趙一鳴 余建明
術后認知功能障礙(postoperative cognitive dysfunction,POCD)是手術麻醉清醒后常見的中樞神經系統(tǒng)并發(fā)癥。本文對POCD 的概念、發(fā)病機制以及影響因素等研究進展作一綜述。
POCD 亦稱術后認知功能損傷、術后認知功能缺損,臨床表現為記憶受損、認知功能減退、焦慮、人格的改變以及精神錯亂。POCD 的特征是由麻醉手術引起而又不屬于譫妄、癡呆、遺忘障礙等臨床類型[1]。按照北美精神障礙診斷和統(tǒng)計手冊對認知障礙的分類,POCD 屬于輕度神經認知障礙,臨床表現輕度僅為認知異常;中重度則可出現記憶損害的癡呆,喪失判斷和語言概括能力及人格改變等,被認為是阿爾茨海默?。ˋD)的前期[2]。
POCD 目前尚無統(tǒng)一的診斷標準。對POCD 的診斷多依賴于認知功能量表對患者認知功能的評估,最常用的有簡易精神狀態(tài)量表(MMSE)、蒙特利爾認知評估量表(MoCA)、韋氏成人智力量表(WAIS)等。
2.1 炎癥反應 近年研究發(fā)現,神經炎癥尤其是中樞神經系統(tǒng)的炎癥反應和POCD 的發(fā)生有明顯相關性[3]。手術創(chuàng)傷可誘發(fā)外周炎癥反應,產生大量炎癥因子,炎癥因子跨過血腦屏障進入中樞神經系統(tǒng),引起中樞炎癥反應,釋放白細胞介素(IL)-1β、IL-6、腫瘤壞死因子(TNF)-α 等細胞因子,促進氧化應激反應,使神經元和神經突觸受到損害,導致POCD 的發(fā)生[4]。向實驗組成年小鼠腹腔內注射脂多糖,誘發(fā)其外周炎癥反應,神經炎癥水平測定顯示其中樞炎癥因子水平升高,對照組小鼠不作處理,然后分別對兩組小鼠行麻醉下部分肝葉切除術,結果顯示,部分肝葉切除對實驗組小鼠的執(zhí)行功能、學習記憶均有明顯的損傷,而對對照組小鼠則無明顯影響,肯定了炎癥反應在POCD 發(fā)病中的作用[5]。組蛋白脫乙酰酶近來被認為是神經炎癥的關鍵調節(jié)因子[6],組蛋白脫乙酰酶抑制劑(MS-275)具有抑制神經炎癥的作用,可能有預防POCD 的作用[7-8]。Wu 等[9]通過對術前加用或不加MS-275 治療的兩組大鼠行剖腹手術,術后用Morris 水迷宮試驗測試兩組大鼠認知功能,結果顯示MS-275 可減少手術引起的認知功能障礙。這說明了抑制神經炎癥可以有效的預防POCD。
2.2 膽堿能系統(tǒng) 中樞膽堿能神經系統(tǒng)是中樞神經系統(tǒng)的一個重要組成部分,在意識、學習和記憶的形成和調節(jié)中起重要作用[10-11]。中樞膽堿能神經系統(tǒng)可以合成和分泌神經營養(yǎng)因子(NGF),它是神經元生長與存活所必需的蛋白質分子,支持神經元生長、發(fā)育和功能的完整性。Xiong 等[12]研究發(fā)現,七氟醚麻醉組小鼠較對照組表現出明顯的認知缺陷,相應的,其基底前腦膽堿能神經元數量明顯減少,海馬和杏仁核內乙酰膽堿轉移酶(ChAT)活性下降、乙酰膽堿(Ach)含量減少(P<0.05)。酶聯(lián)免疫吸附(ELISA)試驗顯示,七氟醚麻醉組小鼠基底前腦、前額、海馬和杏仁核中的NGF 水平均顯著減少,通過鼻內給予NGF可以明顯改善七氟醚麻醉小鼠海馬和杏仁核ChAT酶活性的下降,恢復認知功能。Zhang 等[13]通過對術前4 周多奈哌齊灌胃處理的實驗組小鼠和未經特殊處理的對照組小鼠行脛骨開放骨折髓內固定術發(fā)現,對照組小鼠短時記憶明顯受損,而實驗組小鼠正常,說明乙酰膽堿酯酶(AChE)抑制劑多奈哌齊可以預防麻醉和手術造成的認知功能下降。Kalb 等[14]研究顯示,毒扁豆堿、新斯的明等膽堿酯酶抑制劑具有改善術后認知功能的作用。這些研究都證實了認知功能減退與膽堿能系統(tǒng)的功能障礙有關。
2.3 蛋白功能異常 β-淀粉樣蛋白(Aβ)是術后認知功能的重要標志物,被證實與AD 早期發(fā)病有關,與神經功能損傷有密切關系[15]。研究表明,麻醉、手術創(chuàng)傷、炎癥反應等因素會影響患者體內Aβ 的代謝過程,使Aβ 的生成增加,而Aβ 可能在POCD 的發(fā)病機制中扮演重要角色[16-17]。Yu 等[18]的研究發(fā)現,胃大部切除術后發(fā)生POCD 的患者血清Aβ 水平明顯高于未發(fā)生POCD 的對照組患者,并且POCD 組患者術中腦氧飽和度(rSO2)水平明顯低于對照組(P<0.05),這說明Aβ 水平的升高可能與較長的手術時間和低通氣引起的腦損傷有關,而Aβ 水平的升高會加重神經功能損傷,導致認知功能障礙的發(fā)生。陳美珍等[19]對90 例胃腸道腫瘤手術患者進行研究,結果顯示POCD 組Aβ 濃度明顯高于非POCD 組。Evered等[20]發(fā)現,血液中Aβ 水平與心臟手術后的認知功能障礙有關。王加芳等[21]研究發(fā)現,胸腔鏡下肺癌根治術中使用右美托咪定可以顯著降低患者術中和術后Aβ 含量,降低POCD 發(fā)生率。因此,血清Aβ 水平有望成為POCD 的重要預測指標。
