心肺功能衰竭患兒體外膜肺氧合支持治療期間抗因子Xa和APTT與肝素用量的相關(guān)性*

顧萍， 張帆， 王靜， 潘秋輝， 傅啟華

(上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬上海兒童醫(yī)學(xué)中心 輸血科， 上海 200127)

體外膜肺氧合技術(shù)(extracorporeal membrane oxygenation，ECMO)是一種將體內(nèi)的靜脈血引出體外，經(jīng)過特殊材質(zhì)人工心肺旁路氧合儀器后注入病人動脈或靜脈系統(tǒng)，起到部分心肺替代的作用，從而維持人體臟器組織的氧合血供，它的應(yīng)用挽救了許多心肺功能嚴(yán)重衰竭患者的生命[1-3]。但ECMO長期使用會引起較多的并發(fā)癥，出血和栓塞是引起患者死亡的主要并發(fā)癥，因此，預(yù)防出血及血栓成為ECMO支持治療面臨的重要問題[4-6]。目前肝素是ECMO支持治療中最主要的抗凝藥物，全過程做好肝素的動態(tài)監(jiān)測，及時(shí)調(diào)整肝素用量是預(yù)防和治療ECMO支持治療中出血或血栓的關(guān)鍵[7]。正常生理狀態(tài)下，止血、凝血、抗凝和纖維蛋白溶解系統(tǒng)處于動態(tài)平衡，這種平衡被破壞時(shí)將出現(xiàn)出血、血栓等嚴(yán)重后果。血液凝固是一系列復(fù)雜的酶促反應(yīng)過程，需要多種凝血因子參與，因子Xa處于血液凝固的中心位置；抑制因子Xa的活性，不僅抑制內(nèi)源性凝血和外源性凝血過程、還抑制了其后的一系列生物放大級聯(lián)反應(yīng)，使血液凝固不能進(jìn)行、甚至?xí)鸪鲅?yīng)[8-9]。肝素可與抗凝血酶結(jié)合、抑制因子Xa活性，間接發(fā)揮抗凝作用，是Xa的抑制劑[8]?；罨糠帜蠲笗r(shí)間(activated partial thromboplastin time,APTT)是監(jiān)測內(nèi)源性凝血系統(tǒng)及后續(xù)凝血路徑較為敏感的指標(biāo)[9]。關(guān)于心肺功能衰竭患兒ECMO支持治療期間抗因子Xa、APTT與肝素用量的相關(guān)性研究鮮有報(bào)道，本研究選取38例嚴(yán)重心肺功能衰竭行ECMO支持治療患兒，收集血漿樣本監(jiān)測抗因子Xa活性和APTT，分析抗因子Xa活性和APTT在ECMO支持期間的安全范圍患兒比例，分析抗因子Xa活性、APTT與ECMO肝素用量的相關(guān)性，報(bào)告如下。

1 材料與方法

1.1 材料與對象

1.1.1儀器及材料 美國ACL TOP700全自動凝血儀，抗因子Xa測定試劑盒(包括顯色底物及因子Xa試劑)、APTT測定試劑盒(包括活化的部分凝血活酶試劑及氯化鈣)購自美國沃芬公司。

1.1.2對象 選取2018年1～12月胸外科監(jiān)護(hù)室使用ECMO治療的先天性心臟病術(shù)后心肺功能衰竭患兒38例，患兒均符合心肺功能衰竭診斷標(biāo)準(zhǔn)[10-11]。男23例、女15例，年齡0～9歲、平均3.5歲；APTT 32.6～41.0 s、平均36.8 s，抗凝血酶(AT)0.00 ～0.02 IU/mL、平均0.01 IU/mL。

1.2 觀察指標(biāo)

在ECMO支持期間，采取患兒新鮮靜脈血液使用0.109 mol/L(3.2%)的枸櫞酸鈉抗凝，2 h內(nèi)送達(dá)，3 500 r/min×15 min，上機(jī)檢測抗因子Xa活性及APTT，抗因子Xa活性測定采用發(fā)色底物法，APTT測定采用凝固法； ECMO過程中, 分別于使用肝素前、肝素滴定速度為10、15、20、25、30、35及40 IU/(kg·h)時(shí)觀察抗因子Xa活性及APTT變化，采用Pearson分析抗因子Xa活性、APTT與肝素用量的相關(guān)性，觀察使用肝素后抗因子Xa活性及APTT的波動性。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

采用Minitab 16統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，使用兩個(gè)樣本t檢驗(yàn)分析連續(xù)變量，相關(guān)性分析采用Pearson相關(guān)性分析；計(jì)數(shù)資料采用率(%)表示，數(shù)據(jù)比較采用χ2檢驗(yàn)，P<0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 一般資料

