亞甲藍治療膿毒性休克的研究

吳波，羅世忠，鄭珈琳，魏維

（安岳縣人民醫(yī)院重癥醫(yī)學科，四川 安岳 642350）

0 引言

2002 年重癥醫(yī)學專家發(fā)表“巴塞羅那宣言”，旨在改善嚴重膿毒癥的生存率[1]。其后也多次更新膿毒癥及膿毒性休克的管理國際指南，其治療包括早期液體復蘇、抗菌藥物使用、血管活性藥物支持、機械通氣、鎮(zhèn)痛鎮(zhèn)靜以及營養(yǎng)支持等方面，雖然早期積極干預能改善部分患者結(jié)局，但膿毒性休克的死亡率仍居高不下，范圍從20%至50%[2-4]；而兒童膿毒性休克的病死率則高達54.3%[4]。膿毒癥休克仍是危重癥領(lǐng)域的重大難題。根據(jù)2016年“膿毒癥3.0”定義膿毒性休克為：宿主對感染的反應失控導致危及生命的器官功能衰竭，盡管充分的液體復蘇仍存在持續(xù)的低血壓，需要使用升壓藥物維持平均動脈壓65mmHg以上，血乳酸2mmol/L以上[5]。膿毒性休克根據(jù)血流動力學分類，屬于分布性休克的一種。該休克的根本原因是血管收縮和舒張功能異常導致血容量的分布異常，致有效循環(huán)血量減少。目前認為人體受到感染性侵襲后，發(fā)生休克的機制是多方面的共同作用結(jié)果，隨著研究的不斷深入，發(fā)現(xiàn)一氧化氮在其中起到了舉足輕重的作用。正常情況下，在神經(jīng)細胞和血管內(nèi)皮細胞內(nèi)， L-精氨酸在結(jié)構(gòu)型一氧化氮合酶（cNOS）作用下能合成一定量的一氧化氮，主要通過促進cGMP的合成而起到血管擴張作用，調(diào)節(jié)血壓，維持機體正常的血流分布。當患者受到細菌或毒素的感染后，激活巨噬細胞、中性粒細胞等炎性細胞，釋放大量炎性介質(zhì)，如白細胞介素-1（IL-1）、白細胞介素-6（IL-6）、腫瘤壞死因子-α（TNF-α）等，引起全身炎癥反應。IL-1等炎癥因子除了可以直接導致血管內(nèi)皮細胞損傷和毛細血管通透性明顯增加，還可以刺激血管平滑肌細胞、內(nèi)皮細胞、巨噬細胞、心肌細胞表達誘導型一氧化氮合酶（iNOS），導致一氧化氮爆發(fā)性釋放，血管舒張異常，嚴重時會出現(xiàn)對去甲腎上腺素等α受體激動劑無反應的血管麻痹狀態(tài)。雖經(jīng)積極處理，但膿毒性休克發(fā)生率及死亡率仍高，所以探求新的治療方法就迫在眉睫。一些協(xié)助或降低去甲腎上腺素劑量的藥物，如血管加壓素、特利加壓素、血管緊張素Ⅱ等也沒有降低28天的死亡率[6]。近年來，從膿毒性休克的發(fā)生機制出發(fā)，發(fā)現(xiàn)亞甲藍作為鳥苷酸環(huán)化酶抑制劑，其對NO/cGMP通路的負性作用，為其在膿毒性休克中的應用提供了理論依據(jù)。本文主要就亞甲藍在膿毒性休克患者治療過程中的作用機制及其臨床應用策略進行綜述。

1 亞甲藍臨床應用

亞甲藍是一種芳香雜環(huán)化合物，化學式為C16H18ClN3S。亞甲藍又稱美藍，是一種深藍綠色、無臭、針狀結(jié)晶物，當溶解在水中時變成藍色溶液，故其常作為染料，指示劑及生物染色劑使用；也作為氧化劑，被應用于臨床診斷及治療。亞甲藍靜注后作用迅速，半衰期為5.25小時[7]，6天內(nèi)74%由尿排出，其中22%為原形，其余為白色亞甲藍。少量亞甲藍通過膽汁，由糞便排出[8]。

