腹膜透析液的器官保護作用

張志宏 綜述 俞雨生 審校

嚴重創(chuàng)傷、重癥感染及膿毒癥休克可繼發(fā)多器官功能障礙綜合征(multiple organ dysfunction syndrome,MODS)。據(jù)報道，重癥監(jiān)護病房(ICU)中MODS發(fā)生率為11%～40%，但其相關(guān)死亡率可高達44%～76%[1]。導致MODS的病理生理過程極為復雜，至少涉及以下機制[2]：(1)組織缺血缺氧；(2)細胞凋亡；(3)腸道菌群易位；(4)免疫調(diào)節(jié)紊亂；(5)線粒體功能障礙。目前靜脈液體復蘇、血管活性藥物使用及器官功能支持，如連續(xù)性腎臟替代治療(CRRT)、呼吸機輔助通氣和體外膜肺氧合(ECMO)等技術(shù)仍是MODS的重要治療手段，但研究發(fā)現(xiàn)其仍不能有效逆轉(zhuǎn)重要內(nèi)臟器官缺血缺氧低灌注狀態(tài)，甚至可能加重受損器官的“二次打擊”，如體外循環(huán)加重凝血功能紊亂和炎癥細胞活化，呼吸機增加心臟負荷降低有效搏出量等。如能在上述治療手段基礎上采取措施改善缺血臟器微循環(huán)、減輕水腫、調(diào)節(jié)淋巴回流、抑制炎癥反應將有助于調(diào)控受損器官間不適當?shù)摹敖换υ挕?cross-talk)，延緩、減輕乃至阻斷多器官功能衰竭的發(fā)生。

腹膜透析(PD)液是含有滲透劑、緩沖堿和電解質(zhì)的無菌溶液，是實現(xiàn)血液凈化、糾正機體內(nèi)環(huán)境紊亂的關(guān)鍵要素。Garrison等[3]在失血性休克動物模型中發(fā)現(xiàn)將PD液灌注腹腔后具有直接的器官保護作用，由此提出一種全新的復蘇方式——腹腔復蘇(direct peritoneal resuscitation,DPR)。近年來更多的研究發(fā)現(xiàn)，PD液灌注腹腔在壞死性腸炎、重癥胰腺炎和腦死亡等狀況下皆有獨特的直接器官保護作用，并對其作用機制進行了探索。本文綜述該領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀及其應用進展。

PD液成分

目前臨床應用最廣泛的PD液以葡萄糖為滲透劑，乳酸鹽為緩沖堿。依據(jù)水合葡萄糖的濃度，分為1.5%、2.5%和4.25%的PD液，對應滲透壓分別為345 mOsm/L、395 mOsm/L和484 mOsm/L(均為估計值)。以目前研究最多的商品化Delflex?透析液為例，含糖2.5%透析液主要成分如下：水合葡萄糖2.5 g/100 ml，鈉132 mEq/L，鈣3.5 mEq/L，鎂1.5 mEq/L，氯102 mEq/L，乳酸35 mEq/L，溶液pH 5.0～6.0，滲透壓398 mOsmol/L。相對于含糖2.5%的PD液，含糖1.5%的PD液對于機體葡萄糖負荷影響較小。

PD液的直接器官保護作用

改善缺血臟器血循環(huán)器官保護的關(guān)鍵是恢復缺血臟器血循環(huán)。壞死性腸炎(necrotizing enterocolitis,NEC)是新生兒常見急腹癥之一，其病理生理機制核心是內(nèi)皮細胞一氧化氮(NO)與內(nèi)皮素1(ET-1)調(diào)節(jié)紊亂，導致腸系膜血管持續(xù)痙攣收縮，引起相應腸段缺血壞死[4]。Walker等[5]利用 Sprague-Dawley大鼠構(gòu)建NEC模型，采用激光多普勒技術(shù)對回腸七個部位血流狀況進行測量。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，NEC模型構(gòu)建48h后回腸末端微動脈血流量顯著下降；隨后以微量泵在30 min內(nèi)向腹腔內(nèi)勻速灌注30 ml 含糖2.5%Delflex?透析液(以下統(tǒng)一簡稱DPR技術(shù))，受累回腸微動脈血流量穩(wěn)定提升，較最低水平升高28.2%～58.5%；若以1.5%葡萄糖Delflex?透析液腹腔灌注亦觀察到類似效應，受累回腸微動脈血流量較最低水平升高24.1%～41.7%。該研究觀察時限長達96h，提示病理狀態(tài)下葡萄糖透析液灌注腹腔后具有有益的血管活性作用，且1.5%葡萄糖透析液與更高濃度含糖透析液改善微循環(huán)效應相近，而前者對于機體血糖影響顯著低于后者。

