第一部分：单肺通气麻醉在胸外科的应用及其机械通气相关性肺损伤(文献综述)单肺通气麻醉技术的发展和进步,对胸外科手术的开展和进步产生了巨大的影响,使得气管、支气管成形术、支气管袖状切除术得以飞速发展,也为肺癌根治术、食管癌根治术提供了良好的手术条件,近年来更是电视辅助胸腔镜技术发展的根本保证。但是,在单肺通气麻醉的过程中,少数病人发现了与单肺通气有关的并发症,如：通气期间的低氧血症、肺萎陷后的复张性肺水肿,学科内有对单肺通气安全性的疑问。我们因此对该专题做了文献复习,包括了单肺通气麻醉对胸外科的影响；单肺通气麻醉的不良反应和麻醉后并发症；国内外对单肺通气麻醉的临床研究；单肺通气麻醉在动物体内试验的研究情况。同时,为了寻找对单肺通气麻醉相关性肺损伤的研究方法,我们还复习了与机械通气相关性肺损伤的研究进展和研究方法,以其为进一步的进行单肺通气相关性肺损伤的研究寻找立项依据和技术路线。第二部分：单肺通气麻醉的临床资料回顾及系统评价同第一章胸科手术患者手术后恢复时间延长的多因素非条件logistic回归分析目的：研究胸科手术病人在麻醉科PACU(麻醉后恢复室)滞留时间(从进入恢复室到送出恢复室)延长的相关因素,了解单肺通气(OLV)麻醉是否成为胸科手术的独立风险。方法：在麻醉科档案室查出2004年8月至2008年10月所有胸科手术病人的麻醉记录单,共得495例记录完善的病历。在麻醉记录单、病案室存档病例、电子医嘱上摘录所需的各项指标,以PACU滞留时间作为因变量(Y),建立自变量(X1……n)表(表1-1),按logistic回归分析模型的要求进行量化和赋值,其中OLV麻醉赋值为X=1,双肺通气(TLV)通气麻醉赋值为X=0。将所有信息逐条输入Excel表格,建立自变量数据库。使用SPSS13.0软件包对数据进行单因素、多因素非条件logistic回归分析。结果：以PACU时间(Y)≥150min取值为1,Y<150mmin取值为O。495病例中,男：女比例为2.36(348/147),其中113例Y=1,总检出率为22.8%(113/495)。单因素及多因素分析结果提示,引起病人PACU滞留时间延长的主要危险因素是年龄(OR=0.000)、手术方式(OR=0.094)、尿量(OR=0.000)、ASA分级(OR=0.004)、心血管活性药物使用(OR=0.002)共5项。结论：影响胸科病人手术麻醉后恢复的主要原因是,病人年龄、手术方式以及器官功能状况。麻醉医生以及恢复室护士均应该对这些因素引起重视。第二章单肺通气和双肺通气麻醉在胸科手术中的安全性比较：a meta analysis目的：系统评价胸科手术麻醉中单肺通气和双肺通气安全性。方法：计算机检索Cochrane图书馆、Embase、PubMed和CBM,搜集所有非心脏手术的胸科手术麻醉中分组为单肺通气组和双肺通气组临床对照试验,按Cochrane系统评价的方法评价纳入研究质量,并使用RevMan5.0软件对纳入研究进行Meta分析。结果：最终纳入5个研究,包括3个RCT,1个非随机对照试验,1个回顾性试验。Mata分析结果显示,单肺通气组和双肺通气组与血气相关的并发症(包括低氧血症,高碳酸血症)[OR=0.68,95%CI[0.31-1.51]P=0.46]、与气管内插管相关的并发症(包括导管异位,肺分隔不良,声音嘶哑)[OR值153,95%CI[0.25-9.58]P=0.65]、循环系统并发症(包括血流动力学不稳,心律失常)[OR=1.00,95%CI[0.17-6.05],P=1.00]、呼吸系统并发症(包括肺炎,肺水肿,肺不张,ARDS)[OR=0.68,95%CI[0.31-1.51]P=0.35]差异无统计学意义。