李穎,邱曉東
(1.東南大學(xué)醫(yī)學(xué)院,江蘇南京 210009;2.東南大學(xué)附屬中大醫(yī)院麻醉科,江蘇 南京 210009)
失血性休克仍然是當(dāng)前創(chuàng)傷患者死亡的主要原因。液體復(fù)蘇是失血性休克的重要治療手段,其主要目標(biāo)是恢復(fù)組織器官灌注,維持組織氧供,減輕細(xì)胞損傷,預(yù)防器官功能不全和多器官功能衰竭等嚴(yán)重后果。液體復(fù)蘇的質(zhì)量直接影響患者的生存率。影響復(fù)蘇效果的因素有很多,除了復(fù)蘇的時間、液體量、液體輸注速度以外,復(fù)蘇液體的類型也發(fā)揮了重要的作用[1]。近年來,隨著醫(yī)療設(shè)備、復(fù)蘇方案的改進(jìn),休克的早期復(fù)蘇效果得到提高,但后期全身炎癥反應(yīng)綜合征(SIRS)、多器官功能障礙(MODS)的發(fā)生率仍居高不下。
目前普遍認(rèn)為,失血性休克時機(jī)體炎癥反應(yīng)失控是導(dǎo)致休克后多器官功能衰竭的主要原因之一。在引發(fā)失血性休克后炎癥反應(yīng)的諸多因素中,用于復(fù)蘇的液體本身可能就扮演著重要角色。越來越多的研究發(fā)現(xiàn),復(fù)蘇液體參與了此炎癥反應(yīng)的發(fā)生發(fā)展,并可加重失血性休克引起的細(xì)胞損傷[2-3],成為“復(fù)蘇損傷”的重要環(huán)節(jié)。但復(fù)蘇液體引起機(jī)體炎癥反應(yīng)的機(jī)制目前尚未明了。
本綜述就現(xiàn)有的研究資料來闡述各種復(fù)蘇液體對機(jī)體炎癥反應(yīng)的不同影響,同時介紹一些具有臨床應(yīng)用價值的新型復(fù)蘇液體。
1996年,Rhee等[4]用豬做動物實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)組動物按全身血容量的40%放血,制成失血性休克模型后分別用乳酸鈉林格液(LR)、全血及7.5%高張鹽(HTS)復(fù)蘇,對照組無失血性休克,僅輸入LR。結(jié)果,LR復(fù)蘇組出現(xiàn)中性粒細(xì)胞激活,由于當(dāng)時缺血再灌注損傷已為人們廣泛認(rèn)同,所以這一發(fā)現(xiàn)在意料之中,但匪夷所思的是無休克對照組動物也出現(xiàn)中性粒細(xì)胞激活,且與休克后LR復(fù)蘇組動物中性粒細(xì)胞激活的程度相同,而全血和7.5%HTS組則無中性粒細(xì)胞的激活。該研究提示,這種炎癥效應(yīng)并非休克和復(fù)蘇所致,而是由LR本身所致??偹苤?,中性粒細(xì)胞激活后可大量釋放損傷性炎癥因子和氧自由基,造成全身炎癥反應(yīng)和組織細(xì)胞的損傷。該實(shí)驗(yàn)結(jié)果提示LR本身有可能加重組織器官的損傷。
由于LR是當(dāng)時應(yīng)用最多的復(fù)蘇液體,此實(shí)驗(yàn)結(jié)果引起了很多學(xué)者對復(fù)蘇液體可能引起炎癥反應(yīng)這一問題的關(guān)注,繼Rhee等人之后又有很多學(xué)者對此開展研究,進(jìn)一步證實(shí)了這一觀點(diǎn),并對LR引發(fā)炎癥反應(yīng)的機(jī)制進(jìn)行了深入研究。Sun等[5-7]報道,LR復(fù)蘇可引起細(xì)胞間黏附分子-1、血管細(xì)胞黏附分子-1早期的表達(dá)上調(diào),E-選擇素和P-選擇素活性增強(qiáng),致使中性粒細(xì)胞表面結(jié)合位點(diǎn)CD11b和CD18的表達(dá)增加,最終導(dǎo)致中性粒細(xì)胞呼吸爆發(fā),釋放大量氧自由基及有害物質(zhì)。與Sun同一個實(shí)驗(yàn)小組的Debs等[8-9]還發(fā)現(xiàn),LR可通過影響白細(xì)胞基因表達(dá)提高機(jī)體TNFα、IL-1、IL-6、IL-8等促炎介質(zhì)水平,也能夠誘發(fā)肺臟、肝臟和腸管的細(xì)胞凋亡?,F(xiàn)有的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,LR干預(yù)后不僅可以增加中性粒細(xì)胞壞死和凋亡,還可引起包括巨噬細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞、上皮細(xì)胞、平滑肌細(xì)胞在內(nèi)的多種細(xì)胞的凋亡[8-10]。
