长期白细胞过滤体外循环期间应该避免

文摘

在体外循环过滤(ECC)不仅消除了,而且激活白细胞;因此,长期白细胞过滤可能引起不良反应。在目前的研究中,我们测试了这个假说与狗血300毫升的启动ECC和检查过滤效果在3组(在60分钟ECC)。在对照组(C组)血液与动脉滤器过滤60分钟;在长期(L组)和短期(S组)组、血与白细胞过滤器过滤60和5分钟。我们发现大约90%的白细胞5分钟后被过滤两组L和S .尽管白细胞计数继续减少,平均荧光强度CD11 / CD18,免费的血红蛋白,增加中性粒细胞弹性蛋白酶在L组和被高于组C和S 60分钟。白细胞破裂、胞质泄漏和循环裸核也发现在l组数据支持我们的假设,长期过滤能引起炎症,导致白细胞的破坏。

1。介绍

在体外循环炎症反应引起的白细胞激活(ECC)是器官功能障碍的主要原因之一1- - - - - -3]。阻断白细胞激活可能减弱急性肺和肾损伤(4,5]。因此,去除白细胞过滤可能对患者有益。然而,临床结果有争议6- - - - - -14]。一些研究表明,白细胞过滤器可以减少表达CD11b / CD18白细胞(6),减轻全身炎症反应(7,8),和改善结果7,9,10]。然而,其他研究已经表明,白细胞过滤器不能减少(11),甚至可能增加,炎性细胞因子的释放和蛋白酶,因此可能产生负面影响12- - - - - -14]。

白细胞过滤激活白细胞(14- - - - - -17在ECC),这可能会提高炎症反应。我们之前在活的有机体内研究表明,短期有效过滤白细胞计数减少,肺功能和保护比长期的过滤。例如,中性粒细胞弹性蛋白酶(NE)和引发长期期间增加过滤(18]。白细胞过滤的结果表明,长期应用可能是禁忌。在目前的研究中,我们测试这个假说的ECC模型在体外。

2。材料和方法

这项研究是由动物医院伦理委员会批准,所有的动物研究中得到符合“标准护理指导的护理和使用实验动物。“十八岁健康成年杂种狗是由四川大学动物实验中心提供研究。狗(性别、23-35公斤BW)与戊巴比妥钠麻醉(25毫克/公斤)。肝素化后(3毫克/公斤),300毫升的血液从左股动脉血液袋。同时,6%羟乙基淀粉130/0.4(德国费森尤斯公司Kabi)从股静脉注入来维持血压。

2.1。ECC协议

建立了一个封闭的ECC循环和血液存储设备(Xi-Jing医疗有限公司,西安,中国)和常规动脉滤器(Xi-Jing医疗有限公司,西安,中国)或白细胞过滤器(心脏护理系统,分离器Haemo-Technology北京有限公司,中国),一个滚子泵(StOckert II,德国慕尼黑),和油管。300毫升的ECC循环主要是保存血液收获和300毫升羟乙基淀粉130/0.4之上。循环流率是1 L / min,并在所有组ECC持续了60分钟。

我们的初步研究表明,白细胞计数减少5分钟后大幅NE水平较低。因此,5分钟用于“短期”测试。然而,在临床试验中,白细胞过滤器ECC中使用,经常超过60分钟。因此,60分钟用于“长期”测试。

建立的ECCs被随机分为3组(在每组)。血液从对照组(C组)在ECC与一个标准的动脉滤器过滤。血液从组织L(长期)和S(短期)与白细胞过滤器过滤60和5分钟(过滤器是绕过在剩余的55分钟)。血液样本得到在0、5、30、60分钟的ECC指标分析。

2.2。血细胞分析、NE和fHb

细胞计数和分化是由一个自动血细胞分析仪(迈瑞,公元前3000年,中国)19]。NE和自由的测量血红蛋白(fHb)水平,血样离心机15分钟在1000×g和4°C。上层清液然后删除存储在−80°C,直到进行了分析。NE水平取决于酶联Immunoadsorbent测定(ELISA试剂盒,Uscn生命科学有限公司武汉,中国),根据制造商的指示。orthotolidine fHb的含量测定的方法(20.]。

2.3。CD11 / CD18表达式

测定表达CD11 / CD18白细胞、红细胞和氯化铵溶液溶解,并在100年收购了白细胞是resuspendedμL的磷酸盐。非特异性抗体绑定被FcR-blocking试剂(Miltenyi研究)和共轭抗体染色前20分钟。Immunofluorescent细胞进行染色和老鼠反狗CD11 / CD18: FITC(克隆:YKIX490.6.4, AbD Serotec有限公司,牛津Kidlington英国)。同形像:IgG2c (AbD Serotec有限公司,牛津Kidlington英国)作为消极的控制。在执行数据采集FACSAria血细胞计数器配备流式细胞仪天后5.0软件(BD)和分析Flowjo软件(树星)4,21]。

2.4。循环有核细胞的形态

循环积分白细胞被确定为我们前面描述的19]。简单地说,红血球细胞溶解;样品在302×g离心5分钟和PBS洗3次。有核细胞悬浮液被涂抹,沾染了赖特的污渍。每张幻灯片一百有核细胞在显微镜下计数。只有裸核染色蓝计算。