失血性休克是戰(zhàn)創(chuàng)傷和災害事故中造成減員的最主要原因。大鼠失血性休克復蘇實驗顯示[6]，靜脈液體復蘇雖然能恢復體循環(huán)中心血流動力學接近正常，但在復蘇4h后有效肝血流量出現(xiàn)明顯下降，復蘇24h后差異更加顯著(4.6±0.2 ml/min/100g體重vs6.5±0.2 ml/min/100g體重)；若聯(lián)合DPR技術(shù)，復蘇后可始終保持有效肝血流量接近術(shù)前水平。DPR技術(shù)改善缺血臟器血循環(huán)的保護效應不僅限于腹腔臟器，甚至包括遠隔器官。另一項大鼠失血性休克復蘇實驗顯示[7]，傳統(tǒng)液體復蘇4h后大鼠肺動脈血流量較對照組顯著下降(0.9±0.1 ml/min/g體重vs1.5±0.2 ml/min/g體重)；若聯(lián)合DPR技術(shù)，肺動脈血流量可維持接近對照組水平。需要指出的是，延遲DPR技術(shù)即靜脈液體復蘇后延遲2～4h進行DPR，同樣顯示改善缺血臟器血循環(huán)的保護作用。大鼠失血性休克給予靜脈液體復蘇后，回腸末端微動脈血流量僅相當于術(shù)前水平的49.5%；若在常規(guī)液體復蘇后2～4h再給予DPR技術(shù)能顯著改善血流量，提升至術(shù)前水平[8]。

減輕靜脈液體復蘇導致的組織水腫減輕組織水腫有助于器官損傷修復。Zakaria等[9]利用核素示蹤技術(shù)精確測量失血性休克大鼠模型復蘇后液體分布(以C14標記甘露醇測量細胞外液體，I131標記IgG測量細胞內(nèi)液體，總體水以器官濕質(zhì)量與干質(zhì)量差值計算)，發(fā)現(xiàn)靜脈液體復蘇后2h，盡管中心血流動力學接近正常，但腸、肺、肝和肌肉組織有效血流量均數(shù)僅相當于對照假手術(shù)組40%～60%，同時腸、肝和肌肉的間質(zhì)含水量與肺泡含水量的均數(shù)分別均較對照假手術(shù)組升高19%～54%與12%不等，若給予2.5%葡萄糖PD液輔助DPR可部分減輕(肝和肌肉)或完全糾正(腸和肺)上述水腫狀況。 Hurt等[10]在失血性休克大鼠復蘇模型的研究中發(fā)現(xiàn)，常規(guī)靜脈液體復蘇將中心血流動力學恢復正常24h后，腸、肺、肝和肌肉組織的水腫仍非常嚴重，以2.5%葡萄糖PD液輔助DPR可完全糾正水腫狀況；需要指出的是，該實驗靜脈液體復蘇組復蘇后24h死亡率高達34%，而輔助DPR組死亡率為0，DPR減輕組織水腫更遠期保護效應有待證實。

調(diào)節(jié)腸系膜淋巴液性狀與回流腸道缺血所繼發(fā)的腸系膜淋巴液性狀與回流異常是導致腸源性系統(tǒng)性炎癥反應甚至MODS的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。Matheson等[11]在失血性休克大鼠復蘇模型中發(fā)現(xiàn)，常規(guī)靜脈液體復蘇后1h，腸系膜淋巴液回流速度較對照假手術(shù)組顯著升高(20.6±5.6 μl/minvs1.2±0.7 μl/min)；復蘇后2h淋巴液中透明質(zhì)酸(90.0±1.3 ng/mlvs73.7±1.4 ng/ml)和CD44(140.0±12.9 ng/mlvs15.6±1.5 ng/ml)含量亦顯著升高，二者被認為與中性粒細胞浸潤肝臟及肝損傷有關(guān)；此外，淋巴液中多種炎癥介質(zhì)如白細胞介素(IL)1β、IL-6、IL-10和γ干擾素(TFN-γ)等均在常規(guī)靜脈液體復蘇后顯著升高；若以2.5%葡萄糖PD液輔助DPR，腸系膜淋巴液回流速度及淋巴液性狀均顯著回落接近對照假手術(shù)組。