不同種類的膠體液對失血性休克后免疫和炎癥反應(yīng)的影響不盡相同。
天然膠體白蛋白不會誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞呼吸爆發(fā),并可通過降低中性粒細(xì)胞表面CD11b、CD18和細(xì)胞間黏附分子-1的表達(dá)發(fā)揮保護(hù)性免疫效果[7]。
人工膠體6%羥乙基淀粉的動物實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,其對機(jī)體存在一系列有害影響[9,11-13],包括誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞呼吸爆發(fā)(較消旋體LR更嚴(yán)重,且呈劑量依賴性)、增加肺細(xì)胞凋亡。但是,也有一些報道[14]表明6%羥乙基淀粉的益處包括抑制核因子κB的激活、維持抗凋亡和促凋亡蛋白之間的平衡、調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞功能減少IL-6的釋放、減少中性粒細(xì)胞粘附和跨內(nèi)皮的遷移。
對右旋糖酐的動物實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果顯示,不同濃度和分子質(zhì)量的右旋糖酐產(chǎn)生的炎癥效應(yīng)不盡相同。Schmand 等[15]和 Stanton 等[16]的研究結(jié)果提示,中分子右旋糖酐呈現(xiàn)中性或有益的免疫效應(yīng),它既不抑制也不增強(qiáng)巨噬細(xì)胞釋放IL-6,還可通過凋亡機(jī)制減輕中性粒細(xì)胞的炎癥效應(yīng)。然而,人們也發(fā)現(xiàn)低分子右旋糖酐能誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞呼吸爆發(fā),并且其作用比外消旋的 LR 更甚[11]。
由于人工膠體液同樣對炎癥反應(yīng)有著促進(jìn)作用,加上近年來一些多中心薈萃分析研究報道[17-18]顯示人工膠體液復(fù)蘇與晶體液復(fù)蘇相比并不提高患者生存率,并且容易引起凝血功能障礙及急性腎功能損傷,因此一些學(xué)者反對將其用于失血性休克早期復(fù)蘇。
研究顯示,HTS復(fù)蘇可改變由失血性休克所導(dǎo)致的免疫抑制,并且還可提高機(jī)體的免疫調(diào)節(jié)能力[3]。此外,HTS還可能通過以下幾種機(jī)制降低炎癥反應(yīng)和器官損傷:(1)抑制中性粒細(xì)胞的免疫應(yīng)答。實(shí)驗(yàn)室研究[6-7,11,19]表明,HTS 復(fù)蘇可減少中性粒細(xì)胞活化,抑制中性粒細(xì)胞表面黏附分子CDllb/CDl8表達(dá),同時誘導(dǎo)E、L-選擇素的表達(dá)下調(diào),從而抑制毛細(xì)血管內(nèi)皮細(xì)胞和中性粒細(xì)胞之間黏附,減少中性粒細(xì)胞附壁和滲出。利用基因芯片技術(shù)對動物組織進(jìn)行研究[20],人們還發(fā)現(xiàn),HTS復(fù)蘇后白細(xì)胞介素(IL-1、IL-6和IL-8)受體基因以及CD45、CD24陽性前體基因和STAT3基因的表達(dá)沒有上調(diào),這可能是減少中性粒細(xì)胞遷移和減輕肺部炎癥反應(yīng)的另一機(jī)制。