王 惠(綜述),黑飛龍(審校)
心血管手術(shù)創(chuàng)傷大、操作復(fù)雜,多數(shù)需要肝素抗凝和體外循環(huán)(cardiopulmonary bypass,CPB)支持,因此心血管手術(shù)往往伴隨著圍手術(shù)期失血和異體輸血的高風(fēng)險(xiǎn)。在美國(guó)每年外科手術(shù)大約需要1 500萬(wàn)單位的濃縮紅細(xì)胞,其中心臟手術(shù)的用血量占全國(guó)總用血量的10%~15%[1]。隨著心血管外科手術(shù)量和復(fù)雜程度的增加,心血管手術(shù)的用血需求逐年增加,臨床用血日益緊張。同時(shí),患者在輸注異體血制品時(shí)面臨著感染肝炎、艾滋病等病毒的風(fēng)險(xiǎn),在術(shù)中輸注異體血制品越多,患者術(shù)后發(fā)生感染、急性腎功能衰竭和呼吸功能衰竭的機(jī)率越高[2]。Paone G等學(xué)者的研究顯示CPB冠狀動(dòng)脈旁路移植患者圍手術(shù)期即使只輸注1到2個(gè)單位紅細(xì)胞,仍會(huì)顯著增加術(shù)后ICU停留時(shí)間和死亡率[3]。為了緩解血源緊缺的局面和改善患者預(yù)后,需要更安全積極有效的血液保護(hù)措施。自體血小板分離技術(shù)(autologous plateletpheresis,APP)是在患者肝素化之前將部分全血引出體外,分離為貧血小板血漿(platelet poor plasma,PPP)、富血小板血漿(platelet rich plasma,PRP)和濃縮紅細(xì)胞(red blood cells,RBC),在體外循環(huán)結(jié)束魚(yú)精蛋白中和肝素后,將PRP回輸,避免體外循環(huán)對(duì)血小板的破壞來(lái)達(dá)到目的的一種血液保護(hù)技術(shù)。近年來(lái),對(duì)這一技術(shù)的認(rèn)識(shí)不斷深入,包括血液破壞和保護(hù)的病理生理機(jī)制、技術(shù)操作的方式、時(shí)機(jī)的把握、臨床效果的評(píng)價(jià),都有了新的進(jìn)步,現(xiàn)將這一領(lǐng)域的進(jìn)展綜述如下。
CPB后有部分患者會(huì)出現(xiàn)持續(xù)性非外科性出血,這是多種因素造成凝血功能障礙,通常與血液稀釋、凝血因子消耗、血小板數(shù)量和功能異常、纖維蛋白溶解亢進(jìn)等因素相關(guān)。CPB不但會(huì)使血小板的數(shù)量下降,破壞血小板的形態(tài),而且對(duì)血小板的黏附和聚集功能也有影響。CPB時(shí)間越長(zhǎng),血小板受損的程度越重[4-5]。
1.1 與非生物材料直接接觸 在CPB過(guò)程中血液不可避免與CPB管道、插管、氧合器和濾器等非生物材料直接接觸,血小板黏附于人工材料的表面,直接導(dǎo)致血液中的血小板數(shù)量減少。血小板黏附引起血小板變形、激活和功能受損。
1.2 氣血直接接觸 鼓泡式氧合器在CPB轉(zhuǎn)流中使氣體和血液直接接觸產(chǎn)生氣泡和渦流,產(chǎn)生高剪切力損傷血細(xì)胞。使用膜式氧合器的原理是通過(guò)帶微孔的膜進(jìn)行氣血交換,避免了血液和氣體的直接接觸可減輕血小板損傷,鼓泡式氧合器已基本淘汰。
1.3 機(jī)械應(yīng)力 血液經(jīng)過(guò)機(jī)械泵、人工肺、微栓濾器、超濾器、插管和體外循環(huán)管路時(shí),血流持續(xù)暴露于非生理學(xué)湍流流場(chǎng)和高剪切力區(qū)域,血細(xì)胞由于受到擠壓、撞擊、剪切和壓差的原因,導(dǎo)致血小板形態(tài)受損、數(shù)量下降和功能降低。CPB過(guò)程中機(jī)械應(yīng)力損傷紅細(xì)胞,紅細(xì)胞破壞后釋放出的ADP可進(jìn)一步激活血小板[6]。