结论：按现有证据单肺通气组和双肺通气组与血气相关的并发症、与气管内插管相关的并发症、循环系统并发症、呼吸系统并发症相似,但是血液系统并发症、外科并发症等尚不能判断,需要更多更好的临床试验来讲一步证实.第三部分：单肺通气麻醉在胸科手术中应用的临床研究第一章单肺通气麻醉行肺科手术期间动脉血中细胞因子和氧自由基的变化第一节单肺通气麻醉行肺科手术期间动脉血中IL-6和IL-8的变化目的：观察单肺通气(OLV)麻醉肺叶切除术患者动脉血中IL-6、IL-8的变化,探讨OLV对肺内炎症反应的影响。方法：择期行肺叶切除术的病人20例,ASA I-Ⅱ级,随机分为单肺通气组(O组)和双肺通气组(D组),两组采用统一的术前用药、麻醉用药和检测手段。单肺组于麻醉诱导插管后即采取单肺通气,胸内操作结束后即双肺通气。分别于麻醉前(T0)、机械通气(MV)后30mmin(T1)、机械通气后1h(T2)、机械通气后2h(T3)、胸内操作结束后1h(T4)、胸内操作结束后2h(T5)、术后24h(T6)、术后48h(T7)采取动脉血3m1迅速离心,取上层血浆于-70℃超低温冰箱保存,用ELISA法测定血浆中IL-6、IL-8水平,另采取动脉血2m1送检验科查红细胞压积(Hct)。结果：(1)IL-6：双肺组和单肺组均在机械通气后1h(T2)开始明显上升(P<0.01)、胸内操作结束后2h(T5)达高峰、术后24h(T6)回降、术后48h(T7)仍未恢复到麻醉前水平(P<0.05)。组间比较,T2、T3、T4、T5、T6单肺组高于双肺组(P<0.05),T0、T1、 T7两组间无明显差异(P>0.05)。(2)IL-8：双肺组和单肺组均在机械通气1h后(T2)开始上升(P<0.05)、胸内操作结束后2h(T5)达高峰、术后24h(T6)回降、术后48h(T7)仍未恢复到麻醉前水平(P<0.05)。组间比较,T3、T4、T5、T6单肺组高于双肺组(P<0.05),T0、T1、T2、T7两组间无明显差异(P>0.05)。结论：①机械通气,包括双肺通气和单肺通气都引起了术中和术后IL-6、IL-8水平的升高,说明了两种机械通气都引发了肺组织的炎症反应。②机械通气一段时间后,单肺通气组IL-6、IL-8水平大于双肺通气组,表明术中单肺通气时所引起的肺部炎症反应比双肺通气时更加严重。③单肺组IL-6和IL-8的表达水平在术后48小时同降到与双肿组同等水平,说明在本研究的持续单肺通气时间内,单肺通气所导致的肺部炎症反应在手术后恢复期并不比双肺通气麻醉更严重。第二节单肺通气麻醉行肺科手术期间动脉血中XOD、MPO和PMNl的变化目的：观察全身麻醉行肺叶切除术患者单肺通气(One-lung Ventilation,OLV)和双肺通气(Total-lung Ventilation, TLV)不同通气模式下血黄嘌呤氧化酶(XanthineOxidase,XOD)、过氧化物酶(Myeloperoxidase,MPO)活性改变和PMN计数,了解OLV行肺叶切除术体内氧自由基代谢的情况。方法：肺癌行肺叶切除术患者20例,随机分为OLV实验组(O组)和TLV对照组(D组),每组10例。A组在手术开始后OLV,手术结束恢复TLV；B组在手术开始后一直使用TLV。两组患者分别在术前(T0)、手术开始0.5h(T1)、1h(T2)、2h(T3)、手术结束后1h(T4)、2h(T5)、术后24h(T6)、48h(T7)8个时点采血行多形核白细胞(Polymorphonuclear leucocyte, PMN)计数,测XOD和MPO的活性。结果：(1)O组PMN计数升高较D组早,但两组间PMN计数无差异。(2)O组XOD活性在OLV过程中升高,但两组间XOD活性无差异。(3)O组的MPO活性高于D组(P<0.05)。结论：OLV较TLV行肺叶切除术围麻醉期有更多的氧自由基生成。