不同血液凈化模式對(duì)維持性血液透析患者蛋白結(jié)合類(lèi)毒素的清除效果

張 宏 李新倫 倫立德

不同血液凈化模式對(duì)維持性血液透析患者蛋白結(jié)合類(lèi)毒素的清除效果

張 宏 李新倫 倫立德

目的：探討不同血液凈化方式對(duì)維持性血液透析(MHD)患者蛋白結(jié)合類(lèi)毒素清除的效果。 方法：選取符合入選標(biāo)準(zhǔn)的MHD患者136例，經(jīng)4周洗脫期，隨機(jī)分成4組：低通量血液透析 (LFHD)組、高通量血液透析(HFHD)組，血液透析濾過(guò)(HDF)組和血液透析聯(lián)合血液灌流(HD+HP)組，采用高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法(HPLC-MS/MS)方法測(cè)定不同血液凈化方法治療前后血清、透析廢液和血液灌流器中馬尿酸(HA)、硫酸對(duì)甲酚(PCS)、硫酸吲哚酚(IS)、3-羧基-4-甲基-5-丙基-2-呋喃丙酸(CMPF)的濃度，觀(guān)察對(duì)蛋白結(jié)合類(lèi)毒素的清除效果。 結(jié)果：四種模式皆能有效清除HA，各組之間無(wú)差異。對(duì)血清PCS的清除,HDF組和HD+HP組的下降率高于LFHD組(P<0.01)和HFHD組(P<0.05，P<0.01)。對(duì)血清 IS的清除，HDF組和HD+HP組高于LFHD組、HFHD組(均P<0.05)。對(duì)于血清CMPF的清除，HD+HP組和HDF組明顯高于LFHD組、HFHD組(P<0.01),HD+HP組高于HDF組(P<0.01)，LFHD組與HFHD組相比無(wú)差別(P>0.05)。 結(jié)論：四種方式對(duì)于蛋白結(jié)合力較低的蛋白結(jié)合類(lèi)毒素清除效率接近于小分子毒素的清除效果；HDF、HD+HP對(duì)中等蛋白結(jié)合力的蛋白結(jié)合類(lèi)毒素的清除能力優(yōu)于HFHD、LFHD；HD+HP清除高蛋白結(jié)合力的蛋白結(jié)合毒素的能力最佳，HDF次之，LFHD和 HFHD幾乎無(wú)效。

蛋白結(jié)合類(lèi)毒素 低通量血液透析 高通量血液透析 血液透析濾過(guò) 血液灌流

隨著慢性腎臟病(CKD)的進(jìn)展，患者體內(nèi)蛋白結(jié)合類(lèi)毒素的血清濃度逐漸升高，至CKD 5期達(dá)到高峰[1]。蛋白結(jié)合類(lèi)毒素在CKD患者體內(nèi)蓄積與其首要死亡原因心血管事件密切相關(guān)[2]。隨著對(duì)蛋白結(jié)合類(lèi)毒素生物效應(yīng)的不斷認(rèn)識(shí)，清除維持性血液透析(MHD)患者體內(nèi)蛋白結(jié)合類(lèi)毒素成為熱點(diǎn)。因?yàn)榈鞍捉Y(jié)合類(lèi)毒素與白蛋白結(jié)合的特性，使得常規(guī)血液透析(HD)對(duì)其清除有限。然而，目前低通量血液透析(LFHD)、高通量血液透析(HFHD)和血液透析濾過(guò)(HDF)對(duì)蛋白結(jié)合類(lèi)毒素清除效果的研究結(jié)論不一[3-4]；血液灌流(HP)是常用的臨床吸附方法，其填充劑樹(shù)脂具有多孔、吸附物質(zhì)種類(lèi)較多等優(yōu)點(diǎn)，可吸附清除各種炎癥因子、藥物等，廣泛應(yīng)用于急性中毒、內(nèi)毒素血癥及肝衰竭[5]的治療,有可能對(duì)蛋白結(jié)合類(lèi)毒素有較高的清除效率[6]，但至今為止國(guó)內(nèi)外采用HP清除蛋白結(jié)合類(lèi)毒素的研究尚未見(jiàn)報(bào)道。本研究選擇具有代表性的蛋白結(jié)合類(lèi)毒素——馬尿酸(HA)、硫酸對(duì)甲酚(PCS)、硫酸吲哚酚(IS)、3-羧基-4-甲基-5-丙基-2-呋喃丙酸(CMPF)，比較LFHD、HFHD、HDF和HD+HP這4種不同血液凈化方式對(duì)蛋白結(jié)合類(lèi)毒素的清除效果。