同時它還能抑制TNF-α誘導(dǎo)的肺泡上皮細(xì)胞內(nèi)核因子κB的激活,通過誘導(dǎo)熱休克蛋白的產(chǎn)生發(fā)揮細(xì)胞保護(hù)作用[21-22]。(2)調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞功能。研究[23]顯示,HTS可降低出血引起的血漿 IL-1、IL-6、IL-2、干擾素-γ、IL-10 以及粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子升高。(3)增強(qiáng)T細(xì)胞功能。在減弱中性粒細(xì)胞炎癥應(yīng)答和調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞功能的同時,HTS還可通過上調(diào)CD4+細(xì)胞和NKR-P1(自然殺傷細(xì)胞受體P1),激活MAPKp38等途徑促進(jìn)T細(xì)胞增殖及釋放細(xì)胞因子[24-25]。(4)減輕器官損傷[26-28]。HTS復(fù)蘇不會增加肺、肝、腸等器官的細(xì)胞凋亡,并且在失血性休克和缺血再灌注動物模型中,HTS能夠減輕肺和腸道的損傷。在肺臟,HTS可減少白蛋白通過氣道基底膜滲漏,減輕中性粒細(xì)胞肺內(nèi)浸潤,并降低肺水腫的發(fā)生率,從而降低失血性休克后ARDS的發(fā)生率。在腸道,HTS可保護(hù)腸黏膜屏障功能、減輕腸道水腫,因此可能減少腸道細(xì)菌易位,從而降低失血性休克后SIRS、MODS的發(fā)生率。
HTS在降低炎癥反應(yīng)上有諸多優(yōu)點(diǎn),動物研究也提示HTS可改善生存率,這些優(yōu)勢似乎使其成為休克復(fù)蘇的理想液體。但也有不樂觀的實(shí)驗(yàn)結(jié)果,Krausz等[29]的研究表明,HTS可加重出血、增加死亡率。造成這些不良后果似乎與HTS的輸注速度、液體量、輸液方法有關(guān),如果HTS采用小劑量分次給藥或連續(xù)輸注,在不加重失血或增加死亡率的同時可獲得良好的血流動力學(xué)效益。另外,HTS只能作為復(fù)蘇的輔助液體,因?yàn)榇罅枯斪ⅲ瑫?dǎo)致高鈉血癥、高氯血癥,增加死亡率。
盡管大量的實(shí)驗(yàn)研究結(jié)果提示了LR復(fù)蘇的弊端,但在整個20世紀(jì)80、90年代和21世紀(jì)初它仍然是大部分醫(yī)療中心和ATLS課程推薦使用的復(fù)蘇液體,這就催生了學(xué)者尋求改進(jìn)復(fù)蘇液體的要求。
2.1.1 左旋LR 乳酸有兩種立體構(gòu)型,這兩種立體構(gòu)型分別為L(+)乳酸和D(-)乳酸。L(+)乳酸是哺乳動物體內(nèi)代謝的正常中間產(chǎn)物。D(-)乳酸是一種非自然的異構(gòu)體,由組織中的醛酮變位酶將丙酮醛轉(zhuǎn)變成D(-)乳酸。L(+)乳酸鹽在體內(nèi)代謝快,因此毒性低。而D(-)乳酸則有比較大的毒性。傳統(tǒng)意義上的LR中所含的乳酸為這兩種異構(gòu)體的外消旋混合物,研究[7,10]顯示,D(-)乳酸是 LR 毒性的罪魁禍?zhǔn)?,它可增加中性粒?xì)胞呼吸爆發(fā),促進(jìn)凋亡蛋白質(zhì)的合成以及促炎介質(zhì)基因的表達(dá);而L(+)乳酸可通過降低中性粒細(xì)胞活性、調(diào)控白細(xì)胞基因表達(dá)、減少凋亡蛋白的合成發(fā)揮一定程度的免疫保護(hù)作用,具有良好的臨床應(yīng)用前景。
美國醫(yī)學(xué)研究所認(rèn)為,早期關(guān)于右旋體乳酸有害性的報告可信度高,LR可能是導(dǎo)致ARDS和MODS的原因,因此在其1999年的報告中建議只用L(+)乳酸鹽制造 LR[30]。
2.1.2 酮林格液 LR的致炎作用報道后,人們試圖尋找其他不含乳酸根但含其他營養(yǎng)素的復(fù)蘇液。研究表明,用其他更容易被線粒體利用的能量物質(zhì)(如酮和丙酮酸鹽、單羧酸)來取代LR中的乳酸根,可以減輕炎癥反應(yīng)。用“酮林格液”復(fù)蘇,可明顯改善失血性休克時的高代謝狀態(tài),減少肺細(xì)胞凋亡,降低細(xì)胞間黏附分子-1的表達(dá)[31-32]。與LR相比,酮林格液能夠維持較高的平均動脈壓(MAP),降低血乳酸水平,糾正酸中毒,減輕器官損傷,提高存活率[33]。