在實驗室或檢驗科被用做細菌或細胞染色劑，但因為其容易氧化，染色結(jié)果不宜長時間保存，故與酸性染料黃色伊紅組成瑞氏染色液。醫(yī)源性輸尿管損傷是結(jié)直腸手術(shù)的嚴重并發(fā)癥，亞甲藍可以幫助確定輸尿管，可以使輸尿管可視化，從而提高安全性，減少手術(shù)時間和難度[9-10]。甲狀旁腺或乳腺手術(shù)中，幫助識別腺體或淋巴結(jié)[11-13]。臨床工作中，亞甲藍也常用于氣管食管瘺、胃腸道瘺的診斷[14-15]。亞甲藍用于神經(jīng)阻滯，對慢性疼痛及術(shù)后疼痛有一定療效[16-17]。低濃度亞甲藍能將高鐵還原型蛋白還原為血紅蛋白，故對亞硝酸鹽、硝酸鹽、苯胺等和含有或產(chǎn)生芳香胺的藥物（對乙酰氨基酚等）引起高鐵血紅蛋白血癥有效；而高濃度亞甲藍直接使血紅蛋白氧化為高鐵血紅蛋白，高鐵血紅蛋白易與氰基（CN-）結(jié)合形成氰化高鐵血紅蛋白，但作用時間短，對急性氰化物中毒、能暫時延遲其毒性。亞甲藍應用于臨床已有較長時間，其作為染料，鎮(zhèn)痛和解毒等作用，為臨床診斷、治療起到了明顯的作用。

2 亞甲藍作用于膿毒性休克的機制研究

正常生理情況下，以平滑肌細胞為例，體內(nèi)神經(jīng)興奮沖動使肌細胞產(chǎn)生動作電位，或血管活性物質(zhì)（如：去甲腎上腺素等）直接作用于細胞膜表面受體，導致細胞膜鈣通道打開和通過G蛋白偶聯(lián)受體介導的信號轉(zhuǎn)導機制，使肌質(zhì)網(wǎng)釋放鈣離子以及細胞外鈣離子內(nèi)流，增加肌細胞內(nèi)鈣離子濃度，與鈣調(diào)蛋白結(jié)合，引起橫橋的磷酸化，從而活化橫橋，導致橫橋與肌動蛋白的結(jié)合，產(chǎn)生肌肉收縮。與此相反的是，體內(nèi)神經(jīng)抑制沖動或舒張血管物質(zhì)（一氧化氮、心房鈉尿肽等）可以激活可溶性鳥苷酸環(huán)化酶，使三磷酸鳥苷催化為環(huán)磷酸鳥苷，導致肌球蛋白去磷酸化；也能使鈣離子外流，降低細胞內(nèi)鈣濃度，從而舒張平滑肌。適量的去甲腎上腺素、一氧化氮、心房鈉尿肽等對調(diào)節(jié)心血管舒縮功能，維持內(nèi)臟灌注和氧合，保護重要器官，具有重要意義。

目前有研究表明亞甲藍對NO/cGMP通路的作用，主要通過以下幾個方面：1）抑制NOS活性，減少一氧化氮的合成：NOS含有亞鐵血紅蛋白，亞甲藍能將NOS中Fe2+氧化為Fe3+；同時亞甲藍能抑制iNOSmRNA和蛋白表達，從而抑制iNOS的活性，減少膿毒性休克時一氧化氮的爆發(fā)式釋放[18-19]。2）直接滅活或降低一氧化氮的活性：處于還原狀態(tài)的亞甲藍，可被氧化為過氧化物，通過非cGMP途徑滅活NO等內(nèi)皮舒張因子（EDRF）[7,20]。John等用亞甲藍注射進膿毒性休克的兔體內(nèi)，兔血漿中一氧化氮濃度明顯降低，故考慮亞甲藍可能在抑制NOS同時，也直接滅活一氧化氮[21]。3）抑制sGC，降低cGMP：通過氧化sGC酶部分亞基，如亞鐵血紅蛋白和巰醇，從而選擇性抑sGC，減少cGMP生成，增加血管阻力及對兒茶酚胺類升壓藥的反應性，升高血壓[22]。

