复杂心脏手术前的小儿远程缺血预处理 (PREP)

缺血预处理（IPC）是指这样一种现象，其中对组织/器官的短暂缺血再灌注事件可以导致随后保护免受对该组织/器官的更严重的缺血再灌注事件。 IPC在动物模型中有很多描述。 保护发生在两个阶段：IPC 后早期（<4 小时）和 IPC 后后期（24-72 小时）。 保护效果显着，大脑和心脏的梗塞面积减少了 50% 或更多。 后期提供针对梗塞（致死性再灌注损伤）和击晕（缺血后心肌功能障碍）的保护，而早期仅提供针对梗塞的保护。 IPC 的机制分为 4 个阶段：预处理损伤、压力传感器、信号转导和保护效应器。 远程缺血预处理 (RIPC) 是指发现组织/器官的短暂缺血再灌注事件会导致后续保护免受更严重的缺血再灌注事件对不同组织/器官的影响。 这是有利的，因为与要保护的目标器官（例如大脑或心脏）相比，受到预处理刺激的组织更容易接近且不易受伤害。 动物研究证明了 RIPC 的功效。 机制和时间（早期和晚期）似乎与 IPC 相同。 有几项关于 IPC 的成人研究。 对接受冠状动脉搭桥手术的成人进行 IPC 的研究发现，心肌损伤和血液动力学功能的急性标志物有所改善。 对成人心脏手术期间 IPC 的 22 项试验进行的荟萃分析发现，IPC 组在术后心律失常、正性肌力药物需求和重症监护病房停留方面有显着改善。 有成人研究表明 RIPC 可预防缺血再灌注损伤。 目前，正在进行 3 项大型成人随机对照试验 (RCT)，研究 RIPC 在心脏手术和中风后的效果。 有六项针对儿童的 RIPC 研究。 在一项研究中，37 名接受心脏手术的儿童被随机分配到由带有血压袖带的下肢缺血引起的 RIPC。 与 RIPC 组相比，对照组的肌钙蛋白 I 水平和强心剂需求量明显更高。 在另一项研究中，已修复室间隔缺损的婴儿在 CPB 前 24 小时和 1 小时随机接受 RIPC。 术后细胞因子和心肌酶释放减弱，肺心功能较好，无不良反应。 一项针对室间隔缺损儿童的研究发现，早期 RIPC 和后处理与术后肌钙蛋白 I、肌酐激酶和正性肌力评分水平较低有关。 最近一项针对接受心脏手术的儿童的随机对照试验发现，晚期 RIPC 与较低的 N 末端前 B 型钠尿肽相关，但在炎症标志物或心功能障碍方面没有差异。 同样，最近一项针对 RIPC 的小型 RCT 也没有发现肌钙蛋白 I 水平或其他短期结果有任何差异。 迄今为止进行的最大的 RIPC 儿科 RCT 涉及 113 名患者，他们期望 RIPC 会降低急性肾损伤的发生率。 该研究仅发现 RIPC 组急性肾损伤发生率较低的趋势。 由于样本量小、多重分析以及没有预先说明的主要或次要结果，对大多数这些研究的解释都很困难。 最近的评论建议使用更大的样本量进行研究。

儿童的潜在问题：在未成熟的啮齿动物中，用脂多糖或氧-葡萄糖剥夺进行预处理会导致缺血再灌注时更严重的脑损伤。 这增加了 IPC 对新生儿造成伤害的可能性。 由于以下原因，这不太可能。 首先，该数据适用于受孕后 32 周以下的新生儿。 其次，在缺血事件发生前 4 小时和 24 小时给予脂多糖可保护大脑。 第三，缺氧预处理对未成熟的大脑有保护作用。

安全问题：根据上述对潜在问题的讨论和审查的研究，我们预计 RIPC 不会产生不利影响。 RIPC 期间的不适是轻微的，如有必要将进行镇静治疗。 为此目的给予的咪达唑仑剂量已被证明是安全的。

对预处理的潜在干扰：动物研究发现，β-受体阻滞剂、磺酰脲、咖啡因、氨茶碱、血管紧张素转换酶抑制剂和纳洛酮会干扰 IPC。 使用任何这些药物的患者将被排除在外。 有研究表明吸入麻醉药是药理预处理剂。 作用机制涉及一些与 IPC 相同的途径。 然而，对 IPC 和麻醉预处理的反应涉及每个预处理刺激所特有的大量基因子集。 麻醉预处理的研究发现了相互矛盾的结果，表明麻醉预处理（如果发生）可能会被 IPC 增强。 此外，在上面讨论的具有可喜结果的临床研究中，在手术过程中使用了麻醉剂。

目标：a) 证明在我们中心招募患者参加 RIPC RCT 的可行性； b) 确定 RIPC 对心脏手术后婴儿术后早期过程的影响。 我们的目标是每月招募 4 名患者，1 年内总共招募 50 名患者；这一招募率将使更大规模的试验成为可能。