第二章单肺通气下肺切除术患者血流动力学、血管外肺水及术后近期肺功能的变化第一节应用PiCCO技术监测单肺通气下肺切除术患者血流动力学和血管外肺水的变化目的：应用脉搏指示剂连续心排出量(PiCCO)技术监测单肺通气(OLV)下肺叶切除术患者术中、术后血流动力学和血管外肺水(EVLW)的变化,探讨OLV是否为影响该术患者术中、术后EVLW的独立因素。方法：20例因肺癌行肺叶切除加区域淋巴结清扫手术的患者,手术部位相同的两例随机分入OLV组和TLV(双肺通气)组。所有患者股动脉穿刺并置入热敏导管,连接到PiCCO监护仪,于手术开始前,通气15min、30min、60mmin、120min、150min,术后30min、1h、2h、3h、5h、7h、20h监测并记录中心静脉压(CVP)、心排出量(CO)、平均肺动脉压(MAP)、系统血管阻力指数(SVRI)、血管外肺水指数(EVLWI)、全心舒张末期容量指数(GEDVI)、胸腔内血容量指数(ITBVI)、肺血管通透性指数(PVPI)等血流动力学指标。结果：荇血流动力学指标两组之间比较差异均无统计学意义(P>0.05)。CO拔管前增加,拔管后稳定在较高心排出量水平；CVP在术后两小时内有倒“V”型变化；MAP术中增加,术后下降,但维持在比术前较高的水平：SVRI术前减低,术中增加,术后迅速同落至术前水平。EVLWI、 PVPI随时间延长均呈逐渐降低趋势。GEDVI、ITBVI随时间变化无趋势表现。EVLWI与PVPI及GEDVI呈止相关,与CO、CVP、MAP、SVRI、ITBVI无相关性。结论：OLV对肺癌肺叶切除患者EVLW影响轻微,是一项安全的麻醉操作。第二节单肺通气下肺切除术患者术后近期肺功能的变化目的：探讨单肺通气(OLV)是否为影响肺叶切除术患者术后近期肺功能的独立因素。方法：20例因肺癌行肺叶切除加区域淋巴结清扫手术的患者,手术部位相同的两例随机分入OLV组和TLV(双肺通气)组。所有患者于手术前,术后第一天、第二天、第三天、第四天、第五天、第六天、第七天、第八天、第九天、第十天进行肺功能测定并记录：用力肺活量占预测值的百分比(FVC%),第1秒用力呼气量占预测值的百分比(FEVl%),用力呼气中期流速占预测值的百分比(MMF%),最大通气量占预测值的百分比(MVV%),第1秒用力呼气量占用力肺活量的百分比(FEVl／FVC%)。结果：除MMF%(P<0.05)外,各肺功能指标两组之间比较差异均无统计学意义(P>0.05)。从术后第一天始,各指标均呈缓慢上升趋势,除FEV1／FVC%外余指标观察期间均未达到术前水平。结论：OLV对肺癌肺叶切除患者肺功能影响轻微,不是其肺功能独立影响因素。第四部分：单肺通气麻醉的动物实验研究第一章不同单肺通气方式对大鼠肺AQP-5表达影响的对比研究目的：研究两种单肺通气(OLV)方式下大鼠肺组织水通道蛋白-5(aquaporin-5, AQP-5)表达的变化方法：雄性SD大鼠60只,体重200-250g。分为夹闭左侧肺门OLV组(A组),过深插管OLV组(B组),双肺通气对照(C组),空白对照组(D组)。A、B、C组分别按不同通气时间再分三个亚组,用excel随机函数表随机分配,各亚组和空白对照组每组6只,免疫组化法及免疫印记法检测肺AQP-5的表达。结果：免疫组化结果：A、B、C组AQP-5的表达均较D组减少(P<0.05)：A、B、C组组内各亚组比较差异均有统计学意义(P<0.05)；A1、B1、C1及A2、B2、C2组间比较差异均无统计学意义(P>0.05)；A3、B3、C3组间比较,A3和B3均较C3组减少(P<0.05),A3比B3减少(P<0.05)。