減輕系統(tǒng)性及組織水平炎癥反應免疫調(diào)節(jié)紊亂及其相關(guān)的炎癥反應失控是MODS重要發(fā)病機制，也是臨床干預的重要靶點之一。利用失血性休克大鼠復蘇模型，Matheson等[12]觀察到，常規(guī)靜脈液體復蘇后4h，大鼠體循環(huán)中多種炎癥介質(zhì)如IL-1β、IL-6、高遷移率組蛋白B1(HMGB1)水平均顯著高于對照假手術(shù)組，若以2.5%葡萄糖PD液同步DPR，上述異常升高的炎癥介質(zhì)水平均回落接近對照假手術(shù)組。在組織水平， Hurt等[6]在失血性休克大鼠復蘇模型中觀察到常規(guī)靜脈液體復蘇后4h，大鼠肝組織炎癥介質(zhì)IL-6和IFN-γ水平均顯著高于對照假手術(shù)組，肝組織多種與炎癥反應相關(guān)的趨化因子如CCL2、CCL3、CCL4等mRNA表達亦顯著上調(diào)，給予2.5%葡萄糖PD液同步DPR可糾正組織水平上述異常炎癥反應。在另一項隨訪72h的失血性休克復蘇實驗中，Garrison等[13]發(fā)現(xiàn)，輔助DPR較常規(guī)靜脈液體復蘇大鼠機體炎癥反應存在顯著差異，具體表現(xiàn)為靜脈液體復蘇后72h，大鼠體循環(huán)、肝門靜脈、肝、肺和回腸組織的促炎癥介質(zhì)TNF-α和 IL-6水平均顯著高于對照假手術(shù)組，而輔助DPR組中不僅上述異常升高的炎癥介質(zhì)均回落接近對照假手術(shù)組，同時肝組織抗炎介質(zhì)IL-10水平亦顯著高于對照假手術(shù)組。

腦死亡器官保護在重癥復蘇及移植領(lǐng)域具有重要臨床意義。腦死亡患者除血流動力學極其不穩(wěn)定外，重要臟器的損傷和炎癥反應也增加后續(xù)不良事件發(fā)生。Weaver等[14]利用硬膜腔加壓方法構(gòu)建大鼠腦死亡模型，分別在復蘇第2小時、第4小時和第6小時觀察體循環(huán)和回腸組織水平的炎癥反應。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，靜脈液體復蘇組體循環(huán)中與損傷或炎癥相關(guān)分子如脂肪酸結(jié)合蛋白(FABP)、脂多糖(LPS)、HMGB1和熱休克蛋白70(HSP70)在復蘇后2～6h均有顯著升高，同時免疫熒光染色顯示腸黏膜上皮細胞緊密連接分子帶狀閉合蛋白1(ZO-1)蛋白質(zhì)表達顯著下調(diào)；若以2.5%葡萄糖PD液同步DPR，上述異常現(xiàn)象在復蘇第6小時均得以糾正。進一步的研究發(fā)現(xiàn)，實施DPR對腹膜腔以外甚至遠隔臟器也具有保護效應。已知腎臟為腹膜外位器官，在大鼠腦死亡腎損傷模型中觀察到，靜脈液體復蘇后2～6h腎組織細胞間黏附分子(ICAM)、內(nèi)皮細胞黏附分子(VCAM)、E選擇素和P選擇素等蛋白質(zhì)表達均顯著上調(diào)，同時組織水平的炎癥介質(zhì)如TNF-α、IL-1β和IL-6以及趨化因子CCL2、CCL3等蛋白質(zhì)表達亦顯著上調(diào)；此外，每高倍視野下腎實質(zhì)中浸潤的中性粒細胞和巨噬細胞計數(shù)均明顯增多，反映中性粒細胞活化的髓過氧化物酶(MPO)活性亦顯著升高；若以2.5%葡萄糖PD液同步DPR，上述異?，F(xiàn)象均能得以部分緩解或完全糾正，如復蘇后第6小時腎實質(zhì)每高倍視野下浸潤的中性粒細胞(以每500 μl組織溶解液細胞計數(shù)表示均數(shù)25/HPFvs12/HPF)和巨噬細胞計數(shù)(均數(shù)18/HPFvs12/HPF)均有明顯下降，MPO活性亦明顯降低(均數(shù)1 800 mU/mlvs1 500 mU/ml，對照假手術(shù)組1 300 mU/ml)[15]。同樣，在大鼠腦死亡肺損傷模型中也觀察到DPR保護效應，即復蘇第6小時肺泡組織浸潤中性粒細胞流式細胞計數(shù)差異顯著(以每500 μl組織溶解液細胞計數(shù)表示均數(shù)950vs1400)，而凋亡通路關(guān)鍵分子含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶(Caspase 8)蛋白質(zhì)表達亦顯著低于靜脈液體復蘇組(2～4h含量均數(shù)0.3 ng/mlvs0.4 ng/ml，活性600 mmol/Lvs700 mmol/L)[16-17]。

