左志义教授：​术后认知功能障碍的几个因素探讨

术后认知功能障碍的几个因素探讨

Cognitive dysfunction after surgery: discussion of a few factors

美国弗吉尼亚大学 左志义教授

一．术后认知功能障碍简介  

术后认知功能障碍（Postoperative cognitive dysfunction，POCD）是指麻醉手术后患者出现的记忆力、抽象思维、定向力障碍，同时伴有社会活动能力的减退，即术后人格、社交能力及认知能力和技巧的变化。

围术期神经认知功能障碍（Perioperative neurocognitive disorders，PND）是由原来的术后认知功能障碍(POCD) 更名而来，更名之后，建议用PND描述术前和术后12个月内发生的，包含术后谵妄（Postoperative delirium，POD）在内的所有围手术期认知功能改变。

在美国，每年有超过5000万的病人接受全身麻醉。2001年发表于新英格兰杂志上的一项单中心、前瞻性研究中报道了172例冠状动脉搭桥患者的术后5年随访情况，结果显示53%的患者出现术后认知功能障碍，术后6周36%患者有症状，术后6个月24%患者有症状。

而对于非心脏手术患者，2008年Anesthesiology杂志发表了一项1064名非心脏手术的单中心、前瞻性研究，结果表明任何年龄段患者在非心脏大手术后均有出现POCD的风险，但老年人（≥60岁）发生率明显增高，且存在长期认知功能障碍的风险。此外，POCD 患者术后一年内的死亡率显著升高。

2009年Anesthesiology杂志发表了一项来自丹麦的多中心的研究，该研究观察了非心脏手术术后认知功能障碍的长期影响，结果表明当患者术后3个月出现POCD，其术后12年内死亡率明显升高，而患者一周内如出现POCD，则过早离开工作岗位的风险更高，住院时间也明显延长。

本团队研究结果也证实了POCD延长住院时间，对于老年腹部腹腔镜手术患者，当出现神经认知功能恢复延迟时，平均住院率将显著增加。

二．围手术期认知功能障碍的风险及可调控因素  

1.POCD的风险因素  

研究表明，年龄、受教育程度、ASA分级（Ⅳ级）、手术种类、住院时间、住院期间发生谵妄、24h内应用阿片类药物等因素可预测患者住院期间的认知功能减退。而年龄、受教育程度、住院期间发生POCD、无后遗症的脑血管病史等因素可预测患者术后3个月的认知功能减退。

2.麻醉药的选择  

在本团队参与的一项多中心的随机、双盲、平行、对照研究中，接受腹腔镜腹部手术时间可能超过2小时的老年(60岁及以上)患者被随机分成丙泊酚或七氟醚作为基础药物方案维持全身麻醉。结果表明，腹腔镜腹部手术后5至7天，选择丙泊酚或七氟醚麻醉，患者出现神经认知恢复延迟的发生率基本相同。手术切皮后血中白细胞介素-6浓度升高可能是神经认知功能恢复延迟的独立危险因素。

3.环境因素  

背景

1）神经可塑性是学习和记忆的基本过程:细胞变化和脑细胞的形成；

2）性别决定区蛋白Y-box-2 (Sox2)是一种对维持干细胞多能性至关重要的转录因子；

3）Sirtuin 1 (SIRT1)，也称为NAD依赖的去乙酰化酶，可上调Sox2的表达；

本团队研究证实了丰富的环境可能通过维持脑源性神经营养因子（BDNF） 表达来减轻手术引起的学习、记忆和神经发生的损害。

性别决定区蛋白Sox2是一种转录因子，对维持干细胞的多能性至关重要。Sox2 可调节对神经元分化和成熟至关重要的多个基因的表达，已有研究表明各种刺激损害学习和记忆力时，Sox2的表达降低。为此，我们深入研究了Sox2对学习、记忆和术后认知功能障碍的影响。结果表明，手术引起学习和记忆功能减退，同时减少Sox2阳性细胞和SIRT1蛋白的表达，Sox2基因沉默或表达降低会损害学习和记忆能力，而SIRT1蛋白激活可改善手术引起的学习和记忆力减退及Sox2阳性细胞的减少。保留Sox2阳性细胞可能是减轻POCD和维持学习及记忆力的干预策略。

另外，研究表明低运动量（约为最大运动能力的35%~40%）可在一定程度上减少术后认知功能障碍发生率。

三．肠道菌群在POCD中的作用  

2018年的一篇综述概括了肠道菌群和大脑之间沟通的关键机制。肠道细菌可通过多种机制向大脑传递信号，包括短链脂肪酸代谢产物的产生、对大脑免疫信号的调节以及通过迷走神经传递。肠脑轴通信机制有助于维持中枢内稳态过程，如神经传递、神经发生和神经炎症等。

本团队研究表明，低强度运动可能通过稳定成年小鼠的肠道菌群来预防手术引起的POCD、神经炎症以及脑细胞生成和结构损害，而戊酸、C3 信号和神经胶质细胞源性神经营养因子 (GDNF) 在肠道微生物群中介导低强度运动对 POCD 的保护作用。

未来有待于进一步展开基础科研和临床转化研究，最终阐明POCD和PND的神经病理机制，以制订有效的预防和干预措施。

专家简介

左志义教授

美国弗吉尼亚大学 Robert M. Epstein教授， 麻醉学，神经科学及神经外科学教授。现任弗吉尼亚大学麻醉系执行副主任(executive vice chair)兼任主管科研的副主任和神经外科麻醉组组长。

左志义教授是国际华人麻醉学院前任院长和世界华人麻醉医师协会前任会长, 曾为美国麻醉医师协会多个委员会, 美国神经麻醉及重症临护学会的科研指导委员会和美国麻醉教授协会科研指导委员会委员。曾为麻醉学（Anesthesiology, 麻醉学领域最好的期刊）的副编辑和美国卫生研究院基金及美国心脏联合会基金的正式评审人。

左志义教授获得的主要奖项包括2005年的美国麻醉医师协会的主席学者奖（每年一名）和2007年的国际麻醉研究会的前沿研究奖（每二年一名）。他于2011年被选为美国麻醉科研及教育基金的全国科研导师, 2018年获得世界华人杰出医生－霍英东奖（全世界每年10人当选）。2020年获得弗吉尼亚大学科研奖 

主要研究领域：脑缺血及脑保护，术后认识功能障碍及谷氨酸转运体在脑内功能。发表了约300篇SCI论文。

主要临床兴趣：神经外科麻醉