心臟術后急性腎損傷預防措施的研究進展

急性腎損傷(AKI)是心臟手術后常見的并發癥，且與病人住院時間和死亡率增加密切相關。AKI病理生理學是復雜且多因素的，包括毒素(外源性和內源性)、代謝因素、缺血再灌注損傷、神經激素激活、炎癥和氧化應激，損傷部位通常是腎小管上皮細胞。這些不同機制可能在不同時間、不同強度下發揮作用，其中一些可能產生協同作用[1]。AKI危險因素包括慢性腎臟疾病(chronic kidney disease，CKD)、蛋白尿、高血壓、糖尿病、高齡和肥胖、采用體外循環手術、使用造影劑、腎毒性藥物、發生敗血癥、低血壓等。

1 AKI定義

早期對AKI定義是血清肌酐(creatinine，SCr)較基礎值增加1.5～2.0倍[2]。AKI傳統定義對腎損傷的程度不敏感，新定義AKIN(Acute Kidney Injury Network)和RIFLE(risk，injury，failure，loss，ESRD)(見表1)提供更多關于AKI開始、嚴重程度和持續時間信息。這兩種共識標準可準確并早期預測死亡率。血清SCr升高反映全身組織的低灌注，是肌肉低氧血癥的結果。Tolpin等[3]指出心臟手術后，血清SCr的輕微變化可能提示病人早期器官功能障礙或組織低灌注。

表1 RIFLE與AKIN診斷標準

根據定義，接受心臟手術病人2%～30%發生AKI，已有相關數據證實，SCr水平持續時間與5年生存率降低有關[4]。一些術前和術中做法可能導致AKI發病率增加，尤其是有相關危險因素病人。

2 AKI預防策略——術前準備

2.1 心導管檢查與心臟手術分離 避免將使用造影劑的心導管檢查與心臟手術同時進行。Mehran等[5]指出若使用心導管檢查后發生造影劑腎病，應盡可能推遲手術。

2.2 避免術前輸血 有研究表明，圍術期紅細胞輸血與AKI有關，Karkouti等[6]假設貧血病人進行預防性紅細胞輸血可預防AKI，未顯示不同群體之間的差異，發現接受圍術期輸血后高轉鐵蛋白病人與AKI之間存在相關性。

2.3 術前使用他汀類藥物 他汀類藥物可改善內皮功能，減少炎癥介質。Tabata等[7]研究發現，心臟手術前使用他汀類藥物具有腎臟保護作用。Liakopoulos等[8]一項薈萃分析傾向于在心臟手術前、術中使用他汀類藥物，可減低死亡率及心房顫動、中風的發生。

2.4 術前血糖管理 有研究表示，高血糖和胰島素抵抗與腎臟損害有直接關系[9]。腎臟對與應激相關的高血糖有一些代償性反應，胰島素抵抗、高三酰甘油血癥、氧化應激和一氧化氮減少可能直接導致AKI。Lazar等[9]指出，在心臟手術之前保持血糖濃度≤10 mmol/L是合理的。

2.5 術前停止使用血管緊張素轉換酶抑制劑和血管緊張素受體拮抗劑 已有研究認為，術后血管麻痹可能與藥物使用有關，這些藥物干擾腎素-血管緊張素軸[10]。有研究表明在，體外循環(cardiopulmonary bypass，CPB)之前至少2 d停止服用這些藥物，可能減少血管舒縮性麻痹及術后血管收縮藥物使用和過度補充晶體溶液[11]。

2.6 避免使用非甾體類抗炎藥和氨基甙類抗生素 非甾體類抗炎藥(NSAIDs)是一種腎毒性藥物，應避免術前使用。NSAIDs通常為非處方藥，并有喪失腎功能風險，與前列環素減少及間質性腎炎發生有關。Nielsen等[12]對比分析接受單劑量預防性慶大霉素病人和未接受慶大霉素病人，發現慶大霉素組有更大比例AKI(22%∶17%，P=0.02)。氨基糖甙類抗生素或NSAIDs疊加使用更易發生AKI。

2.7 貧血管理 盡可能手術前診斷和治療貧血，術前貧血是AKI的一個獨立危險因素。術前能緩解貧血，可降低術后輸血，同時降低AKI發生率。

2.8 術前感染 北新英格蘭心血管疾病研究小組(NNECDSG)[13]研究認為，白細胞(WBC)計數>12×109/L的病人死亡率較WBC<12×109/L高2.8倍(4.8%與1.7%)。

2.9 使用亞甲藍預防血管麻痹 低劑量亞甲基藍(1.5～2.0 mg/kg)預防及治療血管麻痹是安全有效的。CPB中釋放促炎性介質(如細胞因子、腫瘤壞死因子-α等)，刺激一氧化氮產生，促進酶的激活，進一步促進環磷鳥苷(cGMP)產生，cGMP引起血管舒張。亞甲基藍通過抑制鳥苷酸環化酶，減弱嚴重的血管擴張/血管麻痹[14]。血管緊張度喪失在術后心臟手術病人中常見，導致腎灌注不良及使用升壓藥，并有可能惡化AKI。

