CO呼氣試驗方式檢測4種常見惡性血液病紅細胞壽命長短分析及檢測意義*

李美健，李 靜，李曉紅△，宋俊貞，李 燕

1.河北中醫學院，河北石家莊 050091；2.河北中醫學院第一附屬醫院/河北省中醫院血液病科，河北石家莊 050011；3.河北省血液中心臨床輸血技術指導辦公室，河北石家莊 050071；4.河北省人民醫院血液科，河北石家莊 050051

紅細胞壽命是指骨髓中幼稚紅細胞釋放到外周血后發育成熟的紅細胞在循環血液中的存活時間，是一種重要的基礎生理指標，是貧血分類的基礎，其反映了紅細胞破壞程度。紅細胞壽命檢測具有重要的臨床意義，可用于溶血的診斷及鑒別疾病，完善血液病貧血機制研究，有助于孤立性高膽紅素血癥鑒別診斷，溶血性疾病療效判斷及早期預測復發[1]。CO呼氣試驗指通過測定呼氣中CO濃度計算紅細胞壽命[2]。本研究通過CO呼氣試驗方式檢測4種常見惡性血液病紅細胞壽命長短情況，并分析紅細胞壽命在不同疾病狀態下所起的作用與檢測意義。現報道如下。

1 資料與方法

1.1一般資料 收集2019年2-11月就診于河北省中醫院血液病科住院及門診的急性髓系白血病(AML)、骨髓增生異常綜合征(MDS)、多發性骨髓瘤(MM)及原發性骨髓纖維化(PMF)患者80例作為研究對象，分為 AML組、MDS組、MM組、PMF組，每組各20例患者，診斷標準參照文獻[3-6]進行判定。納入標準：符合AML、MDS、MM、PMF診斷標準。排除標準：合并其他類型貧血疾病，肝功能異常，嚴重感染，大量出血傾向如消化道出血、痔瘡。20例AML患者均為非M3型；20例MDS患者中5例MDS伴單系病態造血，12例MDS伴多系血細胞發育異常,3例MDS 伴多系病態造血和環形鐵粒幼細胞；20例MM患者中13例IgG型，7例IgA型。另選取同期在河北省中醫院體檢的健康者50例作為對照組。對照組均無不適癥狀，受試者3個月內未接受過輸血、獻血治療，其中女性體質量為45 kg以上，男性體質量為50 kg以上，且體質量指數為19～26 kg/m2，女性健康者接受紅細胞壽命檢查當天不在例假期間，3個月內未服用任何藥物，男性健康者近3個月無飲酒、無吸煙。

1.2方法

1.2.1氣體采集 首先連接好氣體采集裝置。將肺泡氣采集袋、腔道氣體袋及吹氣嘴通過三通導管連接在一起。在受試者空腹、不吸煙及靜息狀態下采集氣體，采集氣體時向患者說明操作要領。囑受試者手持氣體采集裝置，深吸氣，并屏住呼吸10 s，然后通過吹氣嘴用力呼出，若肺泡氣袋未收集到足夠氣體(手壓氣袋凹入超過1 cm)，用手擠壓腔道氣袋使其中氣體排空，重復上述操作，直至肺泡氣袋吹滿。氣體收集合格后蓋緊肺泡氣采集袋蓋子防止氣體泄漏。然后采集環境空氣(排除外源性CO干擾)。具體方式：打開電動氣泵向環境本底氣袋內充入受試者所處環境的空氣，收集完畢后取下電動氣泵，將環境氣采集袋蓋緊蓋子，30 min內完成檢測。

1.2.2儀器檢測 紅細胞壽命測定呼氣試驗儀RBC54-01由深圳市先亞生物科技有限公司提供。打開紅細胞壽命檢測儀器預熱20 min，打開連接儀器的電腦，并打開紅細胞壽命測定軟件，輸入患者基本信息、受試者當天或最近3 d內的血紅蛋白數值(單位為g/L)。分別將肺泡氣采集袋、環境氣采集袋、2個倒氣袋插在儀器“肺泡氣”“本底氣”“倒氣袋”標志上并保證指示燈顯示為綠色。預熱完畢后按下“開始測量”鍵開始檢測。檢測時間約為15 min，檢測結束后記錄患者紅細胞壽命(單位為d)，拔出肺泡氣采集袋、環境氣體袋和倒氣袋，然后并同腔道氣袋、三通導管放到醫學垃圾桶內，儀器返回主顯示屏，進行下一組檢測，此時儀器不需要預熱，直接檢測即可。

2 結 果

2.14組一般臨床特征比較 80例惡性血液病患者一般臨床特征包括病例數、性別、年齡、紅細胞計數、血紅蛋白濃度、紅細胞壓積、網織紅細胞、白細胞計數、血小板計數、總膽紅素、間接膽紅素、乳酸脫氫酶。4組一般臨床特征比較見表1。

