第一部分体外循环前后患者静脉血白细胞基因的差异性表达研究背景与目的：急性肺损伤是体外循环的常见并发症，是全身性炎症反应综合征的早期表现。约有1％～2％的体外循环患者会发生严重的呼吸功能障碍，称为ARDS或泵后综合征。其病理生理特征是肺毛细血管内皮受损、微循环通透性升高、血管外肺水积聚、肺内分流增加，以及由此而引起的难治性低氧血症、呼吸功能衰竭以及其它系列临床表现，死亡率高达50％～70％。研究表明，体外循环期间，中性粒细胞在肺部的积聚、隔离和激活，是体外循环引起肺损伤的关键性因素。因此，本研究拟采用基因芯片技术，对体外循环前后血液中白细胞基因表达变化进行比较全面的研究，获得其差异性表达谱，分析其表达变化规律。以期从基因表达水平认识体外循环引起肺损伤的机制，提出新的防治策略。方法：选择择期体外循环下行心内直视手术的患儿8例，分别在体外循环前和停机时采取血液标本5ml，提取总RNA。以总RNA为模板逆转录获取cDNA；然后以cDNA为模板体外转录得到生物素标记的cRNA，cRNA经提纯和片断化处理后与商业化的U133A基因芯片杂交。杂交后的芯片用专用激光共聚焦扫描仪采集荧光强度值，并用Affymetrix(?) Microarray Suite 5.0软件分析基因表达规律。结果体外循环前表达开放的基因共有7023个，体外循环后表达开放的基因有7810个。分别占芯片上探针组总数的31.5％和35％，后者较前者增加了787个。与体外循环前相比，体外循环后共有2873个基因出现差异性表达，1390个增高，1483个降低；差异性变化在3倍以上的基因共有96个；通过检索，芯片上共有134条蛋白酶相关基因。其中，有9条在体外循环后出现了差异性表达，7条表达升高，2条表达降低。体外循环后中性粒细胞弹性蛋白酶和组织金属蛋白酶抑制因子1～4基因均未发生显著变化。结论：体外循环可引起人血白细胞基因出现明显的差异性表达，其特点与全身性炎症反应的临床认识相符；某些蛋白酶基因表达出现异常增高，且存在蛋白酶/抗蛋白酶基因表达比例失调。对这些现象进一步研究，有助于深入了解体外循环肺损伤的机制或提出新的治疗策略。第二部分体外循环对心脏手术患者基质金属蛋白酶9的影响研究背景和目的：基质金属蛋白酶9(MMP-9)是基质金属蛋白酶家族最重要的成员之一，它能特异性的降解Ⅳ、Ⅴ型胶原蛋白和明胶，破坏毛细血管基底膜和肺泡上皮基底膜的完整性。研究表明，MMP-9参与了多种原因引起的肺损伤。在第一部分的基础上，我们假设MMP-9在体外循环引起的急性肺损伤中也起着重要的作用。因此，本研究的目的是了解心脏直视手术患者体外循环前后MMP-9基因表达、血浆浓度和激活程度的变化。方法：随机选择择期心内直视术成年病人20例和同期开胸行非心脏手术的病人8例，分别为体外循环组(体外组)和对照组。体外组患者于手术开始前、转流前和停机时采集血液标本，分别采用RT-PCR、酶联免疫和荧光酶联免疫法测定MMP-9基因表达强度、血浆总浓度和活性MMP-9浓度。对照组患者的采样时点为手术开始前、开胸后和关胸前，分别与体外组比较。指标检测方法与体外组一致。结果：体外组患者于手术开始前和转流前MMP-9基因表达、血浆总浓度和活性MMP-9浓度比较差异均无统计学意义，但停机时基因表达明显增强，总MMP-9和活性MM-9血浆浓度升高(P＜0.01)。对照组各时点间上述指标均未发生显著性变化。组间比较时第一、第二时点各指标无统计学差异，但体外组停机时MMP-9基因表达，血浆总浓度和活性MMP-9浓度均明显高于对照组关胸前的测定值(P＜0.01)。结论：体外循环可导致患者白细胞中MMP-9基因表达剧烈上调，血浆总MMP-9和活性MMP-9浓度也明显升高。但这种变化与开胸手术操作无关。第三部分地塞米松对体外循环患者基质金属蛋白酶9和肺功能的影响目的：研究地塞米松对心脏手术患者体外循环前后基质金属蛋白9的影响，并探讨其与肺功能之间的关系。方法：择期行体外循环下心脏瓣膜置换术的成年患者40例，随机分为两组：对照组和地塞米松组，每组20例。地塞米松组患者于手术开始前给予地塞米松0.5mg/kg静脉注射，对照组给予等体积生理盐水。在手术开始前、转流前和停机后经中心静脉留置管取血液标本，分离乏血小板血浆和提取总RNA。分别采用酶免法和RT-PCR方法测定血浆总的和活性基质金属蛋白9浓度及基质金属蛋白9基因相对表达量。同时在体外转流前和停机后抽取桡动脉血行血气分析。计量资料用均数±标准差((?)±S)表示，采用SPSS 11.5软件行统计学分析，组间比较采用独立样本t检验，组内比较采用方差分析，P＜0.05表示差异有统计学意义。结果：停机后，两组患者基质金属蛋白9基因表达、血浆浓度和激活程度较手术开始前和转流前显著升高(P＜0.05或0.01)，但地塞米松组低于对照组(P＜0.05)。与转流前相比，停机后两组患者肺泡-动脉氧分压差均增大，但地塞米松组低于对照组(P＜0.05)。结论：地塞米松0.5mg/kg静脉注射，能抑制体外循环引起的患者基质金属蛋白9基因表达、血浆浓度和激活程度升高，对肺泡弥散功能有保护作用。