對(duì)象和方法

研究對(duì)象 選取2014年12月至2015年10月中國(guó)人民解放軍空軍總醫(yī)院血液凈化中心的MHD患者，入選標(biāo)準(zhǔn)：(1)透析齡>3月；(2)自體動(dòng)-靜脈瘺功能良好者；(3)無(wú)殘余腎功能者；(4)規(guī)律透析，3次/周，4h/次；(5)已簽署知情同意書(shū)。 排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)已知對(duì)透析器材料有過(guò)敏反應(yīng)、禁忌證或不能耐受者；(2)血小板計(jì)數(shù)<60×109/L者；(3)有其他凝血障礙者，有嚴(yán)重出血傾向或活動(dòng)性出血者；(5)合并感染、心力衰竭及惡性腫瘤者。

最終入取患者136例，男89例、女47例，年齡20～78歲，平均(59.0±14.6)歲，透析齡(45.6±20.3)月。原發(fā)病包括慢性腎小球腎炎48例、糖尿病腎病23例、高血壓腎病32例、多囊腎2例、慢性間質(zhì)性腎病12例、狼瘡腎炎10例及IgA腎病9例。

研究方法

一般情況 136例MHD患者經(jīng)過(guò)4周洗脫期后，隨機(jī)分為4組，各組基線(xiàn)資料見(jiàn)表1。四組患者的年齡、透析時(shí)間、透析前腎功能、血清HA、PCS、IS和CMPF水平無(wú)差異，具有可比性。

表1 各組患者基本資料

HD:血液透析；HFHD：高通量血液透析；HDF：血液透析濾過(guò)；HP：血液灌流

治療方案 LFHD組：使用德國(guó)貝朗低通量聚砜膜透析器,Diacap LOPS15，3次/周，4 h/次，血流量220～260 ml/min,低分子肝素抗凝，透析液流量500 ml/min。HFHD組：使用山東威高通量聚砜膜透析器,HF18，超濾系數(shù)49 ml/(h·mmHg),3次/周，4 h/次，血流速度240～260 ml/min，低分子肝素抗凝，透析液流量600 ml/min。HDF組：使用德國(guó)貝朗高通量聚砜膜透析器,Diacap HIPS18,1次/周，4 h/次，血流速度220～260 ml/min，均采用后置換，置換液量按超濾血流比30%計(jì)算，低分子肝素抗凝，透析液流量500 ml/min。HD+HP組：1次/周，使用珠海健帆HA-80型樹(shù)脂血液灌流器和德國(guó)貝朗低通量聚砜膜透析器,Diacap LOPS15，灌流器串聯(lián)在透析器之前，灌流時(shí)間2h，血流量180 ml/min，2h后撤下灌流器后恢復(fù)血流速220～260 ml/min，普通肝素抗凝，透析液流量500 ml/min。上述治療方案均采用碳酸氫鹽透析液。

觀(guān)察指標(biāo)

標(biāo)本采集 LFHD組、HFHD組及HDF組患者分別在透析開(kāi)始前及結(jié)束時(shí)于內(nèi)瘺動(dòng)脈端處采血，HD+HP組在透析開(kāi)始及灌流結(jié)束后采血，分離血清置于-80℃保存至檢測(cè)。應(yīng)用連續(xù)性部分透析液收集法[5]收集四組患者透析過(guò)程中廢液，透析結(jié)束后將收集的透析廢液充分混勻，取10 ml置于-80℃保存；此外，HD+HP組留取血液灌流器，利用旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)的方法提取血液灌流器中的蛋白結(jié)合類(lèi)毒素。

旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)法提取蛋白結(jié)合類(lèi)毒素 去離子水沖洗血液灌流器直至流出液體澄清，利用排氣泵將無(wú)水甲醇泵入血液灌流器中，浸泡>30 min，然后用6倍柱體積的無(wú)水甲醇溶液洗脫，將洗脫液置于蒸發(fā)瓶中加熱至甲醇揮發(fā)完全。甲醇重復(fù)溶解后再次提純，最后用甲醇定容-80℃保存。

生化檢查 我院檢驗(yàn)科自動(dòng)生化分析儀檢測(cè)血清及透析廢液中尿素氮(BUN)。

蛋白結(jié)合類(lèi)毒素的檢測(cè) 采用高效液相色譜串聯(lián)質(zhì)譜法(HPLC-MS/MS)檢測(cè)血清、透析廢液及提取液中HA、PCS、IS及CMPF的濃度。

