長(zhǎng)時(shí)間心肺轉(zhuǎn)流患者應(yīng)用微聚體濾器處理剩余機(jī)血的臨床研究

劉銘月，李勇男，劉 剛，閆姝潔，張巧妮，樓 松，吉冰洋

在心肺轉(zhuǎn)流（cardiopulmonary bypass，CPB）過(guò)程中，泵的剪切應(yīng)力、血液直接與非生理人工表面接觸、手術(shù)操作術(shù)野血液的不斷吸引以及轉(zhuǎn)流時(shí)間過(guò)長(zhǎng)等因素引起血液破壞，可刺激微聚體的形成［1］。因此，在CPB剩余機(jī)血和Cellsaver回收血中常含有大量微聚體。微聚體是由血液中破壞的紅細(xì)胞、白細(xì)胞、血小板、內(nèi)皮細(xì)胞等不同類型細(xì)胞釋放的磷脂小囊泡堆積組成［2］，臨床輸血可見(jiàn)粘性絮狀物堵塞輸血器，或輸血完畢后在血袋中遺留有少量的濃稠物，此即微聚體［3］。微聚體的釋放是多種刺激引起的受控制的過(guò)程，包括促凋亡的刺激，剪切應(yīng)力和損害應(yīng)激［4］。微聚體輸入體內(nèi)易發(fā)生血栓栓塞并發(fā)癥，堵塞直徑較細(xì)的微小動(dòng)脈，成為術(shù)后呼吸功能不全、腎功能障礙等的誘發(fā)因素［5－6］。 有研究表明紅細(xì)胞來(lái)源的微聚體，可釋放酵母多糖A和脂多糖因子，抑制吞噬細(xì)胞的活性，并抑制多種細(xì)胞因子如白介素（interleukin，IL）－10、IL－8 的釋放，故紅細(xì)胞微聚體是引起輸血后免疫抑制的重要因素之一［3］。

在輸血過(guò)程中，應(yīng)用微聚體過(guò)濾器，可通過(guò)直接攔截、慣性撞擊和擴(kuò)散攔截等作用機(jī)制，有效濾除血液中的微聚體和顆粒物成分，降低血栓栓塞和輸血后免疫抑制發(fā)生的風(fēng)險(xiǎn)。SQ40s是孔徑為40 μm的一次性使用微聚體過(guò)濾器，其高強(qiáng)度的縱橫編織聚酯濾網(wǎng)，與血液相容性較好，而且過(guò)濾量高達(dá)10 U全血或5 U紅細(xì)胞［7］，可有效減少庫(kù)血中的微聚體輸入體內(nèi)。目前尚無(wú)該濾器應(yīng)用于心肺轉(zhuǎn)流過(guò)程的文章報(bào)道。大血管手術(shù)和肺動(dòng)脈內(nèi)膜剝脫術(shù)需低溫停循環(huán)，且轉(zhuǎn)流時(shí)間長(zhǎng)，血液破壞更為嚴(yán)重，微聚體生成可能更多，筆者推測(cè)對(duì)這類手術(shù)應(yīng)用微聚體濾器可減少血液中微聚體，可能改善患者預(yù)后。本研究將SQ40s應(yīng)用于接受低溫停循環(huán)或低流量CPB成人患者，對(duì)其應(yīng)用于CPB剩余機(jī)血和Cellsaver回收血處理并回輸?shù)陌踩院陀行?，進(jìn)行臨床效果評(píng)價(jià)。

1 資料與方法

1．1 研究對(duì)象 在2017年8月至2017年12月期間，納入中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院阜外醫(yī)院需低溫停循環(huán)或低流量CPB心臟手術(shù)成人患者60例，包括Stanford A型主動(dòng)脈夾層患者56例與慢性血栓栓塞性肺動(dòng)脈高壓患者4例，實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組各半。排除標(biāo)準(zhǔn)：①嚴(yán)重感染或有腫瘤等惡性疾??；②嚴(yán)重肝腎功能不良；③血液疾病患者。本研究方案經(jīng)中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院阜外醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)同意（批準(zhǔn)文號(hào)：2016－806），入組患者自愿參加本次試驗(yàn)，并已簽署知情同意書(shū)。

