静脉或吸入麻醉（伴或不伴静脉利多卡因）对乳腺癌术后中性粒细胞胞外诱捕和血管生成生物标志物的影响：一项前瞻性随机试验

     

背景

乳腺癌是女性癌症死亡的最大原因，主要归因于复发和转移。手术和化疗、放疗仍然是治疗的主要手段。人们推测，各种麻醉药和镇痛药可能影响复发或转移的风险。

小型转化研究和大型回顾性临床数据表明：在许多肿瘤类型中，与吸入麻醉相比，肿瘤切除手术中使用丙泊酚-TIVA有更好的无复发生存。另外，酰胺局麻药利多卡因由于其镇痛和抗炎作用，既可用作局部麻醉剂，也可全身静脉输注，最近已被证明通过干扰癌细胞活力、迁移和凋亡具有特定的抗癌特性。

肿瘤切除的手术应激反应导致多种促炎细胞因子和其他分子释放入血，这些可能影响围手术期的免疫反应和其他有利于残留肿瘤细胞存活的条件，随后出现临床复发或转移。小型转化研究的有限数据表明，其中某些分子（金属蛋白酶、血管内皮生长因子[VEGF]、表皮生长因子等）的血清表达可能被麻醉镇痛技术改变；然而，它们作为转移风险的生物标志物的预测价值仍然不确定。

最近出现了一种有希望的新的潜在转移风险生物标志物。中性粒细胞胞外诱捕（NETosis）是一种对血液中肿瘤抗原或细胞的免疫反应，中性粒细胞在与肿瘤细胞接触时脱颗粒，诱捕肿瘤细胞。这一过程导致中性粒细胞内容物挤入循环，包括其DNA组蛋白和金属蛋白酶，可在血清中检测到。高水平的NETosis与乳腺癌和其他癌症的复发和转移增加相关。

肿瘤切除手术中的麻醉或镇痛技术是否改变NETosis尚不清楚。从现有支持减少术后复发的潜在益处的实验和观察性临床证据来看，最有希望的麻醉镇痛技术是丙泊酚-TIVA和围术期全身利多卡因输注。因此，我们检验了这样一个假设：与未接受利多卡因的七氟醚麻醉的女性相比，使用这些麻醉技术行原发性乳腺肿瘤切除术的女性术后转移性生物标志物的表达降低，包括NETosis。

方法

纳入标准：年龄18-80岁，ASA 1-3级，乳腺癌无播散性疾病。排除标准：对研究物质过敏，糖尿病，慢性炎症性疾病，神经精神疾病导致患者无法给予知情同意，不能理解研究方案或拒绝参加研究，以及常规使用糖皮质激素或抗炎药物。

利多卡因用法：在麻醉诱导过程中给予1%利多卡因1.5mg/kg，然后在整个手术过程中持续滴注2mg/kg/h,术后24小时持续滴注1mg/kg/h。

分别于麻醉诱导前和术后20-24 h抽取血样5ml。测定的标记物：两种NETosis特异性标记物：髓过氧化物酶（MPO）和瓜氨酸化组蛋白H3（H3Cit）；与癌症进展和转移相关的其他三个标记物：VEGF-A和基质金属蛋白酶-3和9（MMP-3，MMP-9）。

结果

在2016年8月至2019年9月之间共招募了120名患者（图1）。随机分配到四个研究组中：七氟醚麻醉组（S），七氟醚加利多卡因麻醉组（SL），丙泊酚-TIVA组（P）和丙泊酚-TIVA加利多卡因组（PL），每组30例。一例患者失访（P组），由于早出院，未能按照研究方案获得术后血样。

图1. 研究对象的试验概况

四组研究对象的基线特征，ASA分级，手术类型和麻醉持续时间相似（表1和2）。所有四组患者术前化疗的人数相似。SL组和P组分别有4例和2例术前接受激素治疗。此外，诺丁汉预后指数将所有四组置于相同的5年生存类别(85%的生存概率)。各研究组间利多卡因和丙泊酚的总消耗量相似（表2），四组患者术中阿片类药物的消耗量相似（表2)。