38例患兒基本信息見表1，相關(guān)檢測指標(biāo)均為使用肝素前的檢測結(jié)果。

表1 患者一般資料Tab.1 Patient information

2.2 ECMO支持期間抗因子Xa活性及APTT

2.2.1抗因子Xa活性及APTT的正常范圍、安全范圍及超范圍患兒比例 美國胸科醫(yī)師協(xié)會推薦在通肝素治療時(shí)，抗因子Xa治療范圍為0.3～0.7 IU/mL，APTT參考值為28.0～45.0 s[12]。本研究組38例患兒在ECMO過程中，監(jiān)測抗因子Xa活性及APTT共637次。結(jié)果顯示：APTT<45 s有127例次，>45 s有365例次，>110 s有145例次；抗因子Xa<0.3 IU/mL有120例次，>0.3 IU/mL有478例次，>0.7 IU/mL的有39例次。Moynihan K等[13]認(rèn)為使用肝素類藥物治療時(shí)，APTT的安全范圍可為參考值上限的1.5～2.5倍，本組38例患兒APTT超安全范圍患兒比例為22.8%，抗因子Xa超正常范圍患兒比例為6%(表3)。兩者比較發(fā)現(xiàn)，使用抗因子Xa檢測肝素含量的結(jié)果中處于安全范圍的患者例次遠(yuǎn)大于APTT，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=76.41，P<0.05)。

表2 38例患兒ECMO支持治療期間抗因子Xa及APTT正常、安全及超安全比例(n，%)Tab.2 Number of cases of APTT and anti-X test in normal, safe and over safety range for children treated with ECMO

2.2.2抗因子Xa活性、APTT分別在安全范圍及超安全范圍的患兒例次 38例ECMO治療患兒APTT和抗因子Xa活性在使用肝素后均升高，其中APTT超安全范圍而抗Xa活性在安全范圍的有120例次， APTT和抗因子Xa活性兩項(xiàng)指標(biāo)均超出安全范圍的有25例次，抗因子Xa活性超安全范圍而APTT在安全范圍的有14例次(表3)，抗因子Xa活性在安全范圍內(nèi)的波動性較APTT更小，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=34.10，P<0.05)，因此抗因子Xa活性監(jiān)測肝素含量比APTT更精準(zhǔn)，更能及時(shí)反映體內(nèi)抗凝劑的含量。

表3 抗因子Xa活性、APTT分別在安全范圍及超安全范圍的患兒例次(n)Tab.3 The number of children with APTT or anti-X in safe range or overrange

2.3 ECMO支持期間抗因子Xa活性及APTT與肝素用量相關(guān)性

Pearson相關(guān)性分析結(jié)果顯示，抗因子Xa活性與肝素用量呈強(qiáng)相關(guān)(r=0.81，P<0.05)，而APTT與肝素含量呈中等相關(guān)(r=0.56，P<0.05)。

圖1 與APTT及抗Xa的相關(guān)性Fig.1 The correlation of heparin dosage with APTT and anti-factor Xa

3 討論

ECMO本質(zhì)上也是一種體外循環(huán)技術(shù)，ECMO系統(tǒng)中主要核心是膜肺(人工肺)和血泵(人工心)，臨床上主要適用于心臟病患者并發(fā)嚴(yán)重心肺功能衰竭的圍手術(shù)期處理，嚴(yán)重爆發(fā)性心肌炎患者，溺水，心、肺移植圍手術(shù)期等患者的呼吸功能、循環(huán)功能的維持。如果病人呼吸功能因?yàn)楦鞣N原因嚴(yán)重受損，嚴(yán)重低氧，對常規(guī)藥物等治療無效時(shí)，通過ECMO 膜肺(人工肺)進(jìn)行氣體交換，提高血氧含量，進(jìn)行呼吸支持。如果患者的心功能嚴(yán)重受損，循環(huán)衰竭，ECMO可以用血泵(人工心)代替心臟的泵血功能，維持血液循環(huán)，自ECMO問世以來，隨著使用經(jīng)驗(yàn)的增加，挽救了大批的患者[7-10]。但對于使用ECMO的過程中，栓塞或出血也是常見并發(fā)癥，所以對體外循環(huán)和膜肺的抗凝管理一直是關(guān)注的重點(diǎn)[14-15]。