2.1.3 醋酸林格液 醋酸林格液也是臨床上較為常見的一種復(fù)蘇液體。動物實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,醋酸林格液復(fù)蘇能夠減輕組織損傷,提高失血性休克大鼠存活率[34]。它不含乳酸根,因而不存在D(-)乳酸的毒性作用。即使在低血容量休克的條件下,醋酸鹽在體內(nèi)轉(zhuǎn)換為碳酸氫鹽的速率也比乳酸鹽快,并且醋酸可以被體內(nèi)大多數(shù)細(xì)胞代謝,而乳酸只能通過肝臟和腎臟代謝。這些優(yōu)勢使其復(fù)蘇過程中能有效降低血乳酸水平,減輕機(jī)體乳酸酸中毒狀況[35-36];但其對機(jī)體炎癥反應(yīng)及免疫應(yīng)答方面的影響還需進(jìn)一步研究。
HTS的不利影響及其所致的高鈉血癥、高氯血癥促使了高張高膠液體(HHS)的發(fā)展。HHS是HTS與膠體液的混合溶液,主要有高張鹽水右旋糖酐(HSD)、高張鹽水羥乙基淀粉(HTH)等。使用HHS復(fù)蘇較單獨(dú)使用高滲液、膠體液或等滲液能更好地擴(kuò)充血容量、恢復(fù)血流動力學(xué)及微循環(huán)灌注并顯著減輕組織水腫,同時它還具備了高張液體的低炎癥反應(yīng)特性。研究[37-39]認(rèn)為,其機(jī)制主要在于HHS可通過阻礙中性粒細(xì)胞向內(nèi)皮細(xì)胞黏附,誘導(dǎo)中性粒細(xì)胞壞死,降低中性粒細(xì)胞表面CD11b表達(dá)及增強(qiáng)細(xì)胞因子應(yīng)答來減輕出血引起的炎癥反應(yīng)。動物實(shí)驗(yàn)[40]顯示,HHS可抑制大鼠休克復(fù)蘇后肺組織核因子κB抑制蛋白(Ⅰ-κBα)的表達(dá)以及中性粒細(xì)胞在肺部的大量聚集,從而減輕急性肺損傷。Rizoli等[41]通過一項(xiàng)安慰劑對照的雙盲臨床試驗(yàn)證實(shí)了HHS對人體的免疫調(diào)節(jié)作用。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,HHS可降低出血誘導(dǎo)的CD11b表達(dá),誘導(dǎo)CD62L脫落,改變CD14+/CD16+細(xì)胞與CD14+/CD16細(xì)胞的比例,促進(jìn)抗炎作用的發(fā)揮,減少促炎介質(zhì)TNF-α產(chǎn)生的同時增加抗炎介質(zhì)IL-1ra和IL-10的產(chǎn)生。
但與HTS相同,HHS使用劑量越大,失血性休克后再出血的風(fēng)險和死亡率也越高,因此在臨床上建議使用小容量復(fù)蘇[42]。
血液的功能非常復(fù)雜,它不僅參與物質(zhì)運(yùn)輸、維持組織灌注及內(nèi)環(huán)境穩(wěn)定,其中的很多成分還參與體液調(diào)節(jié)與免疫調(diào)控,除此之外還有很多不為人所知的功能,因此真正意義上可代替血液的理想人工液體是不存在的。
總的來說,在失血性休克復(fù)蘇過程中,膠體液及HTS的復(fù)蘇效果優(yōu)于等張晶體液。但近年來越來越多的臨床研究表明人工膠體液復(fù)蘇并不能縮短失血性休克患者住院時間或提高患者生存率,并且可引起凝血功能障礙及急性腎功能損傷,因此其在臨床上的應(yīng)用將逐漸減少。HTS雖能在短時間內(nèi)獲得較高的MAP,但大量使用易引起高鈉、高氯血癥并增加死亡率,這些都限制了HTS的臨床應(yīng)用范圍。因此晶體液重新得到人們的重視,但如何通過改進(jìn)晶體液成分來減輕晶體液的促炎作用以減輕復(fù)蘇損傷及對高滲高膠溶液的改進(jìn)將成為復(fù)蘇液體研究的方向之一。
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