连续性肾脏替代治疗对炎症介质的影响

1、    连续性肾脏替代治疗对炎症介质的影响        关键词连续性肾脏替代治疗炎症介质透析膜 目前已明确全身性炎症反应综合征（systemic inflammatory response syndrome，SIRS）与多器官功能障碍综合征（multiple organ dysfunction syndrome，MODS）的关系。SIRS是机体炎症细胞被某种损害因子过度激活后，产生大量炎症介质，最终导致机体对炎症反应失控而引起的一种临床综合征；MODS则是指严重创伤、脓毒血

2、症发病24h以上，肺、心、肾、肝、消化道、中枢神经、凝血系统等重要生命器官或系统，同时或渐进性发生两个或两个以上器官功能障碍的综合征。SIRS是MODS的中间过程，MODS是SIRS发展过程中最严重的阶段，多脏器功能衰竭（multiple organs failure，MOF）只是这一病理过程最严重和最终的结局，有程度不同的不可逆性。因此所有MOF患者都有MODS，但并非所有MODS患者都发生MOF。早期认识SIRS、通过调控炎症反应阻断其发展、清除血循环中的炎症介质和内毒素可能是MODS的治疗关键。本文就近年来连续性肾脏替代治疗（continuous renal replacement th

3、erapy，CRRT）对炎症介质的影响作一简述。1SIRS中的炎症介质在SIRS中，体内炎症细胞被活化产生炎症介质和抗炎症介质两类物质。如果炎症介质产生过多，反应程度过重，持续时间过长，机体对之失去调控，SIRS将向MODS乃至终末阶段发展，严重时甚至导致死亡1。炎症介质属中分子肽类，分子量500030000，包括细胞因子，磷脂酶A2依赖性产物如血小板活化因子（PAF）、白三烯和血栓素，来源于补体的物质如C3a、C5a及其脱精氨酸产物，以及细胞表面表达的可溶性粘附分子、激肽、凝血酶、心肌抑制因子、-内啡肽和热休克蛋白等。只有充分免疫抑制治疗才能抑制上述介质产生和补体介导的吞噬作用(调理)，TN

4、F-和IL-1介导的免疫反应体系过度激活等。针对这些炎症介质而研制出的各种对抗剂（如抗TNF单克隆抗体，PAF受体的拮抗剂BN52021、TNF可溶性受体、NO合成酶抑制剂L-NMMA等）只能作用于复杂网络中某一个介质，在动物实验中也取得了一定的疗效；但临床比动物实验更为复杂，尚无炎症介质对抗剂取得满意疗效的报道。CRRT使用高生物相容性、高通透性滤器，持续、缓慢地清除体内多余溶质和液体，对分子量30000的分子也能通透。与其分别阻断各种炎症介质的作用，不如通过CRRT加以清除。2膜的生物相容性对ARF预后的影响生物相容性差的膜与血浆接触后，补体活化产物如过敏毒素C3a、膜攻击复合物C5b-9

5、，及一些细胞衍生物浓度显著增高。纤维素膜可通过激活补体和白三烯使ARF患者预后恶化。1994年Schiffl等2随机对比了聚丙烯腈膜（PANAN69）与铜仿膜对两组年龄、肾功能不全程度和APACHE评分相似的重症ARF患者预后的影响，铜仿膜组存活率为38，而PANAN69治疗组为65；铜仿膜组死于感染的比例增高、肾功能恢复延迟。Hakim等3将ARF患者随机分为聚甲基丙烯酸甲酯膜（PMMA）和铜仿膜治疗组，发现PMMA组62患者肾功能恢复，而铜仿膜组只有37（P0.05）。PMMA治疗使非少尿患者的存活率显著提高。新近一项多中心对PMMA膜和铜仿膜的比较研究也得出了相似的结论，非少尿患者PMM

6、A治疗组存活率及肾功能恢复率高。这些来自间歇性血液透析治疗的研究表明，膜的生物相容性直接影响ARF患者的预后。醋酸纤维膜、血仿膜、聚砜膜（PS）、聚酰胺膜（PA）、聚碳酸膜等材料也在深入研究中。3补体系统3.1膜的补体激活能力非生物相容性膜(如铜仿膜)表面的羟基可与C3b结合，在B因子和D因子的作用下，通过替代途径激活补体系统；而生物相容性膜可结合H因子，C3b被后者结合后，被I因子灭活。生物膜是否能结合H因子，是其补体激活能力的决定因素。3.2D因子D因子是一种分子量23 000的多肽蛋白酶，是补体替代活化途径中的重要限速酶，正常情况下经肾小球滤出并在肾小管内降解，终末期肾病时其血浆浓度增高

7、10倍(正常值为1.52.5mgL)4。D因子浓度的增加，奠定了透析中补体激活的基础，小鼠体外和体内研究均证实用特异性封闭抗体抑制D因子活性，能成功地阻断补体替代活化途径，表明抑制D因子酶活性，即可抑制替代途径补体活化。近来研究发现，PANAN69和PMMA膜行血液透析能吸附大量D因子，单次常规血液透析后，血浆中的D因子浓度下降率分别为80和50，而醋酸纤维膜则不到10%。测定透析液的D因子浓度发现，清除以吸附为主，分别占两种膜总清除的98%和85%，醋酸纤维膜没有吸附作用5。Gasche等6发现，用PAN膜行CVVH后，D因子浓度下降直到饱和状态，膜对D因子吸附作用能持续数小时，PA膜无类似