當患者發(fā)生膿毒性休克時，其體內(nèi)炎性細胞激活，炎癥瀑布效應導致大量炎性介質(zhì)釋放入血，一氧化氮爆發(fā)性釋放，NO/cGMP通路激活，血管麻痹擴張，導致休克難以糾正，致使患者死亡率居高不下。而對于膿毒性休克的治療探索，早在上世紀末，基于上訴理論機制，就有人率先使用亞甲藍治療膿毒性休克。1992年Schneider等人[23]就首次在2例使用大劑量去甲腎上腺素仍不能提升外周血管阻力（SVR）至1200 dyne*s*cm-5的膿毒性休克患者靜脈中注射亞甲藍，第一次輸注（1mg/kg）在5分鐘內(nèi)完成；當SVR下降到注射亞甲藍前的水平時，開始第二次輸注（2 mg/kg），輸注時間及間隔同上次；三小時后的第三注入（3 mg/kg）試圖進一步增加SVR，結(jié)果顯示亞甲藍可以改善平均動脈壓，對心率和肺動脈楔壓無影響，但其并沒有阻止多器官功能衰竭的發(fā)生以及死亡。直到2001年，Kirov等[24]開始了前瞻性隨機對照臨床試驗，該實驗納入20例膿毒性休克患者，隨機1:1分為亞甲藍組和對照組（等滲鹽水），方法為實驗組靜脈注射亞甲藍(2mg/kg)，2小時后每小時輸注亞甲藍量逐步增加0.25、0.5、1.0和2.0mg/kg，在輸注過程中，平均動脈壓保持在70-90mmHg之間，同時試圖減少腎上腺素的用量，研究結(jié)果顯示亞甲藍可以阻止感染性休克時心肌功能的抑制，提高平均動脈壓，減少其它血管活性藥的使用，但其對氧輸送無明顯影響，也不改變28天病死率。同樣，Memis等[25]也進行了前瞻雙盲隨機對照試驗，納入的30例膿毒性休克患者按1:1分為亞甲藍組和對照組，亞甲藍組予以0.5mg/kg/h，對照組予以等體積的等滲鹽水，持續(xù)輸注6個小時，于研究開始前15min、亞甲基藍輸注后24小時和48小時分別測定IL-1、IL-6、TNF-α的血漿濃度，同時評估了血流動力學參數(shù)（平均動脈壓、心率）、血氣、高鐵血紅蛋白水平和生化參數(shù)，研究結(jié)果也認為亞甲藍可以升高血壓，但并未影響細胞因子的血漿濃度，也不改善嚴重膿毒癥的預后。以上研究納入患者樣本量少，給藥時機把握不準，藥物代謝動力學及藥物效應動力學不清，致使試驗設計缺陷，尚不能準確的提供亞甲藍用于膿毒性休克患者的治療方案。

3 亞甲藍的應用策略

如果使用亞甲藍治療膿毒性休克患者，那么對于藥物使用時機、給藥劑量、使用頻次都將是臨床治療過程中需要重點的考慮因素。故制定較完善的治療策略至關(guān)重要。

3.1 亞甲藍時機

目前尚無亞甲藍治療膿毒性休克給藥時機的高質(zhì)量隨機對照試驗研究。僅2017年，Hunter等[26]人做了關(guān)于早期使用亞甲藍治療體外循環(huán)后患者血管麻痹所致休克的報道。該研究納入了118例患者，其中48例患者在早期，即在手術(shù)室內(nèi)就給予亞甲藍治療；另外70例患者則是在術(shù)后轉(zhuǎn)入重癥監(jiān)護病房時再予以亞甲藍治療。研究顯示早期給與亞甲藍治療的患者表現(xiàn)出腎功能衰竭減少(10.4% VS 28.6%，P=0.018)，手術(shù)死亡率降低(10.4% VS 28.6%，P=0.018)。而且該研究還顯示早期予以亞甲藍還可以降低血管麻痹綜合征所致主要不良事件（包括永久中風、腎功能衰竭、再手術(shù)、胸骨深傷口感染和長期通氣)）的風險。雖然在心臟手術(shù)中早期使用亞甲藍有改善患者結(jié)局的優(yōu)勢[26]，但目前仍缺乏支持在早期膿毒性休克患者中使用亞甲藍的數(shù)據(jù)。根據(jù)2016年拯救膿毒癥指南[3]，建議仍應優(yōu)先考慮兒茶酚胺和加壓素作為休克的初始血管活性藥物治療。所以，當患者出現(xiàn)難以糾正的循環(huán)衰竭時，可以酌情考慮使用亞甲藍，但在使用亞甲藍治療之前，應先調(diào)整患者液體容量、維持酸堿平衡及糾正電解質(zhì)紊亂等處理措施。

