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研究背景:术后认知功能障碍(Postoperative cognitive dysfunction,POCD)以手术或麻醉后学习和记忆能力等受损为主要临床表现,常见于老年患者。最新资料表明老年骨科患者POCD发生率约25%～40%。尽管2018年11月美国术后认知研究协作组建议将POCD更名为围术期神经认知障碍(PND),但PND概念涉及范围较广,目前多数研究实际仍沿用POCD概念。近年来研究证实IL-1β介导的外周炎症反应在POCD发病过程中具有重要作用,但具体诱发机制仍不明确。最新研究证实炎性小体(Inflammasome)作为一种胞内模式识别受体在调控IL-1β合成和释放中具有重要作用。目前已知炎性小体主要有四种,即NLRP1炎性小体、NLRP3炎性小体、IPAF炎性小体和AIM2炎性小体,其中与IL-1β合成和分泌最为相关的是NLRP3炎性小体。NLRP3炎性小体是由多种蛋白质组成的复合体,可以调节固有免疫系统感知应激反应,通过活化半胱氨酸蛋白酶原-1(pro-Caspase-1)将其切割为成熟Caspase-1,Caspase-1再继续作用于IL-1β前体pro-IL-1β使其转成具有活性的成熟体发生炎性反应,越来越多的证据表明,NLRP3炎性小体的激活与神经退行性疾病有关。α7 烟碱型乙酰胆碱受体(α7 nicotinic acetylcholine receptor,α7nAChR)在脑内主要分布于小胶质细胞和星形胶质细胞的细胞膜和线粒体外膜上,作为胆碱能抗炎途径的重要受体,在抗炎途径中发挥着重要作用。研究表明中枢胆碱能缺乏与年龄相关的认知障碍有关,α7nAChR介导的胆碱能抗炎通路激活可缓解阿尔茨海默病,多发性硬化症等神经退行性疾病。多项研究报道α7nAChR可能通过调控NLRP3炎性小体影响机体炎症介质表达。我们前期于基础研究发现激动α7nAChR可缓解老年大鼠POCD,但目前尚缺乏该受体与术后认知损伤的临床基础研究。研究目的:本研究主要探究外周血单核细胞中α7nAChR与NLRP3炎性小体在老年髋关节置换所致术后早期认知损伤中的作用。研究方法:1.使用MMSE量表、Hopkins言语学习测试-修正法、简要视觉空间记忆测试-修正法、数字连接测试、数字记忆广度测试、数字-符号模式测试对符合试验标准的患者进行术前及术后三天的认知功能评估,根据得分结果将其分为术后早期认知损伤组(A组)和非术后早期认知损伤组(B组);2.收集患者一般资料和术中相关检测指标,并于术前和术毕采集患者外周血并进行RT-PCR实验测定单核细胞中NLRP3、IL1-β、caspase-1和α7nAChR基。结果:1.根据认知量表诊断术后3天发生认知损伤患者为15人,发病率28.85%(15/52),与既往研究报道结果一致。因此分为2组,术后早期认知损伤组(A组,n=15)和术后早期非认知损伤组(B组,n=37)。2.比较两组患者的一般情况(如年龄、性别、年龄、文化程度)、实验室结果(如单核细胞计数、中性粒细胞计数、尿酸值、电解质有无紊乱等)、经颅多普勒结果、术中出血量、补液量、应用骨水泥情况及手术时长等方面差异均无统计学意义(P>0.05)。3.分别于术前和术毕采集患者外周血行分离单核细胞并进一步行RT-PCR检测:3.1.A与B组患者术前一般资料(性别、ASA分级、年龄、体重及文化程度)以及手术相关资料(手术时长、出血量、液体输入量、是否应用骨水泥、麻醉药物及其他药物剂量等)比较,差异无统计学意义(P>0.05)。3.2.A组患者术毕外周血单核细胞中NLRP3 mRNA、IL1-β mRNA、caspase-1 mRNA表达均较术前显著升高,差异具有统计学意义(P<0.05);B组患者,术毕外周血单核细胞NLRP3 mRNA、IL1-β mRNA、caspase-1 mRNA表达均较术前无明显差异(P>0.05),见图1、2和3。3.3.A组患者术毕外周血单核细胞α7nAChR mRNA表达较术前显著降低,差异具有统计学意义(P<0.05);B组患者,术毕外周血单核细胞中α7nAChR mRNA表达较术前无明显差异(P>0.05),见图4。结论:1.手术和麻醉所致单核细胞NLRP3炎性小体上调可能在术后早期认知功能损伤外周炎症反应中具有重要作用。2.手术和麻醉抑制外周单核细胞αa7nAChR表达可能为NLRP3炎性小体过表达的潜在上游因素。3.α7nAChR-NLRP3炎性小体-IL-1β信号轴可能是术后早期认知功能损伤潜在干预靶点。