肝素是目前臨床廣泛使用的抗凝藥物，容易被魚精蛋白拮抗、中和，肝素分為低分子量肝素(LMWH)和普通肝素(UFH)，LMWH常應(yīng)用于冠心病、下肢血栓等疾病治療， UFH的特點(diǎn)是無腎毒性、半衰期短，使用中一旦發(fā)生出血等并發(fā)癥可使用拮抗劑(魚精蛋白)對抗，使用方便，廣泛使用在體外循環(huán)，包括主動脈內(nèi)球囊反搏(IABP)及ECMO。UFH通過與抗凝血酶Ⅲ(antithrombin，ATⅢ) 和組織因子途徑抑制物(tissue factor pathway inhibitor，TFPI) 結(jié)合，增加ATⅢ對凝血過程凝血因子的抑制而起到治療作用[16]。但是在藥物代謝學(xué)和藥物療效學(xué)上UFH在不同個(gè)體間存在差異，抗凝過度會導(dǎo)致各組織器官甚至全身出血，如抗凝不足，則達(dá)不到療效而引起血栓形成，造成嚴(yán)重的并發(fā)癥。所以選擇合適的臨床檢查方法及指標(biāo)，在治療過程中精確、方便、快速的監(jiān)測肝素的抗凝效果，對體外循環(huán)、主動脈內(nèi)球囊反搏(IABP)、特別ECMO使用期間減少臨床出血及栓塞等相關(guān)并發(fā)癥的發(fā)生，尤為重要。APTT是監(jiān)測內(nèi)源性凝血系統(tǒng)和共同的凝血路徑較為敏感的指標(biāo)，但在臨床和實(shí)驗(yàn)診斷過程中，受到凝血因子缺乏和消耗性凝血疾病、收集管中高濃度的枸櫞酸鈉、甚至?xí)円棺兓纫蛩氐挠绊憽Ｔ贓CMO治療中APTT雖然比床邊ACT檢測的影響因素少，但依然還有很多的影響因素[17]；其中，標(biāo)本檢測時(shí)間尤為重要，臨床工作中，從抽取患者的血液標(biāo)本到開始進(jìn)行APPT檢測往往需要1～2 h，但研究表明APTT會隨著保存時(shí)間的延長而出現(xiàn)上升的趨勢，在使用該結(jié)果指導(dǎo)肝素抗凝治療時(shí)，會誤導(dǎo)肝素的用量不足，出現(xiàn)血栓形成的風(fēng)險(xiǎn)?？挂蜃覺a活性檢測原理是通過顯色底物與滅活的因子Xa形成復(fù)合物，該復(fù)合物與患者體內(nèi)的抗凝血酶結(jié)合發(fā)生競爭性反應(yīng)，直接檢測因子Xa濃度，其結(jié)果與患者體內(nèi)肝素水平成比例，檢測結(jié)果具有特異性，其結(jié)果不受血液稀釋、血小板減少、凝血因子缺乏等上述因素的影響[18]。

抗因子Xa 活性可以反應(yīng)肝素的抗凝效果，如檢測結(jié)果偏高或過高，說明肝素用量過大，患者有出血的風(fēng)險(xiǎn)[12-13]。檢測結(jié)果偏低，則說明肝素抗凝不夠，患者有栓塞的風(fēng)險(xiǎn)。相關(guān)研究提示抗因子Xa 活性和抗凝血酶成正相關(guān)性，臨床上抗凝血酶缺乏癥的研究也揭示抗因子Xa 活性降低[19]。

本研究結(jié)果顯示，病人在經(jīng)過一段時(shí)間的抗凝治療以后，即使抗因子Xa的活性已經(jīng)顯著下降，但APTT的檢測結(jié)果仍可能維持在一個(gè)較高的水平，觀察階段，有1例病人在使用肝素抗凝后，測得APTT為186.2 s，抗因子Xa為0.73 IU/mL，在隨后連續(xù)2次APTT的結(jié)果均>180 s，但抗因子Xa結(jié)果已分別降至0.35 IU/mL和0.32 IU/mL。APTT在普通肝素的應(yīng)用建議中， Marlar RA等[20]研究表明對于兒童(<12歲)、嬰幼兒必須使用抗因子Xa活性檢測作為普通肝素抗凝監(jiān)測，Garcia DA[18]也有類似觀點(diǎn)。另一項(xiàng)臨床研究，Price EA等[21]入組539例病人共計(jì)2 321對臨床資料樣本，發(fā)現(xiàn)這組研究資料中 APTT相對于抗因子Xa活性不成比例的延長(達(dá)42%) ，特別是抗因子Xa 活性在0.3～0.7 IU/mL，APTT多>80 s，這項(xiàng)研究表明在監(jiān)測使用普通肝素抗凝過程中，APTT和抗Xa活性兩項(xiàng)檢測指標(biāo)存在分離性，結(jié)果提示高APTT的患者出血風(fēng)險(xiǎn)增加。因此，若單純根據(jù)APTT的水平來判斷肝素的水平，并以此決定在ECMO治療期間肝素的用量，存在一定風(fēng)險(xiǎn)，這與本文觀點(diǎn)相同。

綜上所述，本研究認(rèn)為影響APTT檢測結(jié)果的因素過多，單純依賴其結(jié)果來判斷肝素用量是不可靠的，特別是兒童患者肝臟發(fā)育尚未完全成熟，凝血功能可能弱于成人。因此，本研究認(rèn)為兒童患者在使用ECMO期間，肝素含量的監(jiān)測應(yīng)當(dāng)以抗因子Xa活性檢測為輔助，結(jié)果還提示抗因子Xa活性檢測有望成為兒童ECMO使用期間患者的出凝血功能更為準(zhǔn)確的檢測指標(biāo)，但需要加大樣本量研究證實(shí)。