中日友好医院 傅芳婷

写在课前的话

连续性肾脏替代治疗(CRRT),又称连续性血液净化(CBP )。是20世纪末开展的一种新的血液净化方法。1995年第一届国际连续性肾脏替代治疗会议规定采用每天连续24小时或接近24小时的一种连续性血液净化疗法替代受损的肾脏功能的净化方式即为连续性肾脏替代治疗。通过本课程学习,您将了解CBP在多脏器功能衰竭中的应用。

一、复杂性急性肾功能衰竭(ARF)

复杂性 ARF 就是危重型 ARF ,包括:①肾衰是多器官功能障碍的一部分。②发生于高龄病人(≥ 85 岁)。③病人既往存在至少两种慢性病。当急性肾衰合并以上任一情况时,就属于复杂性 ARF 或危重型 ARF 。ARF 是一种较常见的临床急、危、重症,发生于各科病人。ICU 占 10% ~ 30% ,Roncon提出重症监护肾脏病学。重症 ARF 的死亡率仍高于 50% 。

(一) CRRT 治疗的目的

维持水电解质、酸碱和溶质的稳定;防止肾脏进一步损伤;促进肾功能恢复;为其他支持疗法创造条件。

(二) CRRT 治疗的指征

1. 肾脏替代治疗:对于高钾、酸中毒、肺水肿等威胁生命的指征,要及时给予 CRRT 治疗;尿毒症并发症,要控制溶质水平,使氮质血症控制好;清除液体,调节酸碱以及电解质平衡。

2. 肾脏支持治疗:营养补充;充血性心力衰竭病人液体的清除;败血症时调节细胞因子的平衡;肿瘤化疗时清除磷与尿酸;治疗 ARDS 时的呼吸性酸中毒; MODS 时的液体平衡。

(三)临床应用

治疗时机尚无统一标准,应结合临床病情而定,水负荷比氮质血症更重要,不应局限于一些生理生化指标是否达到尿毒症水平。复杂性 ARF 的治疗原则是尽可能降低或避免发生尿毒症并发症。早期或预防性 CBP 能更好地控制水电酸碱平衡,促进肾功恢复,改善复杂性 ARF 的预后。

(四)复杂性 ARF 特点

复杂性 ARF 常伴有心血管功能衰竭或高分解代谢状态,常合并脑水肿,所以对复杂性 ARF ,首选 CRRT 治疗。

(五)治疗剂量

如果以控制氮质血症、稳定内环境为主要目的,治疗剂量较小,一般 CBP 3 ~ 4 天,氮质血症控制在一个平台期,尿素氮一般在 40 ~ 50mg/dl 。

二、系统性炎症反应综合征 (SIRS)

(一) 1991 年美国医学会对相关术语的相应定义

1. 感染:由微生物而导致的炎症反应,或正常无菌的组织中侵入微生物。

2. 菌血症:血液中存在可繁殖微生物。

3. 全身性炎症反应综合征(SIRS ):各种微生物或非感染性侵袭因素引起机体全身性炎症反应,临床表现为下列二项或二项以上者:①体温>38.0 ℃或<36.0 ℃;②心率>90 次/分;③呼吸频率>20次/ 分或动脉血二氧化碳分压 PaCO2<32 mmHg ;④ WBC>1.2 万或 <0.4 万或幼稚细胞 >10% 。

4. 败血症:血培养阳性或明显内毒素血症伴有上述 SIRS 二项改变。

5. 严重败血症:败血症伴有器官功能障碍,低灌注或低血压,低灌注可出现乳酸性酸中毒,少尿或神志急性改变。

6. 败血症低血压:败血症患者收缩压低于 90mmHg 或收缩压较原先降低 40mmHg ,而无其他低血压原因可寻。

7. 败血症性休克:败血症患者引起低血压、低灌注状态,经足够容量补充,仍有低血压,出现乳酸性酸中毒,少尿或神志急性改变,即使用血管活性药物或增加心肌收缩药物维持正常血压,仍有组织低灌注状态。