降低動物死亡率動物實驗顯示DPR可降低死亡“硬終點”事件發(fā)生。上文大鼠失血性休克復蘇實驗[6]，常規(guī)靜脈液體復蘇或聯(lián)合腹腔灌注生理鹽水，復蘇后24h大鼠死亡率高達34%，而常規(guī)靜脈液體復蘇同步DPR同期死亡率為0。Crafts等[18]應用無損傷微血管鉗夾閉大鼠腸黏膜血管60 min制作腸缺血-再灌注損傷模型，結(jié)果術(shù)后第7天腸損傷模型組大鼠死亡率高達70%，而應用DPR技術(shù)救治的腸損傷大鼠死亡率降至40%以下。

PD液直接器官保護的機制

既往實驗已證明采用0.9%生理鹽水灌注腹腔不能改善缺血臟器微循環(huán)。Zakaria等[19]利用顯微攝像技術(shù)觀察大鼠回腸末端血液循環(huán)，分別測試不同溶液灌注腹腔后微血管管腔內(nèi)徑及其血流變化。測試的溶液分別為商品化葡萄糖PD液、氨基酸PD液、艾考糊精PD液及5%葡萄糖溶液、2.5%或5%甘露醇溶液和乳酸溶液，滲透壓為285～545 mOsmol/L，緩沖堿為乳酸鹽或碳酸氫鹽，溶液pH波動于5～7.4。結(jié)果顯示，所有商品化PD液均有不同舒張血管活性，且PD液中的高糖及其高滲透壓是舒張微血管的主要動力；此外，葡萄糖降解產(chǎn)物(GDPs)參與舒張血管作用，而乳酸僅在酸性環(huán)境下具有一過性舒張血管作用。該研究結(jié)果表明葡萄糖成分是PD液灌注腹腔發(fā)揮血管活性作用的主要載體。Matheson等[20]發(fā)現(xiàn)將等滲葡萄糖溶液灌注腹腔后，大鼠回腸末端各級微動脈均立即舒張，持續(xù)約90 min，但灌注等滲甘露醇溶液未見類似效應；將等滲葡萄糖溶液預先加入二丙基黃嘌呤(腺苷A1受體拮抗劑)處理后再灌注腹腔可完全抑制葡萄糖溶液誘導的微動脈舒張；同樣，將等滲葡萄糖溶液預先加入NO合酶抑制劑(N-甲基-L精氨酸，L-NMMA)處理后再灌注腹腔可部分抑制葡萄糖溶液誘導的微動脈舒張，將兩者聯(lián)合預處理的等滲葡萄糖溶液灌注腹腔可獲得完全抑制效應，但單獨加入格列苯脲(K+ATP通道阻滯劑)預處理不能減弱葡萄糖溶液誘導的微動脈舒張效應。上述實驗提示腹腔灌注葡萄糖舒張微循環(huán)效應主要通過腺苷A1受體介導。

有關(guān)PD液的直接器官保護效應的其他方面機制，如減輕組織水腫、調(diào)節(jié)淋巴液回流及其性狀、抑制系統(tǒng)性炎癥反應等，目前的認識仍極為有限，推測PD液中高濃度葡萄糖通過彌散至缺血腸壁，改變后者毛細血管通透性與水分轉(zhuǎn)移而減輕水腫，但如何理解PD液灌注腹腔對腹膜外位臟器腎臟及遠隔臟器(肺臟)的保護效應機制仍有待探討。

DPR臨床應用現(xiàn)狀

實施DPR不需要特殊設備，完全適用于一線救治。對于腹部開放創(chuàng)口，選擇19F腹腔引流管(JP)，將其腹內(nèi)端沿左半腹部腸系膜根部留置，皮下縫合固定；將預熱至37℃的2.5%或1.5%葡萄糖PD液通過JP導管持續(xù)灌注腹腔，滴速第1小時800 ml/h，以后400 ml/h維持；為避免腹腔高壓，腹腔內(nèi)液體不宜超過1 000 ml，可采取對側(cè)留置腹腔引流管，持續(xù)低強度負壓吸引。對于非腹部開放創(chuàng)口，可采用臍下經(jīng)皮穿刺法(Seldinger技術(shù))留置腹腔引流管，體外以三通接頭分別連接輸液泵和負壓吸引；以輸液泵控制1h內(nèi)滴入1 000 ml PD液，留腹1h后，轉(zhuǎn)換負壓吸引1h內(nèi)引流，再重復上述步驟[21-22]。

