透析膜生物相容性指标的初步研究

透析膜生物相容性指标的初步研究

血液透析是肾衰竭最重要的治疗方法之一。血液透析是一种机械性的非生理过程,血液与透析膜之间的接触(血膜接触)激活补体,产生细胞因子,引起人体一系列不适反应,包括头痛、发热、肌肉酸痛、低血压、动脉硬化、腕管综合征、营养不良、感染等。所谓透析膜的生物相容性是指血液与生物膜材料之间发生的特异性和非特异性反应。目前评价透析膜生物相容性的指标各家不一,白细胞介素6(IL-6)、白细胞介素1(IL-1)、白细胞介素10(IL-10)已被明确,但影响因素较多。白细胞介素8(IL-8)和肿瘤坏死因子α(TNF-α)联合评价透析膜生物相容性研究尚少。通过此项研究可更好地指导临床工作,筛选出可靠、客观的评价透析膜材料生物相容性指标。1数据和方法1.1肾功能心力衰竭2003年5月至2005年5月我院收治尿毒症患者60例,男25例,女35例,年龄25～75岁,平均(55±18)岁,病程(2.5±1.5)年,均符合慢性肾功能衰竭-尿毒症诊断标准。原发病中肾小球肾炎占第一位,糖尿病肾病占第二位,高血压肾损害占第三位,其余分别为多囊肾、间质性肾炎等。所选患者2个月内均无感染、活动性自身免疫病及恶性肿瘤,未服用免疫抑制剂,不伴有心衰,血压控制在140～160/70～90mmHg(1mmHg=0.133kPa),透析中不输血,均应用促红细胞生成素(EPO)及铁剂纠正贫血,入组前未行血液透析治疗。20例健康志愿者作为对照,男8例,女12例,年龄30～70岁,平均(52.0±15.0)岁。1.2聚膜透析器联合大鼠血清透析液系统ps组将60例受试对象随机分为3组。CA组20例:为使用醋酸纤维素膜透析器透析患者(CA-130,膜面积1.3m2,日本Nippro公司产品)。HE组20例:为使用血仿膜透析器透析患者(HE-1408,膜面积1.4m2,山西华鼎医疗器械有限公司产品)。PS组20例:为使用聚砜膜透析器透析患者(F6,膜面积1.3m2,德国Fresenius公司产品)。其中,20例CA组设自身前后对照,未行血液透析期间为非透析组(NHD组),开始透析后为透析组(HD组),并与20例健康志愿者(NC组)做对照。透析液为碳酸氢盐透析液。透析机均为德国Fresenius4008S血透机,透析时间均为4.5小时,每周透析3次,3个月为1疗程。血管通路均为中心静脉置管,均为低分子肝素钙抗凝。透析液流量500ml/min,血流量200～250ml/min。透析器第1次使用(首用)和第4次使用(复用)取血,开始透析前及透析结束前5分钟,从血管通路的动脉端抽取血标本5ml。健康志愿者清晨空腹肘静脉采血5ml。1.3测试指标和实验方法肾功能及电解质用常规生化法测定。血清IL-8、TNF-α和β2-微球蛋白(β2-MG)放射免疫法测定。1.4统计学分析检测结果以均数±标准差(x¯±sx¯±s)表示,统计分析用SPSS10.0软件包进行F检验及相关性分析,P<0.05有统计学意义。2结果2.1是否参保il-8、tnf-表达情况尿毒症患者透析和非透析状态下细胞因子IL-8、TNF-α和β2-MG表达不同:HD组明显高于NHD组,二者均明显高于NC组(均P<0.01),见表1。非透析状态下(NHD组)血清IL-8水平和血肌酐(SCr)水平呈正相关关系,见图1。尿毒症患者首次使用不同膜材透析器,细胞因子IL-8、TNF-α表达不同:CA组明显高于HE组,HE组高于PS组,差异有统计学意义(均P<0.01)。对β2-MG清除差异有统计学意义(P<0.05)。尿毒症患者首用和复用透析器,细胞因子IL-8、TNF-α表达不同:复用后明显低于首用后(均P<0.01);而β2-MG变化不大,PS组尚有所降低,见表2。2.2肾功能和电解质改变尿毒症患者使用不同膜材透析器,透析器首次使用和复用对肾功能和电解质等生化指标影响均无差别(P>0.05),见表3。3毒副反应的水平和对血清tnf-的影响细胞因子(CK)是一类由活化的免疫细胞和某些基质细胞分泌的介导和调节免疫、炎症反应的多肽,相对分子质量为10000～45000。