8、作用。Slivester7也证实了PAN膜对D因子有吸附作用，使血浆浓度下降，但PS膜却使D因子浓度轻度增高。4细胞因子CRRT使用的高通透性滤器可清除大量细胞因子（附表）8。但细胞因子的清除不仅取决于分子量，还与分子构形、电荷、亲水性、疏水性、蛋白结合率、急相反应和受体等特点有关。附表高通透膜对SIRS中各种炎症介质的影响炎症介质分子量(×103)膜的作用超滤液中是否存在筛选系数LPS1000吸附00TNF-17×3吸附滤过？IR，Bio*0.010.09STNFR5560？00STNFR7580？00IL-117吸附滤过IR0.30.07IL-62229？吸附滤过IR

9、or BioN.D.IL-889？吸附滤过IR0.20.05IL-1018？IL-1Ra14滤过IR0.30.04C3a desArg2.5吸附滤过IR0.20.8C5a desArg2.8吸附滤过IR0.020.007TCC1无影响00D因子23吸附0PAF0.55吸附Bio00.3     ?*有争议Bio生物活性法IR免疫学方法不同生物膜清除细胞因子的能力不同。有些能吸附细胞因子，有些则可能增加细胞因子的释放。高通透性合成膜如PAN、PA和PS膜，有一疏水性表面，细胞因子不仅产生减少， 而且可通过滤过或吸附机制加以清除。PAN膜对TNF-的吸附能力

10、最强，Bommel9在体内和体外研究发现，AN69膜行CAVH时吸附的TNF-分子数达5×103个，PS和PA膜则不能。TNF-的筛选系数随时间延长而增大，2h时为1h时的4倍。AN69膜对IL-1清除能力是聚砜膜和聚酰胺膜的30倍，可达28.8mlmin。PAN膜还能吸附IL-6。治疗24h后，共吸附TNF- 4.5mg，IL-1 1.6mg，IL-61.9mg。吸附作用饱和后，筛选系数逐渐增加，TNF-和IL-1的筛选系数可达1.0，IL-6可达0.3。体内研究中，治疗4h和24h分别留取血液和超滤液标本，发现只有28%的超滤液标本能检出TNF-，但所有标本都能检出IL-6，TN

11、F-的清除量只有0.03 mgd，IL-6清除量为3.4mgd，IL-6水平显著降低。膜对TNF-的吸附作用2h时大于6h时，而20h时反而向血循环中释放，IL-6也呈相似的变化过程。4.1TNF-对TNF-清除有较多争议，主要与研究选用膜的特点、测试条件、检验方法等因素有关，因TNF-浓度轻度升高时主要以三聚体形式存在，并受其可溶性受体的影响。当TNF-浓度500ngL则筛选系数较大，可从超滤液中检测出。1993年Lonnemann等10体外研究发现，PAN膜对TNF的吸附能力明显强于PS膜，而经两种膜滤过的TNF都是微乎其微。这个结果也得到了其他作者认同。有作者怀疑TNF活性三聚体分子量高

12、达50000，任何膜都不可能滤过清除。PA膜既不能吸附也不能滤过TNF，行连续性血液滤过治疗时，败血症患者体内TNF不受影响。Millar等发现心-肺分流手术后SIRS患者，PAN和PS膜血液滤过后TNF浓度明显下降，但Silvester用PAN膜血液滤过治疗120例次重症患者后发现，4h后血浆TNF浓度下降20，而PS膜治疗后浓度却有升高（P0.001）。4.2IL-1研究已证实，PAN膜能吸附而不能滤过IL-1，PA膜既不能吸附也不滤过IL-1，对PS膜有争议：Lonneman等10发现能吸附一些IL-1，Brown和Mehta发现吸附量微乎其微。仅有的一项体内研究中发现PA和PS膜治疗后

13、血浆IL-1浓度无变化。4.3IL-6Bomme等9发现PAN膜对IL-6的吸附作用很强；临床研究结果差异较大，Journois发现体外循环术后患者用PS膜血液滤过治疗后，血浆IL-6浓度下降50，Millar11只发现2例患者血浆浓度有变化，而Hoffman发现PA膜治疗后血浆水平没有变化。Silvester等12的体内研究证实PAN和PS膜对IL-6有一些吸附作用，但血浆浓度却无显著变化。4.4IL-8Millar等11研究发现，PA膜对IL-8的筛选系数为0.5，但其血浆浓度却无明显变化。Silvester等12发现，PAN和PS膜能吸附IL-8，但未导致其血浆浓度的显著变化。由于IL-