假设：我们假设 a) 目标患者招募是可行的，并且 b) RIPC 将导致术后第 1 天的峰值乳酸水平降低 50%。

研究设计：我们提出了一项试点双盲随机对照试验。

将通过基于计算机的程序进行随机化，以确保分配的隐蔽性。 总共 50 名患者将以 1:1 的比例随机分配接受 RIPC 刺激或对照（假 RIPC）。

合并用药/干预：手术室使用的心脏停搏液和类固醇的剂量将标准化，以尽量减少混杂因素的可能性。 我们将使用七氟醚作为吸入剂，并将记录两个研究组的剂量和持续时间。

基线变量：为确保两组具有可比性并且已知的风险因素在两组之间平均分布，我们将记录以下内容：人口统计变量（性别、孕龄、出生体重、手术时体重、手术时年龄、母亲的年龄教育程度、父亲的社会经济地位）；术前变量（心脏诊断、术前紫绀（氧饱和度 <85%）、单心室/双心室心脏生理学、机械通气天数、正性肌力药物评分、最低 PaO2、最高乳酸和最高碱基缺乏）；和术中变量（CPB 前乳酸水平和肌钙蛋白 I 水平、吸入麻醉持续时间、CPB 时间、主动脉钳夹时间、DHCA 使用、DHCA 持续时间和手术室再次 CPB）。

研究程序：当患者在 Stollery 儿童医院入院并且确定需要 CPB 进行心脏手术时，将对患者进行资格筛选。 将征求书面知情同意。 同意后，将记录患者的人口统计数据和基线变量。 符合条件的患者将以 1:1 的比例随机分配到干预组或对照组。 随机化将由流行病学协调和研究中心 (EPICORE) 的基于计算机的程序完成，以促进程序并确保分配隐藏。 当患者符合试验资格时，将分配研究编号和随机编号。

后续访问：将安排在 2 岁时进行后续访问。 在后续访问期间，一位经过认证的儿科心理学家将不知道患者是被随机分配到干预组还是对照组，他将评估受试者在第三来源的神经发育结果。

掩蔽：这是一项双盲研究。 研究护士会用布单盖住受试者的下半身，这样其他人就不知道袖带是在腿部周围还是在腿下充气。 唯一知道患者分配的人将是 EPICOR 和执行干预的研究护士。

患者退出：如果发生被认为与 RIPC 相关的无法忍受的不良事件，如果患者的父母希望他们的孩子退出，或者如果临床医生照顾患者或现场，患者可能会退出研究研究者认为退出符合患者的最佳利益。

样本量合理性：用于确定未来更大 RCT 样本量的主要结果是术后 2 年的 Bayley III 认知综合评分。 Bayley III 认知评分的最小临床重要差异是半个 SD。 这是一个中等效应量，通常被认为是指示不同类别的患者结果。 波士顿循环停止试验旨在检测智商半个标准差的差异，并认为检测到的 Bayley 心理运动发育指数（SD 的 43%）的 6.5 分缺陷具有临床意义。 我们来自 CPTP 的数据显示平均 Bayley III 认知得分为 91，SD 为 16。 要检测 2 年时平均认知评分增加 8（半个标准差）且 alpha 为 0.05 且功效为 0.8，我们需要每组 63 名患者。 在 CPTP 队列研究中，2 年失访率 <2%，2009 年约 5% 符合条件的新生儿符合排除标准。 这些患者不太可能失访，因为他们需要儿科心脏病专家和儿科医生的频繁随访。 考虑到失访和提前退出研究，我们计划在未来的研究中总共招募 140 名患者（每组 70 名患者）。 Stollery儿童医院是加拿大西部小儿心脏手术的转诊中心，所有接受心脏手术的新生儿术前均转至Stollery。 试点研究在 1 年内招募 50 名患者将确定在 3 年内招募 140 名患者是可行的。 此外，根据我们中心的数据（平均峰值乳酸水平 4.6，SD 2.4），50 名患者的样本量将使我们能够检测到术后第 1 天的峰值乳酸水平降低 50%（双侧） 0.05 和 0.9 的幂。

统计分析：人口统计和基线特征将通过描述性方法进行分析。 我们将在意向治疗的基础上分析所有结果变量。 主要疗效分析将使用学生 t 检验比较 RIPC 组和对照组术后第 1 天的平均峰值乳酸水平。 试点研究的目的是评估进行研究的安全性和可行性，因此数据（第 1 天的峰值乳酸水平除外）将采用描述性方法进行分析，而不用于统计推断目的。 分析将仅用于为未来更大的随机对照试验计算样本量和确定趋势。 所有统计检验都是双侧的，显着性水平为 0.05。 将使用 Stata（10.0 版，德克萨斯州 Statacorp）分析数据。

数据收集：所有变量将由研究护士记录在纸质病例报告表上。 完成后，数据将传输到匿名计算机数据库。

总之：我们计划研究一种有前途、简单、低成本和简单的方法 (RIPC)，它具有巨大的治疗潜力，可以预防先天性心脏病婴儿的缺血再灌注损伤。