Western blot结果：A、B、C组AQP-5的表达均较D组减少(P<0.05)；A、B、C组组内各亚组比较差异均有统计学意义(P<0.05)；A1、B1、C1组间比较差异均无统计学意义(P>0.05)；A2、B2、C2组间比较,A2比B2和C2均有减少(P<0.05),B2与C2差异无统计学意义(P>0.05)；A3、B3、C3组间比较,A3和B3均较C3组减少(P<0.05),A3比B3减少(P<0.05)。结论：机械通气可致大鼠AQP-5表达下调,与时间相关,夹闭法OLV和插管过深法OLV对AQP-5表达的影响超过双肺通气,前者更明显。第二章单肺通气对大鼠肺组织细胞凋亡及肺泡表面活性蛋白的影响目的：研究单肺通气(OLV)大鼠肺组织细胞凋亡及肺泡表面活性蛋白A(SP-A)和肺泡表面活性蛋白B(SP-B)表达的变化,并探讨OLV所致肺损伤的发病机制。方法：42只雄性SD大鼠随机分成：单肺通气组(A组)、双肺通气对照组(B组)和空白对照组(C组)。C组为自主呼吸组,根据不同的通气时间,A组和B组分别分成三个亚组：A1组(OLV0.5h,恢复通气0.5h),A2组(OLV1h,恢复通气0.5h),A3组(OLV1.5h,恢复通气0.5h)和B1组(双肺通气1h),B2组(双肺通气1.5h),B3组(双肺通气2h),将自制气管导管过深插管至右肺建立右肺OLV模型,分别取各组左侧肺组织,普通光学显微镜下观察其肺泡结构及肺间质的病理变化,采用脱氧核糖核苷酸末端转移酶介导的末端标记(TUNEL)法检测肺组织细胞的凋亡,免疫印迹法检测肺组织凋亡执行蛋白Caspase-3以及SP-A和SP-B蛋白水平。结果：与C组相比,随着通气时间的延长,A组和B组肺组织病理改变依次加重,逐渐表现出肺泡充血水肿,肺间质逐渐增厚,且这些变化在A组中表现更为显著；细胞凋亡在A2、A3组明显增加(P<0.05),且随着OLV时间延长,增加更加明显(P<0.05),与双肺通气对照组B组中对应各亚组比较,A2、A3组细胞凋亡率比B2、B3组显著增加(P<0.05),且在细胞凋亡执行阶段起关键作用的Caspase-3酶蛋白表达的变化趋势与凋亡率一致；与C组比较,A组各亚组SP-A和SP-B蛋白均表达减少(P<0.05),且随着OLV时间延长,减少更加明显(P<0.05)；与B组中对应各亚组比较,A组中各亚组肺组织中SP-A和SP-B蛋白均表达减少(P<0.05)。结论：随着单肺时间的延长,OLV可导致肺组织细胞凋亡且SP-A和SP-B蛋白表达下调,并与之相对应的肺组织病理学改变趋势一致,由此推测细胞凋亡以及SP-A和SP-B蛋白表达的减少可能是OLV导致肺损伤的重要因素。第五部分应用iTRAQ技术结合2D LC-MS/MS分析胸科手术患者单肺通气后的血清差异蛋白组目的：应用同位素标记绝对和相对定量技术(isobaric tags for relative and absolute quantitation, iTRAQ)对胸科手术中单肺通气后不同时间点患者血清中的“全组”蛋白进行定性和相对定量分析,获得差异表达蛋白图谱。方法：收集术中进行单肺通气(OLV)和双肺通气(TLV)的胸科手术患者各10例,分别于术前、术后即时、术后24h、术后48h四个时间点取等量中心静脉血并标记为O1-4和T1-4,组内等量混合后利用免疫亲和色谱柱去除血清中的14种高丰度蛋白,采用iTRAQ试剂标记后结合二维液相色谱-串联质谱技术(2D LC-MS/MS)进行定性和相对定量分析。结果：质谱鉴定共得到189种蛋白质,其中至少一个时间点发生差异表达的蛋白质有83种,其中56种表达上调,27种表达下调。结论：iTRAQ技术结合2D LC-MS/MS能够快速、有效地进行差异蛋白质组学研究,构建的差异表达蛋白图谱为阐释胸科手术单肺通气患者肺损伤的发生机制以及寻找临床早期诊断的标志物和治疗的作用靶点提供了重要的实验依据。