尿毒症患者体内存在多重代谢紊乱,贫血、代谢性酸中毒、多种毒性物质(尿素、肌酐、胍类、酚类等)潴留、感染、心衰等综合因素导致外周血单个核细胞(PBMC)激活,细胞因子产生增加;肾小球滤过率明显降低,肾脏清除细胞因子的能力极低。多重综合因素导致尿毒症患者体内产生多种细胞因子。大量文献已经证实,慢性肾功能衰竭(CRF)患者肾组织内有炎性细胞浸润及多种细胞因子、氧自由基及蛋白分解酶的产生,在引起肾组织结构破坏的同时能刺激具有单核巨噬细胞特性的肾小球系膜细胞和近端小管上皮细胞产生IL-8。而IL-8不易被血浆肽酶降解,作用持久,故尿毒症时血IL-8水平升高。本研究结果与文献报道相一致,尿毒症患者血清IL-8水平明显高于正常对照组,且与尿毒症毒素水平呈正相关。同理,尿毒症相关因素,如肾小球系膜细胞产生细胞因子增多、感染、内毒素血症等均可使血中TNF-α产生增多,肾脏清除减少,导致血中蓄积。但尿毒症本身存在有抑制细胞活化的因素,如白细胞介素1受体拮抗剂(IL-1Ra)和可溶性肿瘤坏死因子受体(STNFR)等,使得TNF-α不会因尿毒症毒素的堆积无限制的升高。本研究结果也显示,尿毒症患者血清TNF-α升高,但与尿毒症毒素水平无明确的相关关系。血液透析是治疗尿毒症(终末期肾脏病)的主要方法之一,而血液透析是一种机械性的非生理过程。在血透过程中,透析膜是引起生物不相容反应的重要原因。细胞因子是血透时急性与慢性并发症的免疫因素。膜的生物相容性与由此引发的病理变化密切相关。近期研究表明长期血透患者血清白介素和肿瘤坏死因子明显升高,并引起一系列生物不相容性反应,几乎影响所有组织的生物学功能,如首次使用综合征、淀粉样变、营养不良等。降低了透析患者的长期生存率和生活质量。本研究结果显示,透析膜的生物相容性差,IL-8、TNF-α水平明显升高。不同文献对血仿膜和聚砜膜生物相容性报道不一致。血膜反应主要发生在透析器的静脉端,血膜接触生物不相容,产生细胞因子IL-8、TNF-α等。血浆IL-8水平是补体激活和膜对其清除两者共同作用的结果。聚砜膜能够吸附补体激活后产生的C3a,C5a。C3a,C5a进一步激活PBMC产生细胞因子TNF-α,IL-1及TNF-α、IL-1进一步作用于PBMC产生的细胞因子IL-8均属于小分子蛋白质(相对分子质量2000～5000,相对血浆蛋白而言),当其再次进入透析器时,聚砜膜可以通过吸附的方式加以清除,醋酸纤维素膜、血仿膜等则没有吸附溶质的能力,无法将其清除。故IL-8水平的表达除受膜材料生物相容性影响外,还受其吸附能力的影响。而TNF-α相对分子质量较大,透析膜对其清除能力较差,在反映透析膜生物相容性方面,受其吸附能力影响较小。IL-8、TNF-α联合评价透析膜生物相容性相得益彰。研究表明,醋酸纤维膜比合成膜,如聚砜膜、血仿膜对内毒素的通透性要大一些,而且聚砜膜因其吸附小分子蛋白质的能力,不易内毒素通过。早有学者发现透析器的复用能减轻新透析器所引起的补体激活白细胞活化。复用改善生物相容性的机制在于血浆蛋白被吸附在透析膜表面,其上黏附的C3b片段,减少了血液中PBMC与透析膜的直接接触,从而血液中补体及PBMC的激活作用因此而减弱,细胞因子的产生减少。此外,透析管路中塑料颗粒,β葡聚糖及中空纤维的水提取物均可诱生细胞因子,透析器复用可减少这些因素对细胞因子的影响。本研究结果显示,透析器复用,并未增加IL-8和TNF-α的表达,在溶质和水清除方面,在有限的复用次数内(5次),不影响透析充分性。透析膜的生物相容性是涉及许多方面的相互关联、相互影响的复杂概念。透析相关因素通过不同途径影响IL-8、TNF-α等细胞因子的产生。后者又参与透析相关并发症的产生,影响患者生活质量。因此采取措施,如选用生物相容性好的透析器,合成膜的生物相容性较纤维素膜好,在不影响透析效率及安全的情况下,尽可能重复使用透析器。透析器复用,可改善透析膜的生物相容性,且不影响透析效果。尿毒症是一种全身性微炎症,尿毒症患者血清IL-8、TNF-α水平明显高于正常对照组。血液透析过程中血膜接触,生物不相容诱发细胞因子产生。IL-8、TNF-α水平联合应