1．2 實(shí)驗(yàn)分組與方法 按隨機(jī)數(shù)字表將患者分入實(shí)驗(yàn)組（SQ40s濾器過(guò)濾，n＝30）和對(duì)照組（普通輸血器過(guò)濾，n＝30），實(shí)驗(yàn)組在CPB結(jié)束后，將剩余機(jī)血或Cellsaver回收血液經(jīng)過(guò)SQ40s濾器（國(guó)械注進(jìn)20163660680，Haemonetics S．A．）過(guò)濾后儲(chǔ)存于無(wú)菌儲(chǔ)血袋中待回輸。對(duì)照組將剩余機(jī)血或Cellsaver回收血液直接儲(chǔ)存于無(wú)菌儲(chǔ)血袋中待回輸。實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組再各隨機(jī)分為 2個(gè)亞組：剩余機(jī)血組（SQ40s組、輸血器組）和 Cellsaver組（SQ40s組、輸血器組），每個(gè)亞組各15例。其中剩余機(jī)血定義為：停機(jī)后CPB管路內(nèi)（包括靜脈儲(chǔ)血罐、膜肺、微栓濾器及管道內(nèi)）的所有血液；Cellsaver回收血液定義為：心臟手術(shù)全程（開(kāi)胸過(guò)程失血、自魚(yú)精蛋白中和后及關(guān)胸止血過(guò)程的出血）從術(shù)野吸引的血液。上述血液均通過(guò)靜脈通路回輸至患者體內(nèi)，一般在室溫下4 h內(nèi)輸注完畢。

1．3 麻醉和CPB方法 所有患者均采用靜脈誘導(dǎo)、靜脈吸入復(fù)合麻醉，手術(shù)期間的通氣管理旨在維持動(dòng)脈二氧化碳分壓正常，吸入氧濃度40%、呼氣末正壓6 cmH2O、潮氣量6～8 ml／kg。 使用 Stockert S3體外循環(huán)機(jī)、Medtronic膜式氧合器、Stockert變溫水箱、天津塑料研究所定制CPB管道和動(dòng)脈微栓濾器以及Medtronic靜脈血氧飽和度監(jiān)測(cè)儀。經(jīng)升主動(dòng)脈和上下腔靜脈或右心房插管建立CPB。CPB方式為深低溫停循環(huán)或深低溫停循環(huán)選擇性腦灌，CPB術(shù)中維持中度血液稀釋，紅細(xì)胞比容（hemato?crit，HCT）0．20～0．25。

1．4 臨床終點(diǎn)指標(biāo)與術(shù)中標(biāo)本采集

1．4．1 主要臨床終點(diǎn)指標(biāo) 掃描電鏡濾膜殘留物觀察。血液過(guò)濾完成后將實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組的濾膜（n＝6）取出，戊二醛（1～3 h）—鋨酸（0．5～1 h）雙固定，脫水干燥，粘樣，離子濺射鍍膜。掃描電鏡（日本電子JSM5510）放大100倍鏡下觀察。每個(gè)樣本隨機(jī)選取3個(gè)視野拍照，根據(jù)灰度值差異通過(guò)Image J對(duì)殘留物進(jìn)行半定量分析［8］。

1．4．2 次要臨床終點(diǎn)指標(biāo) CPB前、CPB停機(jī)時(shí)、濾過(guò)后、術(shù)后 24 h 紅細(xì)胞（red blood cell，RBC）、血紅蛋白（hemoglobin，Hb）、白細(xì)胞（white blood cell，WBC）、血小板計(jì)數(shù)（platelet count，PLT）及肌酐（creatinine，Cr）。 術(shù)畢及術(shù)后 1 h、3 h、12 h、24 h 的呼吸指數(shù)（respiratory index，RI）、術(shù)后24 h胸腔引流量、機(jī)械輔助通氣時(shí)間、ICU停留時(shí)間及住院時(shí)間。分別采集各組患者CPB前動(dòng)脈血、停機(jī)后剩余機(jī)血或Cellsaver回收的血液、經(jīng) SQ40s過(guò)濾后血液、患者術(shù)后 1 h、3 h、12 h、24 h 動(dòng)脈血各 5 ml，全自動(dòng)血細(xì)胞分析儀測(cè)定RBC、WBC、PLT數(shù)量，RA?DIOMETER ABL800血?dú)夥治鰞x及其配套試劑進(jìn)行血?dú)夥治?，Sysmex CS5100血凝儀及配套試劑測(cè)定凝血五項(xiàng)。

1．5 統(tǒng)計(jì)學(xué)處理 所有數(shù)據(jù)使用SPSS 16．0軟件進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，符合正態(tài)分布的計(jì)量資料以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（±s）表示，兩組間比較采用t檢驗(yàn)。采用重復(fù)測(cè)量的雙向方差分析確定時(shí)間、組和交互在不同時(shí)間點(diǎn)上的影響。為了進(jìn)行多重比較，應(yīng)用最小二乘差分法對(duì)結(jié)果進(jìn)行校正。不符合正態(tài)分布的計(jì)量資料用中位數(shù)和四分位間距表示，兩組間比較采用非參數(shù)檢驗(yàn)。計(jì)數(shù)資料以頻數(shù)（百分比）表示，兩組間比較采用X2檢驗(yàn)。P＜0．05認(rèn)為差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2．1 臨床基線資料 各亞組間患者性別、年齡、身高、體重等術(shù)前基線值及CPB轉(zhuǎn)機(jī)時(shí)間、升主動(dòng)脈阻斷時(shí)間、術(shù)后剩余機(jī)血量均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0．05），見(jiàn)表 1 和表 2。