3.1 年 齡 年齡是POCD 的獨立危險因素[22]。老年患者中樞神經系統(tǒng)功能退化,腦血流的自身調節(jié)功能減退,儲備能力下降且多合并頸動脈粥樣硬化,術中尤其是心臟手術中容易發(fā)生腦灌注不足造成神經遞質的功能受損[23]。研究發(fā)現,大于60 歲的患者經歷非心臟大手術,術后一周及三個月的認知功能障礙發(fā)生率分別為26%和10%[3]。周松杰等[24]對413 例骨科手術患者行隊列觀察研究,結果顯示骨科手術患者的年齡每增加1 歲術后繼發(fā)POCD 的幾率增加33.90%。
3.2 麻醉因素
3.2.1 麻醉方式 關于椎管內麻醉和全身麻醉對術后認知功能障礙的影響存在兩種不同的觀點。有些學者認為椎管內麻醉可以降低POCD 的發(fā)生率。蘇晗等[25]用不同的麻醉方式(30 例腰硬聯(lián)合麻醉,30 例全身麻醉)對60 例老年骨科患者行麻醉處理,結果顯示腰硬聯(lián)合麻醉組的患者術后第一天與第三天的簡易精神狀態(tài)量表(MMSE)評分均優(yōu)于全麻組(P<0.05)。亦有學者認為,麻醉方式對POCD 的發(fā)生無明顯影響。吳英偉[26]研究表明,多數患者在術后4 天以上的POCD 發(fā)生率無顯著差異(P>0.05)。郭曉麗等[27]用同樣的方法比較80 例老年髖關節(jié)置換術患者術后認知功能指標,結果顯示腰硬聯(lián)合麻醉組術后1天的MMSE 評分優(yōu)于全身麻醉組(P<0.05),但術后第5 天,兩組患者MMSE 評分相近。這說明,不同麻醉方式對POCD 的發(fā)生率有無影響仍需進一步考證。
3.2.2 麻醉藥物 Meineke 等[28]研究表明,吸入麻醉藥異氟醚、地氟醚和七氟醚都可誘發(fā)老年患者發(fā)生POCD,但是目前它的具體機制仍不清楚。Xiong 等[12]研究顯示,吸入麻醉藥七氟醚處理過的小鼠可表現出明顯的認知缺陷,七氟醚通過干擾NGF,導致膽堿能變性,進而誘發(fā)認知功能障礙是七氟醚引起POCD的可能機制之一。有研究顯示,靜脈麻醉藥丙泊酚有神經保護作用,能降低POCD 的發(fā)生率,這可能也是全憑吸入麻醉較全憑靜脈麻醉POCD 發(fā)生率高的原因之一[29]。
3.3 手術因素 手術大小與POCD 有關。李佩軍等[30]研究顯示,三種手術均可使老年大鼠出現不同程度的認知功能下降和海馬區(qū)炎癥因子表達升高,其中部分肝葉切除組等較大手術認知功能障礙持續(xù)時間長,而剖腹探查術組和脛骨骨折髓內固定術組誘導的認知功能障礙持續(xù)時間短??讔沟萚31]研究發(fā)現,與腹腔鏡組相比,開腹組患者術后認知功能障礙發(fā)生率明顯升高(P<0.05)。
手術類型與POCD 的發(fā)生也密切相關。心臟手術POCD 的發(fā)生率較高。Evered 等[32]的研究顯示,接受心臟手術(心肺轉流術)的患者術后1 周POCD 發(fā)生率為42%,顯著高于接受非心臟手術(全髖關節(jié)置換術)者(17%)。在非心臟手術中,腹部和胸部手術POCD 的發(fā)生率較高[33]。
3.4 人口特點 以往認為,性別可能與POCD 的發(fā)生率有關。陶香君等[34]的一份關于心臟手術meta 分析顯示,未發(fā)現女性是POCD 發(fā)生的危險因素,女性在單純冠脈搭橋術(CABG)中易發(fā)生POCD 的原因可能與冠心病患者中女性年齡普遍大于男性、老年女性患者受教育程度普遍較低有關。有研究者對不同受教育水平的老年患者進行POCD 發(fā)生率對比時發(fā)現,POCD 發(fā)生率與受教育年數呈負相關[35](P<0.05)。Contador 等[36]發(fā)現教育可以延緩AD 個體認知能力的衰退。
結語∶綜上所述,POCD 的發(fā)生與炎癥反應、中樞膽堿能系統(tǒng)功能降低、蛋白功能異常有關。年齡是POCD 發(fā)生的決定性因素,其他危險因素還包括麻醉方式、麻醉用藥、手術類型、手術大小和教育水平低等。目前,我們對于POCD 的確切發(fā)生機制尚未完全理解,因此更好地明確POCD 的病因有助于研究POCD 的預防策略,以便早期干預,降低POCD 發(fā)生率,有效提高患者的術后生活質量。