8. 多脏器功能不全综合征:败血症性休克或急性重危患者出现器官功能改变,未予治疗就不能维持内环境稳定。

1991年 8月 , 美国胸科医师学会/重症医学学会(ACCP/SCCM )提出了全身炎症反应综合征 (SIRS) 的概念,即是由感染( 50% )或非感染刺激宿主触发全身炎症反应,产生大量炎症介质,最终导致对炎症反应失控而引起的一种临床综合征。

(二)发病机制

正常机体的炎症反应是一个自限性的过程,但是当损伤因子数量巨大、毒力强、持续时间长,且机体处于超敏反应状态下,可产生大量的炎症介质。炎症介质一方面作用于局部和全身,一方面以正、负反馈方式进行相互调控,呈瀑布式激活,随着炎症反应机体释放各种介质。促炎症介质和抗炎症介质不平衡引起 SIRS;如果抗炎机制获得优势,由于单核细胞失活造成免疫麻痹称为代偿性抗炎反应综合征(CARS);促炎与抗炎二者处于亢进状态,使免疫系统陷入更严重的紊乱称为混合性拮抗反应综合征 (MARS) 。

1. 炎症反应

适度的炎症反应指的是感染后促炎症介质与抗炎症介质的反应平衡,机体恢复。全身炎症反应综合征 (SIRS)是过度的炎症反应,促炎症介质的反应明显强于抗炎症介质。代偿性抗炎反应综合征( CARS)是感染后抗炎症介质的反应强于促炎症介质,单核细胞失活造成免疫麻痹。混合性拮抗反应综合征 (MARS) 是指感染持续存在,促炎症介质与抗炎症介质均亢进,双方呈交织状态,免疫系统严重紊乱。

下图为感染后炎症反应的类型:

2. 促炎因子与抗炎因子

促炎因子有:TNF- a ,IL-1 ,IL-6 ,IL-8 ,PAF 等;抗炎因子有: IL-2 , IL-4 , IL-10 , IL-13 ,IL-14 ,PGE2 ,TGF- b 等。

3. SIRS 病理生理

机体感染后的病理生理改变如下图所示:

SIRS 影响血管张力和渗透性,引起微循环障碍,全身内皮细胞及实质细胞损伤,最终导致机体对炎症介质反应失控,进入不可逆性休克以及 MODS 。我们可试图从 SIRS 的发病机理中寻求治疗途径。

(三) SIRS 诊断标准

首先它要有独立于病因的诊断,同时具有³ 以下两条标准时诊断成立:①体温 >38.0℃或 <36.0℃;②心率 >90 次 / 分;③呼吸频率 >20 次 / 分或 PaCO2<32mmHg ;④ WBC>1.2万 或 <0.4 万或幼稚细胞 >10% 。

(四) CBP 对 SIRS 的影响

对于SIRS病人,采用CBP治疗可起到什么效果?

1. CBP 可以通过体外循环对流以及吸附作用清除炎症介质;能够改善败血症 SIRS 的反应过程及预后。

2. CBP 对炎性介质的影响包括几个方面:CBP 能够清除心肌抑制因子( MDS ),改善血流动力学参数;能够清除细胞因子;能够清除血小板活化因子( PAF );对内毒素、凝血系统、补体系统、一氧化氮等也有影响。

3. CBP 对血流动力学的影响:主要通过使体温下降,改善循环状态。

4. CBP 对 SIRS 患者生存率的影响:它能够提高 SIRS 患者的生存率。

5. CBP 对细胞因子的影响

高浓度的促炎与抗炎介质与死亡率增加相关;当 SIRS 为主时,抗炎症治疗是有益的;当 CARS 占优势时,刺激免疫系统产生粒细胞刺激因子、干扰素、IL-13 是有帮助的;建立监测 SIRS 和 CARS 阶段的指标,对采取不同治疗措施至关重要;CBP 通过对流及吸附清除细胞因子,大部分为中分子物质,主要集中在促炎因子,如 IL-1 , IL-6 , TNF 等,但是每天至少要达到 20 ~ 40 升。 TNF 是一种重要的细胞因子,分子量相对较大,单靠液体量清除受限制,主要靠吸附清除。聚丙烯腈膜( AN69 )吸附能力最强,2 小时即达饱和。