蛋白結(jié)合類(lèi)毒素的清除計(jì)算公式 溶質(zhì)下降率(RR)：RR(%)=(透析前濃度-透析后濃度)/透析前濃度×100%，計(jì)算患者BUN、β2-MG、HA、PCS、IS及CMPF的下降率。溶質(zhì)清除總量(TSR)：TSR(mg)=C×(Qd+Quf)×t[4]，其中C為透析廢液中蛋白結(jié)合類(lèi)毒素的濃度(mg/L)，Qd為透析液流速(ml/min)，Quf為全程平均超濾率(ml)，t為透析時(shí)間(min)。血液灌流器中TSR(mg)=C0×V0，其中C0為灌流器中提取蛋白結(jié)合類(lèi)毒素的濃度(mg/L)，V0為蛋白結(jié)合類(lèi)毒素定容的容積(ml)。Kt/V=-ln(R-0.008×t)+(4-3.5×R)×UF/W,其中R為透析后/透析前尿素的比值，t為每次透析治療小時(shí)數(shù)(h)，UF為每次透析治療中超濾量(L)，W為患者透析治療后體重(kg)。

統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 采用SPSS 17.0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)學(xué)分析，正態(tài)分布的計(jì)量資料用平均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差表示，采用t檢驗(yàn)或單因素方差分析,P<0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，P<0.01為統(tǒng)計(jì)學(xué)差異顯著。

結(jié) 果

小分子溶質(zhì)的清除情況 LFHD組、HFHD組、HDF組及HD+HP組Kt/V分別為1.32±0.28、1.32±0.21、1.38±0.27和1.41±0.32，各組之間比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。LFHD組、HFHD組、HDF組及HD+HP組BUN下降率分別為(65.29%±5.25%)、(69.04%±6.24%)、(68.01%±6.08%)及(70.87%±9.07%)，各組之間比較差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

蛋白結(jié)合類(lèi)毒素的清除情況 將毒素根據(jù)其與白蛋白結(jié)合的親和力蛋白結(jié)合類(lèi)分為高蛋白結(jié)合力、中蛋白結(jié)合力及低蛋白結(jié)合力三種類(lèi)型[7]。本實(shí)驗(yàn)中的CMPF、IS和PCS、HA分別代表這三類(lèi)蛋白結(jié)合類(lèi)毒素。表2顯示四種蛋白結(jié)合類(lèi)毒素的分子量及蛋白結(jié)合力。

表2 蛋白結(jié)合類(lèi)毒素的特性

HA：馬尿酸；PCS:硫酸對(duì)甲酚；IS：硫酸吲哚酚；CMPF：3-羧基-4-甲基-5-丙基-2-呋喃丙酸

蛋白結(jié)合類(lèi)毒素透析前后毒素的濃度及溶質(zhì)下降率和溶質(zhì)清除總量見(jiàn)表3～5。對(duì)于HA的清除，四種方式之間無(wú)差異；對(duì)于PCS及IS的清除，HDF及HP清除效果較好；對(duì)于CMPF的清除，HP最佳，其中LFHD及HFHD不能有效清除。

表3 各組治療前后對(duì)血清溶質(zhì)濃度的變化

BUN：尿素氮；HA：馬尿酸；PCS:硫酸對(duì)甲酚；IS：硫酸吲哚酚；CMPF：3-羧基-4-甲基-5-丙基-2-呋喃丙酸；LFHD：低通量血液透析；HFHD：高通量血液透析；HDF：血液透析濾過(guò)；與治療前相比，a:P<0.05，b:P<0.01；與LFHD比，c:P<0.05，d:P<0.01；與HFHD比，e:P<0.05；與HDF比，f:P<0.05

表4 各種蛋白結(jié)合類(lèi)毒素血清下降率的比較

HA：馬尿酸；PCS:硫酸對(duì)甲酚；IS：硫酸吲哚酚；CMPF：3-羧基-4-甲基-5-丙基-2-呋喃丙酸；LFHD：低通量血液透析；HFHD：高通量血液透析；HDF：血液透析濾過(guò)；與LFHD組比,a:P<0.05,b:P<0.01；與HFHD相比，c:P<0.05，d:P<0.01；與HDF相比，e:P<0.01

表5 各種蛋白結(jié)合類(lèi)毒素溶質(zhì)清除總量的比較

HA：馬尿酸；PCS:硫酸對(duì)甲酚；IS：硫酸吲哚酚；CMPF：3-羧基-4-甲基-5-丙基-2-呋喃丙酸；LFHD：低通量血液透析；HFHD：高通量血液透析；HDF：血液透析濾過(guò)；與LFHD組比,a:P<0.05,b:P<0.01；與HFHD相比，c:P<0.05，d:P<0.01；與HDF相比，e:P<0.01；ND:測(cè)不出