2．2 血液成分變化 對(duì)SQ40s組濾過(guò)前后血液中成分進(jìn)行比較，剩余機(jī)血亞組RBC、Hb、HCT、WBC和PLT等數(shù)量濾過(guò)前后無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0．05），見(jiàn)表3。Cellsaver亞組的回收血液無(wú)血小板，其余血液成分濾過(guò)前后差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0．05），見(jiàn)表4。SQ40s濾器未改變正常血液成分。

表3 剩余機(jī)血亞組過(guò)濾回收血前后血液成分變化（n＝15，±s）

表3 剩余機(jī)血亞組過(guò)濾回收血前后血液成分變化（n＝15，±s）

項(xiàng)目 濾過(guò)前 濾過(guò)后 P值RBC（×1012／L） 2．90±0．51 2．88±0．43 0．491 Hb（g／L） 90．47±16．58 89．40±13．95 0．362 HCT 0．26±0．49 0．26±0．41 0．261 WBC（×1012 ／L） 6．13±3．02 5．75±2．46 0．057 PLT（×109 ／L） 131．73±48．09 127．00±47．49 0．14

表4 Cellsaver亞組過(guò)濾回收血前后血液成分變化（n＝15，±s）

表4 Cellsaver亞組過(guò)濾回收血前后血液成分變化（n＝15，±s）

項(xiàng)目 濾過(guò)前 濾過(guò)后 P值RBC（×1012／L） 5．22±2．71 4．72±1．32 0．363 Hb（g／L） 157．96±81．63 143．07±42．02 0．360 HCT 0．45±0．22 0．41±0．11 0．323 WBC（×1012 ／L） 4．61±2．95 4．27±1．60 0．647

表1 剩余機(jī)血組亞組患者基本情況比較（n＝15）

表2 Cellsaver組的亞組患者基本情況比較（n＝15）

2．3 掃描電鏡 在掃描電鏡100倍鏡下可見(jiàn)，SQ40s濾膜呈致密的縱橫編織結(jié)構(gòu)，吸附較多的血液破壞成分，為RBC、PLT以及液體凝固物產(chǎn)生的血液凝集塊，見(jiàn)圖1、圖2。通過(guò)ImageJ對(duì)濾網(wǎng)殘留物進(jìn)行半定量分析，剩余機(jī)血亞組與Cellsaver亞組的SQ40s組濾網(wǎng)攔截物，均顯著多于輸血器組［（0．633±0．127） vs （0．245±0．040），P＝0．001］，見(jiàn)圖3和圖4。

圖1 剩余機(jī)血亞組的兩組濾網(wǎng)殘留物（×100）

圖2 Cellsaver亞組的兩組濾網(wǎng)殘留物（×100）

圖3 剩余機(jī)血亞組的兩組濾網(wǎng)殘留物半定量分析

圖4 Cellsaver亞組的兩組濾網(wǎng)殘留物半定量分析

2．4 臨床效果

2．4．1 剩余機(jī)血亞組 SQ40s組患者術(shù)后24 h Cr水平明顯低于輸血器組（P＝0．029）。術(shù)后24 h RBC、WBC、PLT、胸腔引流量、機(jī)械輔助通氣時(shí)間、ICU停留時(shí)間以及住院時(shí)間，SQ40s組與輸血器組無(wú)顯著差異（P＞0．05），見(jiàn)表5。

RI呈現(xiàn)時(shí)間效應(yīng)（P＝0．001），在術(shù)后 12 h實(shí)驗(yàn)組顯著低于對(duì)照組（P＝0．027），其余時(shí)間點(diǎn)組間無(wú)明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0．05），見(jiàn)圖 5。

2．4．2 Cellsaver亞組 術(shù)后 24 h RBC、WBC、PLT、Cr、胸腔引流量、機(jī)械輔助通氣時(shí)間、ICU停留時(shí)間以及住院時(shí)間，SQ40s亞組與輸血器亞組Cellsaver處理后無(wú)顯著差異（P＞0．05），見(jiàn)表 6。

RI呈現(xiàn)時(shí)間效應(yīng)（P＝0．003），但在各時(shí)間點(diǎn)兩組間無(wú)明顯統(tǒng)計(jì)學(xué)差異（P＞0．05），見(jiàn)圖6。

