液中的IL-1、IL-2、IL-6、TNF-α 等炎癥因子均顯著升高。

SP-A 是呼吸系統中促炎/抗炎平衡的重要調節因子[18]，而SP-D 可以抑制肺部炎癥反應[19-20]，它們都是由肺泡Ⅱ型上皮細胞在肺內合成分泌的。對于肺部肺泡-毛細血管膜屏障功能完善的患者，SP-A 和SP-D 很少在肺外表達，因此具有很高的特異性。支氣管肺泡灌洗液中的SP-A、SP-D 水平可用來反映肺泡上皮細胞和內皮細胞的損傷情況。

本研究結果顯示，單肺通氣期間，延長吸氣時間可有效改善患者氧合，E 組患者PaO2在T1、T2時明顯高于C 組。此外，E 組患者在T1、T2時TNF-α、IL-6均較C 組明顯下降，而抗炎因子IL-6 在T2時明顯升高，表明單肺時延長吸氣可有效抑制肺部炎癥反應，減輕肺損傷。有研究[17]指出肺葉切除術后，支氣管肺泡灌洗液中IL-1、IL-2、IL-6、TNF-α 等顯著升高。這與本研究結果相符合，單肺通氣確實可以激活NF-κB 信號轉導通路從而上調sICAM-1、TNF-α、IL-6、IL-10 的表達?？墒?，當恢復雙肺通氣，大量的sICAM-1、TNF-α、IL-6 產生和釋放，IL-10 增加卻不明顯，這表明機體的促炎-抗炎失調，而本研究提示延長患者吸氣時間可增加肺內氧合時間，對改善患側肺的氧化應激反應有積極的效果，從而抑制NF-κB 的激活，減少TNF-α、sICAM-1、IL-6 的釋放，促進IL-10 的產生，一定程度上緩解炎癥反應。

本研究還發現，在T0時兩組SP-A、SP-D 比較差異無統計學意義。兩組肺泡灌洗液中SP-A、SP-D在T1、T2時顯著升高且C 組SP-A、SP-D 在T2時顯著高于T0，這表明單肺通氣確實會導致肺損傷，而且隨著單肺通氣時間的延長，肺損傷繼續加重。與C 組對比，E 組的SP-A、SP-D 在T2時明顯較低，提示單肺期間延長吸氣時間，確實可以有效緩解肺損傷程度?；紓确螕p傷主要是由缺氧/缺血性損傷、缺血再灌注損傷及外科手術操作所致。肺泡低氧誘導炎癥反應，改善氧合，理論上可減輕肺損傷[21]。延長吸氣時間后，促進氣體交換并減少單肺通氣期間的肺內分流，減輕該側肺的缺氧/缺血性損傷，也一定程度上緩解了該側肺復張造成的缺血再灌注損傷。此外，延長吸氣時間降低了氣道壓，減輕通氣側肺的肺泡損傷，從而減輕通氣側肺的炎癥反應，或許進而部分減輕機體炎癥和氧化應激反應。

綜上所述，與傳統的單肺通氣相比，單肺通氣期間可延長患者吸氣時間，有效降低氣道壓，提高肺順應性，減輕肺內分流，改善患者氧合，減輕非通氣側肺的炎癥反應和氧化應激，對肺有保護作用，而且操作簡單易行，可作為全麻單肺通氣期間的一種通氣方案，但其具體的分子機制有待進一步的研究闡釋。