课件：透析污染.ppt

,透析液的污染,影响透析生物相容性的重要问题,D,血液透析液质量与临床,讲述内容 透析液及透析用水的微生物污染概况 透析液及透析用水微生物污染的检测 污染物的跨膜转运 透析液污染的临床危害 透析液的质量保证及控制,日常摄入: 1 L 每年摄入: 350 L 质量控制: 味 嗅 色 浑浊度 pH,水与人体的接触量,W,健康人 - 10 l/周,血透病人 - 360 l/周,通过透析膜与血液接触,水与人体的接触,通过胃肠道接触,W,H O,2,H O,2,透析液的微生物污染概况,菌类 真菌（酵母菌），细菌和细菌片断 常见革兰阴性杆菌和非结核的分支杆菌 也能见到革兰阳性细菌 藻类： 蓝绿藻 病毒 如肝炎病毒 游泳池相关的脊髓灰质炎或腺病毒结膜炎病毒 但目前在透析人群中尚未见到水源性传播的病毒感染,Adapted from KLEIN et al. Artificial Organs, 1990.,Adapted from KLEIN et al. Artificial Organs, 1990.,不动杆菌属,阴沟肠杆菌,沙雷菌属,黄杆菌属,克雷白菌属,结肠杆菌,假单胞菌属,P.摩那菌属,P.fluorescens,P.cepacia,铜绿假单胞菌,莫拉杆菌属,产碱菌属,从透析液及透析用水分离出来的细菌,B,透析用水及透析液常见的微生物,假单胞菌属最常见，铜绿假单胞菌（绿脓杆菌）是最主要菌种，对消毒剂，紫外线照射的抵抗力较强，生长较快 酵母菌和丝状菌属(霉菌)亦存在，但不如细菌存在广泛 透析液中最常见的真菌属是Exophicia jeanselmei 最易致爆发流行的酵母菌属是近平滑假丝酵母菌和热带假丝酵母菌，而透析用水中最常见的是红酵母菌,细菌所产生的生物活性物质,活的细菌释放的生物活性物质，如外毒素 细菌溶解产物，如内毒素及肽聚糖(Peptidoglycans) 尽管完整细菌污染血液的发生率低 但上述细菌所产生的生物活性物质能够渗透过透析膜，刺激血液中的单核细胞释放细胞因子(cytokine),ERMEABILITY OF DIALYSIS MEMBRANES,透析膜的通透性,透析液中主要污染微生物的分子或颗粒的粗略大小,P,10,5,1,0.5,0.1,0.05,0.01,0.005,0.001,0.0005,0.0001,100 000,10 000,1 000,100,10,1,o,A,o,A,o,A,o,A,o,A,o,A,透析膜 最大孔径,酵母菌,细菌,内毒素,肽聚糖,常见的外源性致热原及其分子量,细胞壁成分 内毒素(脂多糖LPS) 脂类A相关LPS片段 其他LPS相关片段 肽聚糖(peptidoglycans) Muramyl-peptide 活细菌分泌生物活性物质 外毒素A 外毒素A片段 其他外毒素, 100,000 2,000- 4,000 8,000 1,000- 20,000 400-1,000 66,000 5,000 20,000 - 50,000,Lonnemann, Replacement of renal function by dialysis, pp 726-733, 1996,内毒素（脂多糖LPS）及其相关片段,N,内毒素聚集物,结合水及阳离子 阴性电荷集团 积聚的细胞内液 脂类A双分子层,O-抗原 外膜肽聚糖 间周隙 内膜 细胞质,蛋白,革兰氏阴性菌的细胞壁,脂多糖 (LPS) 单位,脂类 A,核心多糖,O-特异多糖,酸水解,LPS 亚单位,内毒素的生物活性,巨噬细胞,内毒素,细胞因子 IL-1 IL-6 IL-8 TNF,氧自由基 O2 H2O2 NO,脂类 前列腺素E2 血栓素A2 血小板激活因子,有益作用 轻度发热 激活免疫系统 杀灭微生物,有害作用 高热 低血压 DIC(弥漫性血管内凝血) 致死性休克,+,-,介质含量低,介质含量过量,YTOKINE INDUCTION DURING HEMODIALYSIS,血透中细胞因子的产生,Dinarello C.A. Kidney Int, 1992,Dinarello C.A. Kidney Int, 1992,“priming event“,“priming event“,透析膜,Acetate,醋酸盐,能诱导细胞因子产生的 细菌片段 外毒素,C5b-9,C5b-9,C5a,C5a,血液,透析液,IL-1,IL-1,mRNA,mRNA,RNA,RNA,DNA,DNA,?,IL-6,TNF,TNF,补体激活,C,LPS相关片段/细菌胞壁成分的IL-1产率,BACTERIAL CELL WALL COMPONENTS,0,0,1,1,2,2,6,6,5,5,4,4,3,3,500,500,10,10,10,10,2X10,2X10,3,3,4,4,4,4,Molecular weight,Molecular weight,X 胞壁酰肽,X Acyl-Glucosamines,X 肽聚糖,X 脂类 A,X 肽聚糖,Adapted from Takahashi et al, Blood Purification, 1988.,Adapted from Takahashi et al, Blood Purification, 1988.,I,IL-1，TNF，IL-6的生物活性,致热原及其他生物活性物质的检测,兔致热原试验 家兔或其他动物注射致热原污染的注射液,出现发热 LAL(limulus amoebocyte lysate) 鲎试验 检测内毒素和 1,3-B-D葡聚糖 (来源于酵母菌,霉菌,或纤维膜透析器) 比兔致热原实验敏感 SLP(silk worm lavae plasma)试剂检测 肽聚糖和MDP, 也能检测B-D_葡聚糖 MNC单核细胞活化产生的细胞因子定量方法 检测致热原检测所有微生物致热原以及致病能力的最好方法 从抗凝血中分离洗涤单核细胞,与检测样本孵育,ELISA方法定量细胞因子,热原物质的检测,D,污染物的跨透析膜转运,定义:透析液的污染物从透析液侧到血液侧的弥散和对流运动的总和 反转运=反弥散+反滤过 反弥散 由于透析液侧和血液侧的物质的浓度梯度关系,使透析液中的物质转运到血液中. 