討 論

心血管事件是MHD患者死亡的重要原因[8]。MHD患者血管鈣化、動(dòng)脈粥樣硬化的患病率及心血管事件的發(fā)生率遠(yuǎn)高于正常人群[9-10]。PCS和IS在體內(nèi)激活NADPH酶，產(chǎn)生大量氧自由基，引起血管內(nèi)皮細(xì)胞發(fā)生氧化應(yīng)激反應(yīng)，損傷血管內(nèi)皮細(xì)胞，導(dǎo)致血管鈣化、冠狀動(dòng)脈疾病及心血管事件的發(fā)生[11-12]。高濃度的PCS和IS均是心血管事件的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，可導(dǎo)致全因死亡率的增加[12]。因此，如何有效清除MHD患者體內(nèi)蛋白結(jié)合類(lèi)毒素顯得尤為重要。

本實(shí)驗(yàn)比較了LFHD、HFHD、HDF及HD+HP對(duì)蛋白結(jié)合類(lèi)毒素的清除效果，結(jié)果提示這四種血液凈化方式對(duì)蛋白結(jié)合類(lèi)毒素均有一定的清除能力，但是清除效率差異較大。HA作為一種與白蛋白親和力較低的蛋白結(jié)合類(lèi)毒素，在LFHD組、HFHD組、HDF組及HD+HP組中血清下降率分別約為58%、62%、64%及59%，四種方式對(duì)其清除率接近于對(duì)小分子溶質(zhì)BUN的清除率。蛋白結(jié)合類(lèi)毒素在機(jī)體中主要與白蛋白結(jié)合[13]，常規(guī)HD難以將其清除出體外，其主要清除游離形式的蛋白結(jié)合類(lèi)毒素，HA蛋白結(jié)合率較低(約55%)，血清中游離形式的HA較多，所以四種方式均可對(duì)其有效清除。

對(duì)于PCS與IS的清除，LFHD組與HFHD組血清下降率及透析廢液中溶質(zhì)清除量無(wú)明顯差異，LFHD對(duì)PCS及IS的血清下降率分別約為31%、34%，而HFHD對(duì)這兩種毒素的清除較LFHD相比并無(wú)優(yōu)勢(shì)，這與Meert等研究結(jié)果相符[14]。HDF組和HD+HP組中PCS及IS的血清下降率達(dá)45%～50%，同時(shí)HDF組透析廢液中PCS和IS的溶質(zhì)清除量約為L(zhǎng)FHD及HFHD組的2.5倍，HD+HP組血液灌流器中的溶質(zhì)清除量約為L(zhǎng)FHD及HFHD組2倍?？梢?jiàn)HDF和HD+HP對(duì)PCS和IS的清除優(yōu)于LFHD和HFHD。推測(cè)原因是HDF結(jié)合彌散與對(duì)流在清除蛋白結(jié)合類(lèi)毒素中發(fā)揮協(xié)同作用，清除效果優(yōu)于單一血液透析方式；HDF并不是通過(guò)對(duì)流直接提升IS 和 PCS的清除，而可能是對(duì)流通過(guò)增加液體的濾過(guò)壓力而使更多蛋白結(jié)合類(lèi)毒素分子在透析膜表面與透析液更充分接觸，使得結(jié)合形式的毒素與白蛋白解離而被清除，即提高了游離部分毒素的彌散作用。同時(shí),吸附也是清除蛋白結(jié)合類(lèi)毒素的重要作用機(jī)制。本研究中HDF組與HD+HP組對(duì)PCS及IS的清除并無(wú)差異，這可能與我們實(shí)驗(yàn)僅僅測(cè)得HP前后(即治療2h)血清蛋白結(jié)合類(lèi)毒素的濃度有關(guān)，但是LFHD也可清除部分蛋白結(jié)合類(lèi)毒素，所以HD+HP治療4h后，PCS、IS的血清下降率可能大于HDF組，前期我們實(shí)驗(yàn)組的結(jié)果證實(shí)這一結(jié)果[15]。