利多卡因组,术后H3Cit浓度与术前比较有显著降低（SL组151 vs 109ng ml-1，P=0.001；PL组147 vs 98ng ml-1，P=0.0007）（表3和图2）。与未加利多卡因组相比，利多卡因组H3Cit表达显著降低（SL vs S组，109[23] vs 125[22]ng ml-1，P=0.01；PL vs P组，98[14] vs 130[32]mg ml-1，P=0.007）。术后观察到利多卡因引起MPO浓度（SL组，10.7 vs 8.5ng ml-1，P=0.03；SL组，13.3 vs 8.6ng ml-1，P=0.01）和MMP-3浓度（SL组，8.8 vs 4.4 ng ml-1，P=0.002；PL，10.1 vs 4.1ng ml-1，P=0.001）类似的降低（表3和图3）。总的来说，利多卡因降低了术后H3Cit，MMP-3和MPO浓度，而与主要麻醉技术无关。有趣的是，虽然MMP-3和MMP-9在功能上相互依赖，但MMP-3浓度的变化并没有导致MMP-9值的类似下降。四组患者术后MMP-9浓度非但没有降低，反而增加，利多卡因组术后MMP-9浓度更高（SL组，241 vs 208ng ml-1；PL组，203 vs 180ng ml-1）。

与七氟醚组相比，丙泊酚组VEGF-A浓度术后比术前显著降低（表3）。丙泊酚组的降幅最大（232 vs 165pg ml-1）。加用利多卡因明显减轻了七氟醚组（S组和SL组术前和术后浓度平均差为25 vs 11pg ml-1）和丙泊酚组（P组和PL组术前和术后浓度平均差为67 vs 34pg ml-1）术后VEGF-A浓度的降低。

表1. 患者和乳腺肿瘤的特征

表2. 手术和麻醉特征

表3. 血清生物标志物

各组术前和术后H3Cit（图2）和MPO（图3）血清浓度

讨论

本研究首次评估了麻醉技术对术后24h血清NETosis标志物（MPO和H3Cit）以及其他有助于癌症扩散的标志物（MMP-3、MMP-9、VEGF-A）的影响。我们发现加用利多卡因对NETosis的影响更大。利多卡因在体内外抑制癌细胞转移进展的结果可能是由于利多卡因对癌细胞细胞骨架重塑的影响以及体外和小鼠实验模型中注意到的对MMP-2和Src酪氨酸激酶的调节。利多卡因似乎也能降低VEGF-A、内皮生长因子、肿瘤坏死因子和白细胞介素-6（IL-6）的浓度。这是否可能转化为有意义的减少临床肿瘤复发风险值得进一步研究。

VEGF-A可以增加血管通透性、刺激血管内皮细胞增殖和肿瘤血管生成，有体外研究报道，挥发性麻醉剂使其浓度增加，而丙泊酚麻醉使相似因子（VEGF-C，一种淋巴管生成的促进剂）减少。然而，我们的数据显示，尽管丙泊酚组VEGF浓度较低，但VEGF-A无显著差异。基于酰胺类局麻药的作用：对肿瘤细胞具有抗增殖效果（体外研究）和可以减少与阿片类药物相关或无关的血管生成（通过激活内皮细胞中的Src）（体外和动物研究），我们假设在麻醉方案中加入利多卡因会减少VEGF-A，尽管在术中使用芬太尼镇痛。

事实上，利多卡因对VEGF-A没有显著影响，这可能是由于利多卡因输注时间不足或术后使用的剂量低（1 mg kg-1h-1）。根据肿瘤组织学（雌激素受体阴性和雌激素受体阳性），利多卡因的差异效应也可能与VEGF的表达不同有关。

四组中所有参与本研究的受试者均接受了相同数量的阿片类药物。阿片类药物本身与肿瘤复发有关，并与血管生成相关因子的增加有关。关于芬太尼对癌症进展的影响，尽管文献中存在争议，但近期研究表明，至少短期暴露在芬太尼下，对肿瘤细胞的发展和复发率没有重大临床影响。