14、8在体内与细胞结合后的内源性清除量很大，故不论用何种膜治疗，其血浆浓度保持稳定。5血小板活化因子（PAF）PS膜行CAVH能清除大量外源性、生物活性PAF。PS膜为高度疏水性高通透性合成膜，分为内层（真膜层）和外层（海棉样支撑结构），对PAF的清除分为吸附和滤过两个阶段。吸附发生在治疗早期，其作用为浓度和时间依赖性，可能是与多聚体上相应位点结合。对流的出现则相对滞后，其筛选系数主要决定于真膜层；受对流作用的驱使，PAF被外疏松层吸附，弥散时PAF的清除量相对较低。临床上发现CVVH超滤率低时细胞因子清除效果差，与这个研究结果一致。研究还观察到PAF在超滤液中出现要相对滞后，间接证明PAF先被吸

15、附清除。超滤液中PAF的量随时间延长而增加，逐渐达到平台。有趣的是，超滤液中白蛋白（PAF的载体)与PAF分离，提示PAF-白蛋白复合物解离，而与多聚体疏水基团竞争性结合。血浆中PAF的清除高于无血浆时的清除量，因为PAF可吸附于所有细胞表面的血浆上，使白细胞上吸附的PAF增加13，清除量增加。SIRS败血症时用CRRT清除PAF具有显著的临床意义。PAF 2位点的乙酰基水解后失活，正常时半衰期只有数分钟，但在SIRS败血症时，血浆乙酰基水解酶活性降低，半衰期延长13。6CRRT 新技术6.1高容量血液滤过（high volume hemofiltration，HVHF）经典CRRT技术在控制

16、重症患者的液体平衡中发挥了独到的作用，也能清除一些细胞因子，但血浆细胞因子的浓度并未显著下降，可能与滤器的筛选系数以及滤过率较低有关，膜的吸附作用也很快饱和，溶质的对流转运也较为有限。动物实验发现，HVHF超滤6Lh和假性治疗（血液在滤器内循环，不接透析液、置换液，也不超滤）组相比，两组动脉压、心排出量和左、右心室功能均有显著的统计学差异。将败血症动物和健康动物超滤液分别注入健康猪体内，发现败血症动物的超滤液能复制出与内毒素败血症相似的血流动力学变化。这项研究结果说明，HVHF能清除败血症中的一些水溶性毒素。HVHF在临床研究中给人印象最深刻的是，与CVVH相比，HVHF时正性肌力药物的用量明

17、显减少，绝大多数患者升压药的用量减少。可能与HVHF中大量输液，低温置换液导致血管收缩，血压升高有关，但未能证实两组患者体温有差异。其次，HVHF使用的滤器膜面积较大（1.6m2比1.2m2），对炎症介质的吸附清除增多。也可能HVHF中溶质的对流清除下调了炎症反应1416。6.2连续性高流量透析（continuous high flux dialysis，CHFD）CHFD时，透析液在高通透性透析器内循环，但超滤率接近“0”。每一个循环使用10L无菌透析液，悬挂在特殊的“秤”上，能够控制透析液出和入的速度。透析液可以一次性使用也可以循环使用。CHFD相当于无置换液“血液透析滤过系统”。在接近“

18、0”超滤时，透析器内同时存在超滤和返超滤现象，不仅存在弥散清除，也有对流清除，对中大分子物质的清除量增多。对流转运发生在透析器的“动脉端”，此处的超滤量最大；在透析器的“静脉端”透析液返回到透析器血液侧，相当于补充置换液。透析器面积为0.7m2时，透析液和血流量设定为100 mlmin，180200min后透析膜内外小分子溶质浓度达到平衡，透析液中大分子溶质为血浆的60，假定每4h更换一次透析液（10L），每天的尿素和肌酐清除率为60L，大分子溶质的清除率为36L；如果增加血流量和透析液流量或透析器面积，清除率还可进一步增加。6.3连续性血浆滤过吸附（continuous plasma fil

19、tration absorption，CPFA）研究发现血浆滤过比超滤清除TNF-、IL-1和IL-8的能力更强，细胞因子（特别是TNF-）的清除率和筛选系数比高通量血液滤过的清除率及筛选系数增加23倍，CPFA时将滤出液经一个吸附装置“再生”后回输体内，避免血浆中的补体（可能与猪败血症时发生致命性心肌抑制和循环衰竭有关）和致病因子的输入。动物实验证实，CPFA能清除大量前炎症性细胞因子和细胞内毒素，减少低血压发生率，降低最终死亡率17。这些结论还有待临床研究证实。小结CRRT已成为ICU中危重患者治疗的新手段，其优越性已不仅体现在对内环境的精确调控，还可能通过直接清除致病性炎症介质及肺间质水

20、肿，改善微循环和实质细胞摄氧能力、改善组织氧的利用，而达到对疾病的治疗作用，并为积极地营养支持创造有利条件，有益于SIRS 病理过程的改善。新型CRRT技术在实验性SIRS动物模型已取得了初步成效，其临床应用效果尚有待更多研究证实。作者单位：南京军区南京总医院解放军肾脏病研究所(南京，210002)参考文献1 Cavaillon JI-1，Munoz C，Fitting C et al.Circulating cytokines：the tip of the iceberg？Circ Shock，1991，38：1452 Schiffl H，Lang SM，Konig A et al.Bioc

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