2.2各組紅細胞壽命結果比較 AML組紅細胞壽命[(35.30±17.83)d]、MDS組紅細胞壽命[(65.35±22.75)d]、MM組紅細胞壽命[(89.70±22.00)d]、PMF組紅細胞壽命[(30.50±10.83)d],與對照組 [(110.70±22.47)d]比較，差異有統計學意義(P<0.05)。4組惡性血液病患者紅細胞壽命之間兩兩比較，與PMF組紅細胞壽命比較，AML、MDS、MM組紅細胞壽命均較長，差異有統計學意義(P<0.05)。與MM組紅細胞壽命比較，AML、MDS組紅細胞壽命明顯縮短，差異有統計學意義(P<0.05)。與MDS組紅細胞壽命比較，AML組紅細胞壽命明顯縮短，差異有統計學意義(P<0.05)。

表1 4組惡性血液病患者一般臨床特征比較

2.3紅細胞壽命與治療因素分析 80例惡性血液病患者接受紅細胞壽命檢查時，20例AML患者中11例為初診未接受任何治療干預，9例為治療中患者，已有藥物治療(地西他濱或阿糖胞苷+柔紅霉素)干預。20例MDS患者中12例為初診未接受任何治療干預，8例為治療中患者，已有藥物治療(阿扎胞苷)干預。20例MM患者中14例為初診未接受任何治療干預，6例為治療中患者，已有藥物治療(硼替佐米+來那度胺+地塞米松)干預[7]。20例PMF患者中10例為初診未接受任何治療干預，10例為治療中患者，已有藥物治療(糖皮質激素)干預。為避免藥物治療干預因素對紅細胞壽命檢查的影響，所有治療中患者均在化療結束(或停用藥物)1個月后接受紅細胞壽命檢查，記為“治療后”。4組惡性血液病患者中，各組初診患者紅細胞壽命與治療后患者紅細胞壽命比較，差異無統計學意義(P>0.05)。見表2。

2.4影響紅細胞壽命的相關因素分析 本研究分析了4組惡性血液病患者紅細胞壽命相關因素顯示，4種惡性血液病患者紅細胞壽命與患者年齡、血紅蛋白濃度、白細胞計數、網織紅細胞、血小板計數、總膽紅素、間接膽紅素、乳酸脫氫酶無相關性(P>0.05)。見表3。

表2 紅細胞壽命與治療因素分析

表3 4種常見惡性血液病紅細胞壽命相關因素分析

3 討 論

現代醫學認為惡性血液病貧血的機制是腫瘤細胞抑制紅細胞生成。貧血是惡性血液病常見臨床表現之一，貧血不僅影響患者的生活質量，還對其長期生存產生不良影響，增加了病死率。紅細胞壽命長短反映了紅細胞破壞程度，是診斷溶血性貧血的“金標準”。紅細胞壽命檢測還可用于鑒別疾病，完善血液病貧血機制研究，孤立性高膽紅素血癥鑒別診斷，溶血性疾病療效判斷及早期預測復發[1]。貧血是血液病常見表現之一，惡性血液病貧血病情較非惡性血液病貧血嚴重且難以治療。臨床醫師面對惡性血液病貧血時首選輸注紅細胞以改善貧血癥狀，但是輸血本身存在一定風險[8]，且輸注紅細胞不能完全糾正貧血，需要針對貧血機制選擇治療方式。現代醫學認為惡性血液病貧血癥狀發病的機制是腫瘤細胞抑制紅細胞生成，但是惡性血液病貧血機制是否合并紅細胞壽命縮短，鮮有文獻報道。

AML是一類造血干細胞的惡性克隆性疾病，是白血病細胞增殖失控、分化障礙、凋亡受阻，而停滯在細胞發育的不同階段。MDS是一組起源于造血干細胞，以血細胞病態造血，高風險向AML轉化的異質性髓系腫瘤性疾病。MM是漿細胞惡性增殖性疾病，其特征為骨髓中克隆性漿細胞異常增生，并分泌單克隆免疫球蛋白及其片段，導致相關器官、組織損傷。PMF屬于骨髓增殖性腫瘤，表現為血細胞減少和(或)增多，外周血出現幼紅、幼粒、淚滴形紅細胞，骨髓纖維化和髓外造血，常導致脾大。根據以上4種惡性血液病的定義，必須特別指出本研究紅細胞壽命檢測不同于國內其他相關報道的意義所在：(1)“惡性血液病”不能與“貧血”混淆。(2)本研究的對象是常見惡性血液病，所謂“常見”，是在所有血液病中，AML、MDS、MM、PMF較常見。然而，即便是常見的惡性血液病，相對于良性血液病來說，AML、MDS、MM、PMF病例稀少。(3)由于鐵蛋白，淋巴細胞功能等因素屬常規檢測范疇，本研究針對惡性血液病患者與健康人群比較，再討論以上因素會偏離研究重點。