是小分子量(MW1000)的污染侧的转运模式 反滤过 由于透析液侧和血液侧的压力梯度关系,使透析液进入血运动(高通透透析膜血液侧出于透析液侧的压力,导致反超滤),反滤过,由于透析液侧和血液侧的压力梯度关系,使透析液进入血液侧运动 高通透透析膜更易导致反滤过,微生物污染物反转运的检测方法,LAL试验(检测方法不敏感) 细胞因子介导的单核细胞活化(测定IL_-1,IL-6,TNF-a)(较敏感) 血透患者的抗体测定(内毒素抗体),敏感 放射性标记LPS检测,敏感,2019/4/20,21,可编辑,微生物反向转运的证据1：内毒素抗体检测 高通透透析膜组患者抗内毒素抗体水平高于低通透膜患者,微生物反向转运的证据2 放射性标记的LPS能穿透高通透膜和低通透膜,微生物反向转运的证据3 -IL-1B释放 使用污染的透析液,体内细胞因子IL-1B释放增多 而用灭菌透析液以后,细胞因子释放有显著减少,微生物反向转运的证据4- IL-6释放 无论使用透析膜的生物相容性如何，在使用灭菌透析液后 IL-6释放都显著减少,如何避免微生物的污染：透析液/透析用水的标准,W,高通量透析及血液透析滤过的透析液，内毒素含量不得超过0.5 EU/ml 据LAURENCE RA： Quality of hemodialysis water: a 7 years multicenter study, AJKD, 1995, 25: 738-750,N.S. 没有规定,美国多中心有关致热原反应的报道,透析用水,40,23,50,% centers,% centers,% centers,细菌,内毒素, 5 EU/ml, 200 CFU/ml,细菌, 2000 CFU/ml,内毒素, 5 EU/ml,30家德国中心的透析用水及透析液质量调查,透析液,Data from Uhlenbusch et al, 1991.,F,42,50,魁北克地区透析用水标准的符合情况(1987-1994, 36 HD Centers),C,0,20,40,60,80,100,细菌,热原,化学污染物,微生物污染的危害,短期危害 致热原反应 发热，寒战，恶心，呕吐 低血压，肌肉痉挛，头痛,长期危害 免疫缺陷 2-MG 相关淀粉样变性 对促红细胞生成素抵抗 动脉粥样硬化 分解代谢加速， 负氮平衡,内毒素水平及临床/生物反应,Adapted from Baurmeister et al, High flux dialysis membranes: endotoxin transfer by backfitration can be a problem, Nephrol Dial Tansplant, 1989.,短期：致热原反应,透析中致热原反应的定义：在开始透析以前患者无发热及感染的症状及体征，透析过程中体温超过37.8 临床上无症状，或者寒战，肌肉痉挛，恶心，呕吐，低血压。 典型表现于开始透析60分钟出现， 非细菌相关的致热原反应开始更早，如首次使用综合征,致热原反应发生的原因,内毒素（LPS） 非内毒素（外毒素A） 但LAL实验只能检测LPS，故占致热原反应50%的非内毒素（如绿脓杆菌分泌的外毒素A）检测不到,长期危害,微生物污染透析液，细胞因子释放，T细胞活化， IL-1，IL-6，TNF-a水平增加，导致免疫缺陷 表现为皮肤移植物存活时间延长，感染易感性增加，高肿瘤发病率， 皮肤迟发变态反应实验阴性, 细胞因子介导C-反应蛋白（CRP）合成， 高CRP与心血管疾病及动脉粥样硬化，对促红细胞生成素抵抗， 营养不良低白蛋白血症有关， 分解代谢增加，负氮平衡及骨丢失,Adapted from C.A. Dinarello. New engl. J.Med., 311,22,1984.,IL-1的生物活性,M,补体激活,单核细胞/巨噬细胞的活化,IL-1,PGE 合成,2,(组织巨噬细胞),PGl 合成,2,儿茶酚胺,合成,嗜睡,释放游离氨基酸,急性反应物合成 （肝脏）,心血管系统 不稳定,中性粒细胞,活化,扩增,巨噬细胞 活化 扩增,合成,和,脱粒,(血管内皮）,新成代谢 通途活化,胶原蛋白,增殖,纤维变性,淀粉样变性,2,2,- - MG,释放,2,2,- MG,释放,B. 细胞,活化,T. 细胞 活化,IL-2 产生,T. 细胞,异化,厌食,发热,(hypothalamus),白细胞增多反跳,(骨髓),肌蛋白水解,肌损失 无力,氮产物,成纤维细胞 活化,抗体 产生,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,?,透析液污染状况与EPO维持剂量,透析介导的巨噬细胞活化在淀粉样纤维产生过程中的作用,微生物污染长期危害,由于2-MG沉积滑膜，肌腱，关节周围，长骨的干骺端，和椎间盘，（正常状态下，它被肾脏降解），导致关节痛，肩周炎，骨囊肿，病理骨折，腕管综合征（40岁以上患者多见，透析时间8年）,Adapted from Bernland et al, Dialysis fl