细胞因子的分子量:IL-8 的分子量 9000 ;IL-2 的分子量 15000 ;IL-1 的分子量 17500; IL-10 的分子量 18000 ;IL-6 的分子量 25000 ; TNFa的分子量 35000 ~ 45000 。膜的孔径≤ 50000 ,可通过跨膜对流或弥散清除这些细胞因子。

三、急性呼吸窘迫综合征( ARDS )

ARDS 是由于严创伤、休克、浓毒血症等引起以呼吸困难,顽固性低氧血症,肺顺应性减低,广泛肺泡萎缩和透明膜形成为特点的急性呼吸衰竭。是临床较常见和病死率较高的危重病,约 25%SIRS 患者发生 ARDS , MODS是 SIRS的最终结局,而 ARDS 是 MODS 在肺部的表现。三者的关系是 SIRS 导致 ARDS , ARDS最后导致MODS 。

(一) ARDS 的机理

炎症细胞释放炎症介质、细胞因子,使肺毛细血管损伤、肺泡上皮损伤,造成肺水肿,肺泡内透明膜形成,微肺不张,导致氧合障碍 , 出现顽固性低氧血症。内毒素诱发 ARDS , LPS 结合蛋白、内毒素结合复合物、 TNF a 、 IL-1 、 IL-8 、 PAF 等释放,以及“呼吸暴发”造成肺损伤。

(二) CBP 对 ARDS 的影响

CBP 可以清除炎症介质,改善预后;清除血管外肺水;改善氧饱和;低温可以减少气体交换。

四、多器官功能障碍综合征( MODS )

MODS 是严重创伤感染后同时或序贯出现的两个或两个以上系统器官的功能不全或衰竭的临床综合征,死亡率极高。

(一)MODS概念的演变

1991 年,美国胸科医师学会 / 重症医学学会提出全身炎症反应综合征( SIRS )的概念,目前已明确 SIRS 与 MODS 的关系。 SIRS 是基础, MODS 是 SIRS 发展过程中的最严重的后果; SIRS 并非孤立的互相分割的疾病,而是严重损伤引起的全身炎症反应发展过程的不同阶段, SIRS 贯穿始终; SIRS 是非常普通的病理现象,但发生 MODS 的只有少数; MODS 包括早期轻度功能障碍到晚期功能衰竭的进行性动态过程,MOF只是这一病理过程中最严重和最终的结局,所有MOF患者都有 MODS ,但并非所有 MODS 的患者都是 MOF;MODS 与急性呼吸窘迫综合征( ARDS )的关系是:SIRS 发展至ARDS,再发展至 MODS ,最终导致 MOF 的发生。

(二)概念

多脏器功能衰竭( MOF )是 1970 年 Tilney 等提出的一个新的临床概念和综合征。一般指的是人体各器官功能正常或相对正常情况下,由于严重感染、休克、创伤、急性药物和毒物中毒等致病因素导致人体两个或两个以上器官功能同时或相继发生衰竭。尽管临床上对 MOF 的治疗措施有较大进步,但迄今仍引起极高的死亡率和致残率,且治疗费用颇巨。深入研究 MOF 的病理生理、探索更为有效的防治手段,已成为临床危重病和急救医学重点研究的一项课题。 Bone 等提出多脏器功能不全综合征( MODS )的名称,以利早期识别和防治。

(三)病因

MOF 的病因很多,包括:严重创伤、烧伤;严重感染是最常见和最重要的始动因素,与 MOF 关系最为密切;各型休克,尤其是感染性和失血性休克;超量输血,每日输血超过 3L ;急性药物、毒物中毒。

以下哪种因素是MODS最常见和最重要的始动因素,与MOF关系最为密切()

A. 严重感染

B. 严重创伤、烧伤

C. 各型休克

D. 急性药物、毒物中毒

A. 严重感染
B. 严重创伤、烧伤
C. 各型休克
D. 急性药物、毒物中毒

正确答案:A

解析:严重感染、创伤、休克是MODS的三大原发疾病,其中严重感染被认为是最常见和最重要的始动因子,与MOF关系最为密切,所以答案选A

(四)发病机理

其发病机制尚未完全明了,细胞的损伤引起器官功能和结构上的改变是导致器官功能衰竭的基础。目前有下列几种学说:

1. 微循环障碍与微聚物学说

已发现休克病人中,出现血小板减少和弥散性血管内凝血。广泛的血小板微聚物形成,不仅引起机体重要脏器毛细血管机械性梗阻,还可释放5- 羟色胺、组织胺等生物活性物质,导致毛细血管通透性增加,内皮损伤和血管收缩,从而造成组织缺氧。栓塞组织释放的促凝物质加重了微循环障碍。补体激活而引起的白细胞聚集在微栓塞中起一定作用。目前认为内毒素是导致微循环障碍的主要启动因素-瀑布效应因素。

2. 免疫复合物学说

败血症病人外周血液中测出循环免疫复合物,循环免疫复合物是通过单核 - 吞噬细胞系统清除。因此,单核 - 吞噬细胞功能减退,在发病过程中起重要作用。此学说认为与内毒素血症有关,在内毒素刺激下形成抗原抗体复合物,激活补体系统造成各脏器细胞损伤。

3. 全身性自身破坏性炎症学说

临床研究表明,感染与 MOF密切相关。但少数病人在其发病过程中,找不到感染的病灶或败血症的证据。因此该学说认为,严重组织损伤、腹腔内感染通过补体系统激活各种炎症介质释放导致全身性自身破坏性炎症可能是 MOF 的主要发病机制。

炎症介质在继续感染和器官衰竭中起重要始动作用。细菌、内毒素本身是补体系统的有力激活剂。败血症时刺激巨噬细胞分泌一系列细胞因子( TNF 、 IL-1 、 IL-6 、 NO ),可导致败血症全身反应以及休克。单核 - 吞噬系统功能下降,清除减退,加速器官系统的衰竭。

4. 败血症时一氧化氮作用

内毒素和炎性细胞因子可作为刺激物增加氧化氮的合成,氧化氮在体内半衰期很短,仅几秒钟,并迅速代谢为硝酸盐和亚硝酸盐,硝酸盐迅速弥散进、出细胞,在胞浆内起到传递它的生物功能,可直接出现低血压伴败血症休克。

5. 脏器之间的相互影响

一个脏器的功能改变,由于其产生的代谢影响会导致另一些脏器的功能衰竭。

SIRS 、CARS 免疫失衡的严重后果就是 MODS ,它是炎症反应失控的表现。保护性作用转变为自身破坏性作用,局部组织细胞损伤的同时,打击远隔器官 , 导致 MODS 。

MODS和MOF是否指的是同一种病变?哪种病情的严重程度更重?分别如何进行诊断?

(五) MODS 和 MOF 的诊断标准

(六) CBP 对 MODS 的影响

清除炎症介质、吸附清除内毒素;清除肺间质水肿,改善微循环和实质细胞摄氧力,改善组织的氧利用,降低 ARDS 的死亡率;持续稳定调控液体平衡、氮质血症;纠正水电解质、酸碱平衡紊乱;为营养代谢支持创造条件。

五、重症急性胰腺炎( SAP )

重症急性胰腺炎是非常凶险的急腹症之一,临床上发展迅速、并发症多;不仅仅是胰腺的局部炎症改变,而是由于产生大量的炎症介质和细胞因子,机体出现全身性炎症反应综合征( SIRS ),导致多器官功能损害;死亡率高达 20% ~ 30% 。

(一)发病机制

胰蛋白酶大量活化,消化胰腺组织;胰蛋白酶进入血液循环,作用于各种不同的细胞,释放出大量血管活性物质: 5- 羟色胺、组胺、激肽酶等,导致胰腺坏死、炎症反应、血管弥漫性损伤和血管张力性改变,引起心血管、肝、肾、血液等系统功能异常。由于机体的全身性炎症反应,血管弥漫性损伤和血管张力改变,在疾病早期阶段,可出现其特有的组织间隙大量液体淤积,机体有效循环血量减少,形成 “ 第三间隙异常 ” ,从而加重器官功能的损害。