McKenzie等[22]報道DPR技術(shù)成功輔助救治1例出血壞死性重癥胰腺炎患者，該患者在常規(guī)治療過程中發(fā)生膿毒癥、急性腎損傷和可疑腹腔高壓綜合征，采用上述開放腹部置管，持續(xù)腹腔滴注和引流2.5%葡萄糖PD液(300 ml/h)，DPR后第10天成功拔管閉合腹部創(chuàng)口。Hopkins等[23]對2例發(fā)生壞死性腸炎新生兒成功實施了輔助DPR?；純浩鸩r表現(xiàn)膿毒癥休克伴血小板減低，以2.5%葡萄糖PD液25～50 ml/kg腹腔滴注和引流，每天DPR治療12h。作者發(fā)現(xiàn)在DPR治療后24h，患兒血流動力學逐漸平穩(wěn)，多巴胺劑量隨之減少，面色改善，尿量增多；至第3天患兒血小板顯著提升；第7天對患兒成功實施腸大部切除術(shù)后結(jié)束DPR。

DPR技術(shù)在損傷控制外科領(lǐng)域的應用已得到初步驗證。Smith等[24]總結(jié)自2008年至2012年共108例嚴重腹部外傷伴膿毒癥患者救治經(jīng)驗，進行傾向匹配后輔助DPR組與對照常規(guī)救治組各44例患者，基線兩組生理評分中位值分別為APACHE Ⅱ評分(27vs26)、SOFA評分(13vs13)和SAPS Ⅱ評分(51vs53)。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，48h后DPR治療組較對照組顯著改善患者各項生理評分APACHE Ⅱ評分(16vs23)、SOFA評分(9vs11)和SAPS Ⅱ評分(39vs45)，均P<0.05；預后方面優(yōu)勢包括前者腹部閉合時間顯著縮短(5.9dvs7.7d)、一期腹部閉合率提高(68%vs43%)、腹部并發(fā)癥較少(27%vs47%)、機械通氣時間縮短(10dvs14d)、ICU住院時間縮短(17dvs24d)，均P<0.05；硬終點死亡率比較前者較后者亦有下降趨勢(16%vs27%，P=0.15)。在另一組腹部外傷伴失血性休克患者的回顧性隊列研究中[25]，共納入59例患者，其中19例接受輔助DPR救治。研究者發(fā)現(xiàn)兩組雖然在ICU住院時間、總住院時間、機械通氣時間和死亡率比較上均無顯著差異，但在一期腹部閉合率、腹部閉合時間、腹部并發(fā)癥和半年后腹部疝發(fā)生率等方面，DPR組較對照組均有顯著優(yōu)勢。

在器官移植領(lǐng)域，DPR技術(shù)的應用也進行了有益的探索。在一項腦死亡供體移植研究中[26]，共納入78例槍傷、窒息、鈍器傷或腦血管意外臨終患者。所有患者經(jīng)過嚴格倫理審查后進入腦死亡供體程序，其中19例在常規(guī)醫(yī)療處置同時進行輔助DPR。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，器官“熱缺血”階段維持循環(huán)所需補液量DPR組顯著低于對照組(1 723 mlvs2 358 ml)，使用血管升壓藥比例前者顯著少于后者(5%vs34%)，肝血流量維持較高水平(相對于基線150%vs50%)，抗炎介質(zhì)IL-10的體循環(huán)水平顯著高于后者(2 500 pg/mlvs1 000 pg/ml)，單個供者最終實際成功移植器官數(shù)目高于后者(3.7vs3.0)，均P<0.05。

小結(jié)與展望

現(xiàn)有研究已證實PD液灌注腹腔后具有改善微循環(huán)、減輕水腫、調(diào)節(jié)淋巴回流、抑制炎癥反應等直接的器官保護作用；高糖與高滲透壓是該效應主要機制；DPR技術(shù)在嚴重創(chuàng)傷伴感染救治及移植器官保護等領(lǐng)域已得到初步應用。需要指出，DPR技術(shù)在從實驗向臨床轉(zhuǎn)化過程仍有待完善與提高，包括更接近生理狀態(tài)PD液配方的改進、自動化腹膜透析設備和遠程監(jiān)控實現(xiàn)精準灌注、與連續(xù)性血液凈化及多功能生命支持系統(tǒng)有機整合等。