圖5 剩余機(jī)血亞組的兩組患者RI比較

圖6 Cellsaver亞組的兩組患者RI比較

3 討 論

深低溫停循環(huán)或低流量手術(shù)往往需要長(zhǎng)時(shí)間體外轉(zhuǎn)流，在此過(guò)程中患者易丟失大量體液，血液成分受到嚴(yán)重破壞［9］，破壞的 RBC、WBC、PLT、內(nèi)皮細(xì)胞等不同類型細(xì)胞釋放磷脂小囊泡堆積形成微聚體［2］。微聚體輸入體內(nèi)后，由于這些細(xì)胞碎片大多被肺過(guò)濾，可能堵塞直徑較細(xì)的血管，進(jìn)而引起肺動(dòng)脈高壓和通氣／血流比例失衡，造成術(shù)后呼吸功能不全［10］。此外，在術(shù)中控制性低血壓或需要大量輸血的緊急情況下，往往不利于器官灌注。此時(shí)微聚體堵塞腎臟微循環(huán)，抑制游離血紅蛋白經(jīng)腎排出，導(dǎo)致腎功能障礙甚至急性腎衰［6］。輸血過(guò)程中應(yīng)用微聚體濾器，可通過(guò)直接攔截、慣性撞擊和擴(kuò)散攔截等作用機(jī)制，有效濾除血液中的微聚體和顆粒物成分，降低器官微血管栓塞。Ju Mizuno［11］報(bào)道微聚體濾器可減少產(chǎn)科術(shù)后羊水栓塞的發(fā)生，梁輝等［12］也證實(shí)微聚體濾器可凈化回輸RBC質(zhì)量。

表5 剩余機(jī)血亞組的SQ40s組和輸血器組患者術(shù)后臨床資料（n＝15）

表6 Cellsaver亞組的SQ40s組和輸血器組患者術(shù)后臨床資料比較（n＝15）

在本研究的離體實(shí)驗(yàn)部分，筆者觀察到無(wú)論是對(duì)剩余機(jī)血還是Cellsaver回收血，SQ40s均不改變血液成分。通過(guò)掃描電鏡觀察時(shí)，確認(rèn)微聚體為RBC、血小板以及液體凝固物產(chǎn)生的血液凝集塊，且大部分超出了網(wǎng)眼口徑的大小，孔徑 40 μm的SQ40s濾膜攔截物顯著多于170 μm的普通輸血器。

本研究在體實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)用SQ40s組濾器處理機(jī)血輸入患者后RI呈時(shí)間效應(yīng)，且在術(shù)后12 h顯著降低。RI是肺泡動(dòng)脈氧分壓差與動(dòng)脈氧分壓之比，提示濾除微聚體可能與肺的通氣、氧交換功能相關(guān)。但剩余機(jī)血的容量通常在800～1 000 ml，故隨著時(shí)間延長(zhǎng)，兩組間的RI無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異。而在Cellsaver組，Cellsaver回收后剩余200～300 ml濃縮血液，應(yīng)用SQ40s濾器處理較少的cellsaver回收血，不能引起RI間的顯著差異。

另外，剩余機(jī)血亞組的SQ40s組患者術(shù)后第一天Cr水平顯著低于輸血器組。血小板微聚體通過(guò)阻塞腎毛細(xì)血管，是CPB術(shù)后腎功能不全的原因之一［13］。SQ40s濾器通過(guò)濾除血小板微聚體，可能在一定程度上減輕術(shù)后腎損傷。

本研究樣本量較少，主要探討了SQ40s微聚體濾器實(shí)際濾過(guò)效果、對(duì)CPB剩余機(jī)血成分及患者術(shù)后24 h臨床轉(zhuǎn)歸的影響。因微聚體是由血液中破壞的不同類型細(xì)胞釋放的磷脂小囊泡堆積組成，目前尚無(wú)準(zhǔn)確的檢測(cè)手段，無(wú)法進(jìn)行精確定量分析。在本研究中為了比較其與普通輸血器的濾過(guò)效果，應(yīng)用掃描電鏡觀察濾網(wǎng)殘留物間接證實(shí)微聚體的濾除。因此，探究微聚體的精確檢測(cè)手段，并且將剩余機(jī)血經(jīng)微聚體濾器濾過(guò)后再回輸，對(duì)患者術(shù)后各器官功能及預(yù)后的影響，還有待擴(kuò)大樣本量進(jìn)一步進(jìn)行研究。

綜上，長(zhǎng)時(shí)間心肺轉(zhuǎn)流過(guò)程中，應(yīng)用SQ40s微聚體濾器可以攔截回收血液中的微聚體，并對(duì)血液成份無(wú)影響，潛在改善患者預(yù)后。