SAP 发生后可诱导机体产生细胞因子和炎症介质,包括肿瘤坏死因子( TNF- α)、白细胞介素,前列腺素( PGS ),血栓素( TXS ) , 白三烯( LTS ),血小板激活因子 PAF )以及各种酶类等,其中细胞因子在 SAP 的发病过程中发挥着重要作用。在这一阶段恰当地给予 CBP 治疗,通过加强清除细胞因子、炎症介质,改善肺部气体交换,稳定血流动力学,控制氮质血症,减轻液体负荷,便于营养支持,有利于控制SAP患者病情的进展。

(二) CBP 对 SAP 的影响

1. 能够有效清除各种细胞因子,具有免疫调节效应,能够调控细胞因子的释放。

2. 维持内环境稳定:缓慢连续清除体内过多液体,促进组织水肿消退;结合 CVP 监测,维持有效循环血量在理想范围;通过消除肺间质水肿,改善微循环和实质细胞摄氧力,从而改善组织的氧利用;为营养支持创造条件。

六、肝功能衰竭

肝脏是机体代谢的重要器官,无肝患者存活时间很难超过 48 小时。肝细胞再生能力很强。对于急性肝衰患者,通过血液净化可以部分替代肝脏排除毒素、合成大分子物质的功能,维持机体内稳态,使患者过渡到肝功能恢复阶段,为生存创造条件;对于慢性肝衰患者,通过血液净化治疗,渡过肝移植术前准备和术后的肝功能恢复期。

(一)人工肝支持系统( ALSS )

ALSS 是所有用于治疗肝病的方式的总称,主要是体外清除毒素。 ALSS 可分为:

1. 非生物型:用非生物材料清除毒素的装置,包括血液净化的所有方法和联合滤过 — 吸附系统(如 MARS 等);

2. 生物型:用生物材料替代肝功能的装置,如生物人工肝等;

3. 混合型:生物型和非生物型混合。

(二)肝功能衰竭分类

1. 急性肝功能衰竭( AHF ):内毒素是重要致病因子;

2. 慢性肝功能衰竭( CHF ):主要表现为腹水、脑病,我们要考虑是否存在胆红素、白蛋白和凝血酶原时间异常;

3. 肝肾综合征( HRS ):就是功能性、肾前性 ARF ,预后差、死亡率高。

(三)应用指征

爆发性、可逆性肝功能衰竭;可逆性肝昏迷;颅内高压;肝移植术中容量控制;可逆性肝肾综合征;肝移植术前准备。

(四)人工肝治疗中的 CBP 技术

人工肝治疗中的 CBP 技术包括血液透析( HD )、血液灌流( HP )、血浆置换( PE )、连续性血液净化( CBP )、联合滤过 - 吸附系统。

1. 血液透析( HD )

血液透析可清除小分子,缺点是:心血管状态不稳,易发生低血压;容易造成颅内压升高。

2. 血液灌流( HP )

血液灌流可以有效吸附与蛋白结合的多种毒素,包括硫醇、 GABA 、芳香族氨基酸、吲哚、短链脂肪酸、胆酸、胆红素、细胞因子等。

3. 血浆置换( PE )

血浆置换可以清除与蛋白质结合的物质及大分子物质,包括芳香族氨基酸,胆酸,胆红素,内毒素,内毒素相关物质,如一氧化氮( NO ),细胞因子( IL-6 , IL-1 , TNF )、吲哚类、硫醇、酚类、短链脂肪酸。对分布容积小、生成率低的物质效果好,而对分布容积大、生成率快的物质清除率低。

4. 连续性血液净化( CBP )

连续性血液净化可持续缓慢清除中分子物质,如细胞因子( IL-6 , IL-1 , TNF )和中分子物质,还可降低颅压,改善神志。

5. 联合滤过 - 吸附系统

明显增加了清除物质的分子量谱,有专用的装置,对于肝功能衰竭患者,单一的血液净化治疗是不够的,应寻求联合的方法。

多脏器功能障碍综合征是严重创伤、感染、大面积烧伤、外科大手术等原发病发生24 h后,同时或序贯发生2个或2个以上器官系统功能障碍的临床综合征。通过CBP治疗,能够稳定血流动力学状态,改善氧合功能;能纠正水电解质及酸碱平衡紊乱;能有效清除中小分子毒素和代谢产物,连续清除炎性介质;能提供营养代谢支持,有效控制体温。