1.4 肝素—魚(yú)精蛋白復(fù)合體 肝素是心血管手術(shù)CPB過(guò)程中標(biāo)準(zhǔn)的抗凝藥物,CPB結(jié)束后需要魚(yú)精蛋白中和肝素的抗凝作用。肝素—魚(yú)精蛋白復(fù)合體與血小板作用會(huì)導(dǎo)致血小板數(shù)量下降和血小板功能抑制,且CPB的時(shí)間越長(zhǎng),這種現(xiàn)象越明顯。CPB中血小板數(shù)量在魚(yú)精蛋白中和肝素后降至最低點(diǎn),同時(shí)出現(xiàn)血小板功能下降[7]。
1.5 低溫影響 機(jī)體體溫降低可抑制血小板功能和凝血因子的活性,造成纖維蛋白溶解亢進(jìn)。已有研究證實(shí)相比常溫CPB,低溫CPB會(huì)更大程度損傷血小板功能[8]。
1.6 系統(tǒng)炎癥反應(yīng)綜合征 CPB過(guò)程中血液與非生物材料表面接觸、缺血再灌注損傷和內(nèi)毒素釋放是系統(tǒng)炎癥反應(yīng)綜合征(systemic inflammatory re?sponse syndrome,SIRS)的主要誘因。SIRS過(guò)程中,大量的炎性介質(zhì)(如 C3a、C5-9等)釋放,免疫系統(tǒng)激活,血小板激活[9]。
2.1 APP的原理 APP是通過(guò)離心技術(shù)來(lái)分離全血的各種成分,目前臨床上常用的裝置是血細(xì)胞分離機(jī)和具有血小板分離功能的自體血液回收機(jī)。其主要部分由血液采集管道、離心杯、血液成分收集袋、抗凝藥物和機(jī)器硬件等構(gòu)成。APP的主要原理是血液中的各種血細(xì)胞成分存在比重差異,通過(guò)離心杯離心,將新鮮全血中各種血細(xì)胞成分分層。通過(guò)血小板分離程序,經(jīng)過(guò)兩次離心,分離出PRP、PPP和RBC[1]。PPP和RBC酌情回輸給患者,PRP則被保留到魚(yú)精蛋白中和肝素之后回輸給患者。通過(guò)APP技術(shù)在CPB前把循環(huán)系統(tǒng)中部分血小板分離出一部分,在CPB開(kāi)始前保存起來(lái),避免CPB對(duì)血小板損傷,在CPB結(jié)束后的止血過(guò)程中回輸給患者,讓更多功能正常的血小板參與止血過(guò)程,達(dá)到血小板數(shù)量和功能雙重保護(hù)的作用。
2.2 APP的方法 在麻醉誘導(dǎo)完成后全身肝素化前經(jīng)中心靜脈導(dǎo)管采集新鮮全血,中心靜脈導(dǎo)管的體外開(kāi)口端與機(jī)器的血液收集管道連接,枸櫞酸葡萄糖溶液(acid citrate dextrose,ACD)抗凝。采集全血速度宜控制在每分鐘50~100 ml。在首個(gè)分離循環(huán)完成到回輸PPP和RBC之前,缺失的血容量只能通過(guò)晶體或膠體液彌補(bǔ),這一過(guò)程可能會(huì)影響患者血流動(dòng)力學(xué)的穩(wěn)定,特別心功能較差的患者存在較大風(fēng)險(xiǎn),需要監(jiān)測(cè)更多的血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)(如中心靜脈壓、心臟指數(shù)、每搏量指數(shù)和全身血管助力指數(shù)),增加血管活性藥物的使用[10]。每一輪分離程序完成分離出來(lái)的RBC和PPP需要根據(jù)患者的血容量、血紅蛋白濃度和血流動(dòng)力學(xué)情況選擇即時(shí)輸回或術(shù)后再回輸給患者,保證患者血液正常的攜氧能力及血液動(dòng)力學(xué)穩(wěn)定。有研究報(bào)道在回輸含有枸櫞酸鹽抗凝劑的血制品過(guò)程中患者有可能出現(xiàn)枸櫞酸鹽反應(yīng)相關(guān)的血流動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定,處理方法為給予葡萄糖酸鈣,患者經(jīng)對(duì)癥處理癥狀均可改善,無(wú)相關(guān)的不良事件報(bào)道[1]。PRP分離提取操作過(guò)程中應(yīng)嚴(yán)格無(wú)菌,制備的PRP在室溫下輕震動(dòng)保存以防血小板聚集。