3.2 亞甲藍使用劑量

早在1995年Zhang等[27]人利用21只雜種狗分為3組進行了動物實驗，第1組（n=7）單獨接受內(nèi)毒素（2mg/kg靜脈注射）和第2組（n=7）除內(nèi)毒素外還聯(lián)合每小時以20mL/kg的速度接受生理鹽水輸注，并逐步增加劑量為2.5、5.0、10.0和20.0mg/kg靜脈注射亞甲藍，每次給藥30分鐘，間隔30分鐘；第3組（n=7）作為對照組，在不含內(nèi)毒素的情況下接受相同劑量的亞甲藍，結(jié)果顯示高劑量的10.0或20.0mg/kg亞甲基藍使得肺動脈高壓和肺血管阻力以劑量依賴性方式增加，而腸系膜動脈和腎動脈血流減少。Jufferman等[7]研究納入15名膿毒性休克患者，亞甲藍以1mg/Kg（N=4），3mg/Kg（N=6）或 7mg/Kg（N=5）在20分鐘內(nèi)注射，研究結(jié)果顯示輸注1-3mg/kg能夠升高平均動脈壓，心輸出量和外周血管阻力等，該結(jié)果可能是心臟收縮舒張功能改善，輸出量短暫增加所致，增加了組織氧合；且在這低劑量下，亞甲基藍不會增加胃粘膜-動脈血二氧化碳分壓差。而高劑量的亞甲藍（7mg/Kg）會進一步增加全身血流，進而增加胃粘膜-動脈血二氧化碳分壓差，提示可能會危及內(nèi)臟血流灌注。因此，我們建議在起始以低劑量輸注亞甲藍，但應監(jiān)測血乳酸、中心靜脈血氧飽和度、動靜脈二氧化碳分壓差，如果有條件的話可以行胃粘膜內(nèi)PH監(jiān)測等，以明確微循環(huán)代謝情況。

3.3 亞甲藍使用頻次

對于亞甲藍治療膿毒性休克患者給藥頻次的選擇，目前尚無具體的方案。2020年Abhishek Jaiswal[28]發(fā)表了一篇病例報告研究，一位38歲男性（該病例未提及患者具體體重），因肺部感染，代謝性酸中毒入院治療，多種血管活性藥物提升至最大用量仍不能糾正低血壓；此時予以亞甲藍0.16/mg/kg/h持續(xù)泵入54小時，循環(huán)逐漸穩(wěn)定，減停所有血管活性藥物，最后好轉(zhuǎn)出院。從上述病例，我們不難看出患者持續(xù)泵入亞甲藍對血流動力學的穩(wěn)定有益。但從Schneider[23]和Kirov[24]的研究，可以發(fā)現(xiàn)間斷推注對亞甲藍也能在短時間內(nèi)改善膿毒性休克患者的低血壓狀態(tài)，但這兩項研究均只是短時間記錄患者血流動力學狀態(tài)，尚有不足。所以對于亞甲藍使用頻次的討論仍需要后續(xù)更多的臨床研究證據(jù)支持。

4 亞甲藍的不良反應

亞甲藍在臨床醫(yī)用較為廣泛，其安全性較高。亞甲藍唯一的禁忌對象是葡萄糖-6-磷酸脫氫酶缺陷的患者，因為它可能導致溶血性貧血[29-30]。在許多研究中觀察到亞甲藍在改善血管麻痹狀態(tài)時，也同時增加了肺動脈阻力，降低動脈氧分壓，故患有肺動脈高壓的患者和正在接受吸入一氧化氮或其他肺血管擴張療法的患者理論上不應該給予亞甲藍治療[31]。Jufferman等[7]的研究報告提示部分患者胃灌注減少，以胃粘膜-動脈血二氧化碳分壓差升高為標志，這可能與亞甲藍的血管收縮特性有關(guān)。還有一些短暫副作用包括皮膚藍灰色變色和高鐵血紅蛋白輕微增加，這些都會在停藥后很快得到緩解[7]。

5 總結(jié)

亞甲藍可以改善膿毒性休克患者低血壓狀態(tài)，是一種潛在的和安全的血管收縮劑。但亞甲藍在膿毒性休克中的最佳應用時機、劑量以及頻次尚無定論，這也是我們下一步研究的方向。