2.5。过滤器膜的超微结构

在实验结束时,白细胞过滤器被膜的透射电子显微镜之前报道(3,19]。样品固定在3%戊二醛在4°C过夜,然后用1%锇酸固定,用丙酮脱水,嵌入Epon812。超薄部分是双染色与醋酸双氧铀及柠檬酸铅和透射电子显微镜下检查(h - 600 - iv,日立,大阪,日本)。

2.6。统计数据

数据分析SPSS 16.0 (SPSS公司、芝加哥、生病)。意味着±SD,所表达的定量数据和单向方差分析Student-Newman-Keuls测试是用来比较3组之间的差异。节段数据都表示为一个百分比,三组之间的差异比较采用卡方检验。的值被认为是具有统计学意义。

3所示。结果

3.1。长期的过滤删除和激活白细胞

白细胞计数前3组中相似的ECC的过滤,5分钟后下降了90% L和S(图组1(a))。然后,它继续在60分钟的ECC在L组降低。

平均荧光强度(小额信贷机构)CD11 / CD18两组白细胞显著增加L和S与C组在5分钟ECC(图1(′),)。此后,小额信贷机构的CD11 / CD18白细胞大幅增加在L组,虽然逐渐增加组C和s .中性粒细胞和淋巴细胞和表达CD11 / CD18有着相似的模式(数据1(b),1(c),1(b′),1(c′))。

不释放大部分的激活白细胞,引起血液和组织的炎症反应。确认激活白细胞,血浆NE含量进行了测定。在L组NE水平显著增加30分钟的过滤,并继续增加到60分钟(图2 (c))。这是在L组显著高于组S和C。

3.2。长期过滤加速红细胞损伤

确定红细胞破坏与激活中性粒细胞在ECC fHb水平测量等离子体。血红蛋白(a)和fHb (b)水平之间的类似ECC(图前3组2)。在ECC fHb水平增加,在L组显著高于其他两组30和60分钟()。此外,在小组年代fHb水平低于C组。

3.3。白细胞被过滤破裂

赖特的染色和透射电子显微镜分析显示显著的白细胞在L(图组断裂3),表示通过细胞膜破裂,胞质漏((a),黄色箭头)。因此,血液中裸核的百分比在L组最高。

4所示。讨论

我们的研究是第一个在体外方法,侧重于过滤诱发炎症。使用体外循环(ECC)模型在体外,我们清楚地表明,白细胞过滤的有效性取决于在ECC曝光时间。短期使用白细胞过滤循环白细胞减少;继续使用,白细胞,坚持过滤膜破坏,导致泄漏的蛋白酶、炎症反应和组织破坏。我们的研究结果可以解释为什么白细胞损耗不能改善结果在一些临床研究(12- - - - - -14]。

研究了过滤对炎症的影响是很困难的在活的有机体内,因为炎症免疫系统在处理的产品。例如,裸核循环将会吞没了。因此,在体外模型可能是一个必要的方法。在这个在体外模型中,循环白细胞显著降低了5分钟短期过滤(约5 - 7圈)。白细胞过滤器被绕过,白细胞坚持膜不再暴露于循环。我们的研究结果支持短期使用过滤器因为fHb的浓度低于c组在小组年代这是在协议与几个临床试验。盛冈et al。22和千叶等。23]发现白细胞耗尽之前ECC显著减弱心肌和心肺旁路引起的肺损伤。全身炎症反应综合征患者,短期白细胞损耗显著提高器官功能和结果(24]。慢性阻塞性肺疾病患者白细胞过滤在早期再灌注(30分钟)改善氧化和缩短插管和ICU医院倍(25]。

一个过滤器的效率取决于膜面积和过滤时间。延长过滤的过滤将达到其最大容量。然后,循环白细胞的数量不会改变继续使用过滤器;然而,白细胞产生破坏性影响,妥协过滤器的有益作用。一个最优长度的时间过滤使用应该是可用的。

先前的研究已经发现,白细胞过滤不抑制,但激活白细胞(14- - - - - -17]。这与我们的结果一致,CD11 / CD18表达在白细胞显著调节与长期过滤,导致组织中白细胞封存。此外,白细胞坚持薄膜透射式电子显微镜下被拉长,破裂后长期的过滤。这个结果证实了高水平的循环裸核数和中性粒细胞弹性蛋白酶。综上所述,我们的结果表明,长期在ECC诱发白细胞过滤破裂。

通过阻塞微循环白细胞激活诱导组织损伤和释放的蛋白酶,如中性粒细胞弹性蛋白酶。在目前的研究中,中性粒细胞弹性蛋白酶和免费的血红蛋白在L组显著增加,表明长期使用白细胞过滤产生有害的副作用。这个语句可以通过随调抑肽酶,一种丝氨酸蛋白酶抑制剂,显著改善肺功能,减少房颤的发病率在患者白细胞过滤器(26]。

虽然我们的研究结果表明,短期过滤可能有效地抑制炎症反应,降低红细胞破坏,是否需要进一步改善病人的结果在活的有机体内研究。

总之,我们的研究结果清楚地表明,长期过滤能引起白细胞的破坏,引起炎症反应,应该避免。

利益冲突

作者特此声明无利益冲突。

作者的贡献

秦文君Tang Kaiyu道,荆州同样对本文亦有贡献。

确认

这项工作得到了国家自然科学基金资助81171651和81171651。作者还要感谢杰瑞,医学博士,Ph.D., Department of Pulmonary Medicine, University of Louisville, Louisville, KY, for his advice and revision of the paper.

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