APP的血液保護(hù)作用是否有效的關(guān)鍵在于分離所得的血小板數(shù)量和功能。分離保存的血小板數(shù)量越多,血小板功能越好,回輸后越能在止血過(guò)程中發(fā)揮作用。由于機(jī)器的分離效率和從麻醉誘導(dǎo)到CPB開(kāi)始之間的時(shí)間是相對(duì)有限的,分離大量血小板非常困難。目前對(duì)于達(dá)到明顯血液保護(hù)效果需要采集新鮮全血的數(shù)量、分離血小板數(shù)量和功能尚無(wú)統(tǒng)一的意見(jiàn)。2011版美國(guó)胸外科醫(yī)師學(xué)會(huì)(Society of Thoracic Surgeons,STS)和心血管麻醉醫(yī)師學(xué)會(huì)(So?ciety of Cardiovascular Anesthesiologists,SCA)聯(lián)合發(fā)布的血液保護(hù)臨床實(shí)踐指南中指出:PRP血小板含量至少為3×1011/L,或者不少于28%的循環(huán)血小板總量(血小板估計(jì)值=估計(jì)血容量×術(shù)前血小板計(jì)數(shù))才能提供理想的止血效果[1]。提取的PRP中的血小板功能是否有效是APP發(fā)揮血液保護(hù)功能的關(guān)鍵之一。如果術(shù)前患者服用抗血小板藥物,將影響APP的效果。APP過(guò)程中,抗凝劑、血液采集和離心過(guò)程、儲(chǔ)存條件和離體時(shí)間均會(huì)影響PRP的血小板質(zhì)量。如果出現(xiàn)了血小板激活和死亡,會(huì)降低APP的有效性和安全性,所以評(píng)價(jià)PRP的血小板質(zhì)量十分重要[11]。目前臨床上常用的測(cè)定血小板質(zhì)量的實(shí)驗(yàn)室方法有血小板變形程度測(cè)定、血小板黏附和聚集功能檢測(cè)、流式細(xì)胞儀檢測(cè)血小板的表面活化標(biāo)志(PAC-1、CD62p和CD63等)和凋亡相關(guān)生物學(xué)變化(血小板線粒體跨膜電位的變化和磷脂酰絲氨酸的外翻表達(dá))、蛋白免疫印跡和酶分析方法檢測(cè)凋亡相關(guān)蛋白(半胱天冬酶3蛋白、抗凋亡蛋白Bcl-2 家族、凋亡蛋白 Bax 等)、血栓彈力圖等[12]。這些方法既可用于分析心血管術(shù)后異常出血的原因,也可用于評(píng)價(jià)PRP的血小板功能是否正常。
APP的禁忌證為血流動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定、血小板數(shù)量小于50×109/L、低蛋白血癥(血清總蛋白低于60 g/L)、低血容量、凝血功能紊亂、感染、惡性腫瘤等[13]。APP的適應(yīng)證目前尚有爭(zhēng)議。有學(xué)者認(rèn)為使用APP的適應(yīng)證為:患者計(jì)劃自體輸血但是自身情況不允許、深低溫停循環(huán)等復(fù)雜手術(shù)預(yù)計(jì)CPB時(shí)間長(zhǎng),出血風(fēng)險(xiǎn)大的患者[14-15]。 2011 年美國(guó)胸外科醫(yī)師學(xué)會(huì)/美國(guó)心血管麻醉醫(yī)師協(xié)會(huì)更新血液保護(hù)臨床指南中指出如果收集到PRP中血小板足夠,術(shù)中使用APP聯(lián)合多種血液保護(hù)方法可以使高危患者獲益,證據(jù)等級(jí)(class Ⅱa,level A)[1]。