CMPF是一種蛋白結(jié)合率幾乎為100%的高蛋白結(jié)合類(lèi)毒素，LFHD及HFHD透析后總濃度較透析前不但沒(méi)有下降，反而升高，透析廢液中濃度極微量，基本測(cè)不出。與Itoh等[16]報(bào)道相符，這主要是因?yàn)镃MPF具有較高的蛋白結(jié)合力，血液中幾乎沒(méi)有游離形式的CMPF存在，并且透析后由于超濾脫水血液濃縮而導(dǎo)致了濃度的升高。HDF的血清下降率為8%，透析廢液中溶質(zhì)總量為3.7 mg，這可能與對(duì)流有關(guān)；而HD+HP組清除率可達(dá)30%左右，透析廢液中溶質(zhì)清除量可達(dá)到10 mg，可見(jiàn)HP對(duì)高蛋白結(jié)合率的蛋白結(jié)合類(lèi)毒素清除的優(yōu)勢(shì)。這是因?yàn)檠汗嗔髌髦械臉?shù)脂吸附劑可通過(guò)氫鍵、范德華力及分子篩作用特異吸附蛋白結(jié)合類(lèi)毒素，清除的不僅僅為游離形式的蛋白結(jié)合類(lèi)毒素，所以對(duì)高蛋白結(jié)合率的毒素體現(xiàn)出優(yōu)勢(shì)。

小結(jié)：LFHD、HFHD、HDF及HD+HP對(duì)蛋白結(jié)合類(lèi)毒素均有一定的清除能力。四種方式對(duì)于較低蛋白結(jié)合力的蛋白結(jié)合類(lèi)毒素清除效率均接近于小分子毒素的清除效果；對(duì)于中蛋白結(jié)合力的蛋白結(jié)合類(lèi)毒素的清除，HDF、HD+HP優(yōu)于HFHD、LFHD；對(duì)于高蛋白結(jié)合力的蛋白結(jié)合類(lèi)毒素，HD+HP、HDF都能夠部分清除，但以HD+HP效果最佳，但仍需進(jìn)行長(zhǎng)期臨床研究，觀(guān)察對(duì)患者遠(yuǎn)期預(yù)后的影響。

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(本文編輯 逸 沐)

Removal efficacy of protein-bound uraemic toxins by different blood purification strategies

ZHANGHong，LIXinlun，LUNLide

DepartmentofNephrology,AirForceGeneralHospital,Beijing100142,China

Correspondingauthor:LUNLide(E-mail:lunlideldm@163.com)

T Objective：To compare the efficiency of protein-bound uraemic toxins removal by four main strategies [low-flux hemodialysis (LFHD),high-flux hemodialysis (HFHD),hemodiafiltration (HDF) and hemoperfusion(HD+HP).] Methodology：This study was a prospective,randomized clinical trial.136 maintenance hemodialysi(MHD) patients were selected and after four weeks of run-in period they were randomly divided into four groups:LFHD group,HFHD group,HDF group and HD+HP group.Removal of hippuric acid(HA),p-cresyl sulfate (PCS),indoxyl sulfate (IS) and 3-carboxy-4-methyl-5-propyl-2-furanpropionic acid(CMPF) was determined by reduction ratios (RRs) and total solute removal (TSR) in continuously collected dialysate and HD+HP apparatus by high-performance liquid chromatography tandem mass spect-rometry(HPLC-MS/MS). Results：Plasma levels of the protein-bound toxins were significantly decreased by all treatment forms,but the removal effective were different.As for HA,the reduction rate were no difference in each group (P>0.05).As for PCS,HDF and HD+HP have higher RR than LFHD (P<0.01) and HFHD (P<0.05,P<0.01).As for IS,HDF and HD+HP have higher RR than LFHD (P<0.05) and HFHD (P<0.05). CMPF can hardly remove in LFHD and HFHD,while HDF and HD+HP have higher RR than LFHD (P<0.01) and HFHD (P<0.01). And HD+HP was higher than HDF (P<0.01). Conclusion：The remove efficacy of low affinity to human serum albumin protein-bound toxin were not significant different among groups. To remove middle affinity to human serum albumin protein-bound toxins,HDF and HD+HP were superior to HFHD and LFHD. To remove high affinity to human serum albumin protein-bound toxins,HDF and HD+HP can be partially removed,and HD+HP is the best. While HFHD and LFHD were hardly to remove.

protein-bound uremic toxin low-flux hemodialysis high-flux hemodialysis hemodiafiltration hemoperfusion combined with hemodialysis

10.3969/cndt.j.issn.1006-298X.2016.05.005

中國(guó)人民解放軍空軍總醫(yī)院腎病科(北京，100142)

倫立德(E-mail:lunlideldm@163.com)

2016-05-04

? 2016年版權(quán)歸《腎臟病與透析腎移植雜志》編輯部所有