3 AKI預防策略——術中因素

3.1 減少CPB時間 CPB通過多種機制導致腎臟損傷，伍育旗等[15]研究顯示，CPB時間≥120 min是AKI發生的獨立危險因素。復雜病例可能需要更多的時間。理想情況下，不可避免因素應該在術前優化，盡可能增加術中工作效率。

3.2 減少輸血 2011年美國心臟外科醫師協會和心血管麻醉師協會指出，大多數手術團隊在CPB結束后將CPB血液重新注入病人體內，作為血液保護策略的一部分。有研究表明，使用血液回收機可減少38%紅細胞輸注量，平均每個病人節約0.68 U，減少心臟外科術后輸血，降低AKI發生率[16]。

3.3 平衡圍術期氧輸送、輸血、最小血細胞比容 15%～30%心臟輸出進入腎臟，首先進入腎皮質到腎髓質。AKI是腎髓質腎小管細胞損傷結果，強調在CPB期間，充足的氧氣輸送到腎髓細胞是非常重要的。CPB設置中，氧氣輸送的4個要素：泵流量、血紅蛋白、血氧飽和度和動脈氧分壓。這4個變量容易測量，且可仔細監測和調整，從而調節向腎髓質輸送充足氧氣。時刻保持氧氣供應，并滿足氧輸送所有組成部分，可能有助于避免臨界水平下的最低點，降低AKI發生率。血液稀釋是一個AKI獨立的危險因素，CPB中至少保持血細胞比容>26%。在輸血危害和保持最佳組織灌注之間找到正確平衡點，平衡異源紅細胞輸血風險、低血容量危險，這要求病人在CPB時進行平衡。

3.4 與AKI有關的血壓管理和大腦自動調節 Kanji等[17]研究顯示，在心臟手術中，術前平均動脈壓(MAP)和CPB中流量壓力的差值(delta)與高危病人早期術后AKI有關。另一方面僅靠血壓管理可能不足以預防AKI。Ono等[18]研究發現，在心臟手術中，血壓低于大腦自動調節閾值與AKI有關。通過使用近紅外分光光度法，確定大腦自動調節下限，且發現與MAP無關，結論是在CPB期間，監測大腦的血氧指數可能作為一種新方法指導MAP目標。

3.5 CPB中避免超熱灌注 Newland等[19]研究發現，在CPB中高溫度下灌注是心臟手術后AKI的獨立危險因素。監測動脈血輸出溫度，發現超過37 ℃每10 min AKI發生率增加34%，結論是通過CPB進行心臟手術后，監測動脈輸出溫度可能有助于降低術后AKI發生率。

3.6 根據理想體重確定CPB流量 Santambrogio等[20]使用理想體重確定CPB流量以避免血液稀釋。以體表面積(BSA)計算的CPB流量是基于這樣一種假設：不考慮病人體質類型，每平方米身體質量具有相同代謝率。由于代謝率主要決定因素是肌肉，而不是脂肪組織，肌肉和脂肪之間的基礎代謝率無線性關系，體表面積用于肥胖病人增加心臟負荷，也增加潛在的空氣栓子和系統性炎癥反應。這是一種新方法可避免血液稀釋和圍術期輸血。

3.7 氯與AKI 有研究表明：AKI病人中平均氯含量較高。據推測，腎小管對氯再吸收有腎血管收縮效應。其他可能機制包括管球反饋觸發腎小球入球小動脈收縮和減少腎小球濾過性。由于普通生理鹽水完全符合生理，根據氯化物對腎臟影響，似乎平衡電解質溶液需要低濃度的氯化物，避免過多補充普通的生理鹽水造成高氯血癥。

4 小 結

心臟手術后，長期和短期的AKI負面影響易忽略，特別是SCr水平輕微變化。確定預防AKI策略主要存在于心臟手術前和手術中，可能發生腎損傷過程中進行適當準備及重新評估術中實踐，這代表將多種預防策略納入AKI預防措施中。術前策略包括限制性輸血政策、使用他汀類藥物、分離心導管檢查和手術入院、血糖管理、停止使用阻斷腎素-血管緊張素軸藥物、避免NSAIDs、貧血管理、感染管理和血管麻痹預防。術中策略包括盡量減少CPB時間、最大限度地減少輸血(術中血漿保護，減少血液稀釋)、血壓管理、避免過度熱灌注、確定理想體重的CPB流量及盡量減少氯化物使用。

心臟手術后AKI病人其他系統也受到傷害，導致病人短期和長期生存率降低，仔細分析導致AKI因素并制定相關策略，可能降低心臟手術后的短期和長期死亡率。