Abstract
After cardiac surgery, it has been recognized that various complications were associated with injured humoral and cellular immunity by cardiopulmonary bypass(CPB). Especially, in postoperative pulmonary dysfunction, transpulmonary leukostasis followed complement activation and inflammatory responses are major pathogen. Some studies have showed that pretreated-corticosteroids before CPB protected postoperative pulmonary dysfunction. Corticosteroids may inhibit complement and leukocyte activation. On based previous studies, present investigator determined changes of leukocyte counts and transpulmonary leukostasis during cardiac surgery and postoperative periods. For the evaluation of postoperative pulmonary function and edema, $PaO_2$ and chest X-ray were compared between pre-CPB and post-CPB. Fever and other parameters were also observed postoperatively. The aim of this study was to define for the prophylactic effects of corticosteroid(Solu-Medrol: 30mg/kg) on all the researched parameters. This study was prospectively designed with randomized-blind fashion for 50 patients undergoing cardiac surgery. According to the purpose of study, all patients were divided into placebo and steroid group. : Placebo group was 25 patients received normal saline(not corticosteroid), and steroid group was 25patients received corticosteroid(Solu-Medrol: 30mg/kg) before initiation of CPB. The results of study were summarized as follows. 1. Total peripheral leukocyte counts decreased significantly at 5 minutes of CPB in all patients(P<0.01), and began to increase progressively at later periods of CPB with neutrophilia. The significant rise remained at postoperative 7th day(P<0.05). 2. During partial CPB, transpulmonary leukostasis occurred in placebo group(P<0.001), whereas it was prevented in steroid group. 3. In both groups, peripheral lymphocyte counts were stable during CPB, but began to reduce at time of intensive care unit(ICU) and the lymphocytopenia remained until postoperative 3rd day. The lymphocyte counts recovered on postoperative 7th day. 4. In both groups, peripheral counts of monocyte were relatively stable in the early peroid of CPB, and increased gradually in the later periods of CPB. This significant monocytosis remained throughout postoperlative periods(P<0.05). 5. The mean value of postoperative $paO)_2$ was lower than that of pre-CPB in placebo group(P=0.01) but didn't significant in steroid group(P=0.90). In the incidence of pulmonary edema signs and fever, placebo group was higher than steroid group(P=0.001, p=0.01, respectively). However mechanical respiratory supporting and care periods at intensive care unit were not significant difference between two groups(P>.0.05).With the above results, the investigator concluded that leukocyte activation and pulmonary sequestration were caused by cardiac surgery with CPB and demonstrated that high dose corticosteroid will provide prophylactic effect for pulmonary leukostasis and higher neutrophilia. These effects may ameliorate postoperative pulmonary dysfunction and contribute to postoperative less morbidity. However, further study should be performed because postoperative lymphocytopenia continued for 3 days in both groups, which may suspected damage or suppression of cell-mediated immunity with used corticosteroid.
심장수술후 흔히 발생하는 다양한 술후 합병증들은 체외순환으로 인한 체액성 및 세포성 면역계의 손상이 깊이 연루되어 일어나는 것으로 인식되어져 왔다. 특히, 술후 종종 경험하게되는 폐기능 부전은 보체계 활성화 및 염증반응에 따른 백혈구의 폐내 정체(pulmonary leukostasis)가 이와 같은 합병증의 주된 요인으로 알려져 있다. 일부 연구들은 체외순환 실시전 항 염증 약제인 부신피질 호르몬제를 투여함으로써 보체계 및 백혈구 활성화가 억제되어 술후 폐기능 부전의 발생을 예방시켜 주었다고 보고하고 있다. 이에 본 연구의 저자는 체외순환을 이용한 심장수술 동안과 술후, 백혈구의 숫적 변화 및 폐내 정체를 관찰하였다. 술후 시기에 있어 폐기능 평가의 한 지표로 동맥혈 산소분압을 측정하여 술전치와 비교하였고 흉부 X-선 필름을 통한 폐부종 징후와 발열유무, 그리고 그외 여러 변수들을 분석하였다. 또한 체외순환 실시전 투여한 부신피질 호르몬제(solu-Medrol; 30mg/kg)가 이러한 변수들에 어떤 영향을 미치며 과거의 연구에서 설명된 여러가지 예방적 효과가 과연 있는지를 함께 규명하였다. 연구는 무작위로 선정된 심장수술환자 50명을 대상으로 전향적 맹검법(blind fashion)으로 시행하였다 연구의 목적상 전체 환자를 placebo 군(n=25)과 steroid 군(n=25)으로 분류하였고 연구를 통해 다음과 같은 결과를 얻었다. 1. 체외순환은 말초혈액의 총백혈구수를 유의하게 변화시키는데 초기엔 그 수를 저하시켰고 시간이 경과할수록 점차 상승시켰으며 유의한 상승은 술후 7일까지 지속되었다(P<0.05). 이러한 총 백혈구의 숫적 변화는 호중구수의 절대적 변화에 기인한 것이었다. 2. 부분체외순환 동안 placebo 군은 백혈구의 폐내정체가 일어났으나, steroid 군은 예방되었다. 3. 양 군 모두에 있어 체외순환 동안 임파구수는 의미있게 변화되지 않고 체외순환 종료후부터 3일 동안 유의한 감소를 보였으나(p<0.05) 술후 7일엔 완전히 기준치로 회복되었다. 4. 단구수는 양 군 모두 체외순환 초기엔 큰 변화가 없다가 이후 점차 상승하여 술후 7일까지 유의한 증가가 지속되었다(P<0.05) .5. 술후 동맥혈 paO$_2$는 placebo 군은 술전치에 비해 감소되었으나(P=0.01) steroid 군은 유의한 감소가 없었다(P=0.90). 폐부종 발생환자는 placebo 군에 비해 steroid 군이 보다 의미있게 낮았고(P=0.001)술후 발열환자 역시 steroid 군이 placebo 군 보다 훨씬 낮았다(P=0.01). 그러나 기계호흡 보조시간과중환자실에서 머문 시간은 양 군 간에 유의한 차이가 없었다(P>0.05).이상의 연구결과를 통해 저자는 체외순환을 이용한 심장수술 동안 백혈구의 활성화로 인한 숫적변화와 폐내 정체를 관찰하였고 스테로이드의 사용이 보다 높은 호중구 수의 보존효과를 가져다 주었으며 백혈구의 폐내 정체를 예방해주고 술후의 일부 관류후 증후군을 경감시켜줌을 확인할 수 있었다. 그러나 술후 시기에 있어 양 군 모두 임파구의 숫적 감소가 3일간 지속됨으로 해서 임파구와 연관된 면역계의 손상이 여전히 우려되는바 이므로 향후 이 부분에 대한 예방적 수단과 스테로이드의 술후 면역학적 기능에 미치는 영향에 관한 연구 역시 더 필요할 것으로 사료된다.