CO呼氣試驗通過血紅蛋白的代謝產物CO的測定，采用計算公式間接得出血紅蛋白的代謝速率，從而推測紅細胞壽命。CO呼氣試驗原理基于呼氣中的內源CO主要來自紅細胞。肺是內源性CO排出的唯一途徑，1分子血紅蛋白(α-亞基碳)代謝時會生成4分子CO[9]，人體內血紅素降解了86%的內源性CO，而來自紅細胞破壞的血紅蛋白降解的CO占到血紅素降解的85%，由此可以推算到紅細胞降解產生的CO占到了內源性CO的70%。呼氣中的內源性CO可由呼氣與環境中CO濃度差計算出，根據肺泡通氣量可算出單位時間的CO呼出量，進而得出單位時間內紅細胞分解量，以此推算總體全血量血紅蛋白全部分解所需的時間。此時間即是紅細胞壽命，簡化計算公式如下：紅細胞壽命(d)=血紅蛋白濃度(單位：g/L)×1.38/呼氣內源性CO濃度 (ppm)[10]。既往采用51Cr標記檢測紅細胞壽命，但因該方法檢測周期長，有放射性風險等缺點，基礎研究及臨床應用均不方便，臨床目前已停用。臨床上判斷紅細胞壽命是否縮短只能間接依賴總膽紅素、間接膽紅素、乳酸脫氫酶、血清結合珠蛋白等生化指標，但是上述指標干擾因素很多，靈敏度及特異度低[2]。CO呼氣試驗方式檢測紅細胞壽命具有方便、簡捷、無創傷、準確、耗時短等優勢[2]。本研究檢測4種常見惡性血液病紅細胞壽命應用CO呼氣試驗方式的研究，對以上惡性血液病的紅細胞壽命長短進行分析，更進一步分析紅細胞壽命在不同疾病狀態下所起的作用，并探討其檢測意義，方法較為新穎。

本研究結果顯示，對照組紅細胞壽命為(110.70±22.47)d，應用同位素[11]、生物標記法等傳統紅細胞標記測試手段測定健康群體紅細胞壽命為100～130 d，2種測定方法測定紅細胞壽命結果相近[12]。提示CO呼氣試驗方式可以準確測定紅細胞壽命，可用于惡性血液病貧血機制研究。CO呼氣試驗是一種全新的替代同位素標記法檢測紅細胞的方法，值得在臨床實踐中不斷完善。AML組、MDS組、MM組、PMF組紅細胞壽命,與對照組比較，差異有統計學意義(P<0.05)；提示4種惡性血液病貧血機制合并紅細胞破壞。4組惡性血液病患者紅細胞壽命之間兩兩比較，差異具有統計學意義(P<0.05)，提示不同貧血疾病中紅細胞壽命縮短程度不同。

4組惡性血液病患者中，各組初診患者紅細胞壽命與治療后組患者紅細胞壽命比較，差異無統計學意義(P>0.05)，提示惡性血液病藥物治療干預患者1個月后檢測紅細胞壽命排除了藥物治療干預因素。化療藥物對血細胞均有一定的“殺傷”作用，但是具體化療藥物對某種惡性血液病紅細胞壽命縮短影響需做進一步臨床研究。本研究顯示紅細胞壽命縮短與血紅蛋白濃度之間無相關性(P>0.05),這可能與4種常見惡性血液病細胞生成減少程度不同有關。臨床上經常應用網織紅細胞計數、總膽紅素、間接膽紅素、乳酸脫氫酶等生化檢查間接判斷紅細胞壽命。本研究結果顯示，4組惡性血液病患者紅細胞壽命縮短與患者年齡、血白細胞計數、血小板計數、網織紅細胞、總膽紅素、間接膽紅素、乳酸脫氫酶均無相關性(P>0.05)。

本研究結果顯示CO呼氣試驗方式可以準確檢測紅細胞壽命，紅細胞壽命檢測可用于惡性血液病貧血機制研究。4種常見惡性血液病貧血機制合并紅細胞壽命縮短，不同惡性血液病紅細胞壽命縮短程度不同。有學者在透射電鏡下發現了AML患者的紅細胞膜上有直徑100～200 nm的微孔[13]。紅細胞超微結構的改變使得紅細胞膜穩定性及可塑變形性發生改變，從而可能引起AML患者紅細胞壽命縮短。國外研究發現,MDS患者存在CD4+T細胞過度活化現象[14]，MDS發展過程中Th1細胞輕微上調,Th2細胞明顯下調,Th1/Th2比值明顯增高,產生了對骨髓造血有抑制作用的細胞因子，從而可能導致MDS患者紅細胞壽命縮短[15]。MM患者血清中白細胞介素-6和腫瘤壞死因子-α水平異常升高和出現多種炎癥因子刺激了鐵調素的生成[16]，影響了鐵代謝，活性氧增多使得紅細胞更容易受到氧化損傷，最終MM患者紅細胞壽命縮短。裴強等[17]研究發現淋巴瘤患者也存在紅細胞壽命縮短。PMF患者脾功能亢進，脾臟留阻作用及單核-巨噬細胞識別吞噬能力增強，脾臟能夠留阻大約30%的紅細胞及大量血小板、淋巴細胞，從而使PMF患者紅細胞壽命縮短。

綜上所述，4種常見惡性血液病貧血機制均合并紅細胞壽命縮短，但在不同貧血疾病中紅細胞壽命縮短程度不盡相同，CO呼氣試驗方式可準確檢測紅細胞壽命，可用于完善惡性血液病貧血機制研究，值得臨床推廣應用。