由于本研究中没有受试者接受区域麻醉，所以我们为所有患者使用阿片类药物镇痛。这可能会降低本研究结果对避免阿片类药物的麻醉技术的适用性。然而，考虑到最近的第一个大型随机试验没有发现区域麻醉/镇痛和全麻加阿片类镇痛在癌症相关预后方面有差异的证据，阿片类药物可能会继续在临床实践中频繁使用。

即使没有阿片类药物，围手术期也可能发生血管生成。我们的结果显示利多卡因对血管生成生物标志物有抑制作用，这一结果得到了最近使用B16黑色素瘤小鼠模型的体外证据的支持。然而，阿片类药物对中性粒细胞有很好的作用（抑制迁移，减弱激活）。但是没有证据表明阿片类药物对NETosis起直接作用。

MMP-3的功能似乎可以激活MMP-9，而MMP-9释放VEGF-A的生物活性形式，有利于上皮间质转化（EMT）过程，从而支持了转移过程。在我们的研究中，各组术后MMP-3值均有下降，其中PL组下降最为显著。与丙泊酚麻醉相关的利多卡因输注加重了MMP-3的下降，但与术后MMP-9值的增加无关，其中在丙泊酚组中观察到的增加最弱。虽然我们预期MMP-3和MMP-9值之间存在相关性，但MMP-3的最低浓度并不能决定MMP-9的最低浓度。这些结果支持Deegan及其同事的报道，他们发现在乳腺癌手术中接受丙泊酚/椎旁麻醉的患者与接受七氟醚麻醉的患者相比，MMP-3减少，MMP-9增加减弱。

在不同的刺激（炎症或病原体）下，中性粒细胞释放NETs，这一过程被称为NETosis，在此过程中，核组蛋白被瓜氨酸化，从而使染色质脱浓缩。NETosis后，血液中可检测到高浓度H3Cit，使其成为细胞死亡的标志。在NETosis释放的网状结构上附着着中性粒细胞弹性蛋白酶和MPO颗粒。调查NETs，H3Cit和癌症之间关系的研究表明，与健康个体相比，癌症患者中H3Cit和MPO的浓度较高，并且死亡率增加。虽然中性粒细胞在癌症保护中有作用，但其促进转移的机制被认为有利于癌细胞的迁移和外渗。在这项研究中，利多卡因组H3Cit和MPO均显著降低。这可能归因于利多卡因的抗炎性作用，因为高浓度的NETs除了与肿瘤增殖相关，还与炎症有关。一些数据表明，NET的成分如MPO与黑色素瘤的耐药性之间存在正相关。

本试验有一些局限性，可能会排除对其他乳腺癌手术部位的推断。这是一项具有标准化镇痛和麻醉方案的单中心试验，所有患者术中均接受芬太尼治疗，未使用区域麻醉，没有用非甾体抗炎药，用BIS监测麻醉深度。这种标准化是必要的，以消除潜在的混淆变量，但也可能减少我们的研究结果可以推广到类似的医院的程度。由于相关病例初筛的非特异性，大量患者在初筛后被排除在试验之外。利多卡因输注是许多外科手术后快速康复（ERAS）计划的一部分。我们选择了与之前发表的研究一致的利多卡因剂量。然而，我们的术后利多卡因剂量是文献中的最低术后剂量。利多卡因对癌细胞或标本的直接影响没有直接测量。我们只能假设血管生成和NETosis标志物的减少可以改善患者的预后，但我们没有长期的随访数据来证明这一点。研究的结果支持了NETosis作为乳腺癌转移的潜在生物标志物的未来探索。

总之，该试验发现，与未添加利多卡因相比，在七氟醚或丙泊酚麻醉中添加利多卡因可降低转移风险的标志物——NETosis（H3Cit和MPO）和MMP3的表达。在一项大型随机临床试验中，对在全身麻醉技术中添加利多卡因可能影响癌症复发风险的假设进行了评估。