隨著現(xiàn)代輸血技術(shù)的發(fā)展,APP逐漸應(yīng)用于臨床。國(guó)際微創(chuàng)心胸外科學(xué)會(huì)在2011年的血液保護(hù)共識(shí)中推薦使用APP(classⅡa,level A),認(rèn)為其臨床收益大于風(fēng)險(xiǎn)[16]。 Alberts M[17]等學(xué)者研究了 42例復(fù)雜的心胸外科手術(shù)(二次瓣膜置換加冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)、深低溫停循環(huán)血管手術(shù)及肺動(dòng)脈血栓切除術(shù))行APP的患者。PRP中血小板數(shù)量4.5(3.9~5.0)×1011/L,認(rèn)為分離循環(huán)大于 2 次以上即可得到足夠數(shù)量的血小板,減少術(shù)后異體血小板的使用量。Zhou SF[18]等學(xué)者對(duì)回顧性研究了685例深低溫停循環(huán)下行升主動(dòng)脈加全弓置換的患者中,有287例使用了APP,平均采血量15 ml/kg,術(shù)后較對(duì)照組輸血量顯著減少,降低了患者機(jī)械通氣時(shí)間及ICU停留時(shí)間,減少了中風(fēng)的發(fā)生率,但兩組患者的住院死亡率無(wú)顯著差異。Al-Rashidi F等[19]學(xué)者在18名行ROSS手術(shù)的成人患者使用了APP聯(lián)合抑肽酶,對(duì)照組為19名未使用APP患者。自體血小板采集量占為全身循環(huán)血小板總數(shù)的25%,APP聯(lián)合抑肽酶組患者總的輸血量和需要輸血的患者數(shù)都明顯減少,顯著降低圍手術(shù)期的輸血風(fēng)險(xiǎn)。Car?less PA等[20]學(xué)者的一項(xiàng)納入了22項(xiàng)臨床研究,包括1 589患者的薈萃分析,結(jié)果顯示使用APP可減少擇期成人手術(shù)圍手術(shù)期輸注異體RBC的患者比例。
但并非所有的研究都支持APP血液保護(hù)效果。Ford SM等[11]學(xué)者設(shè)計(jì)的一項(xiàng)前瞻性隨機(jī)對(duì)照實(shí)驗(yàn)中,研究對(duì)象為54名冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)和心臟瓣膜手術(shù)患者,兩組患者在失血量、血制品輸注和血小板計(jì)數(shù)上沒(méi)有統(tǒng)計(jì)學(xué)差異??紤]原因是PRP組的血小板分離過(guò)程中血小板功能受損,影響了其血液保護(hù)的效果。van der Wal MT等[21]學(xué)者設(shè)計(jì)了一項(xiàng)包含104名患者的隨機(jī)對(duì)照研究,手術(shù)方式為冠狀動(dòng)脈移植術(shù)或主動(dòng)脈瓣置換,入選患者隨機(jī)分為三組,第一組為CPB前放血組:術(shù)中未行分離血小板,CPB結(jié)束后回輸全血。第二組APP組。第三組為對(duì)照組。第一組和第二組采集全血量約10 ml/kg,研究結(jié)果三組之間的圍術(shù)期出血量、異體輸血量和術(shù)后短期并發(fā)癥并無(wú)顯著性差異,作者分析其血液保護(hù)效果不明顯的原因可能為術(shù)前采血量不足。
綜上所述,如果APP中收集到PRP中血小板數(shù)量和功能有保證,其在CPB的心血管手術(shù)中的血液保護(hù)效果是明確的。但是臨床中應(yīng)用APP技術(shù)的適應(yīng)證及規(guī)范化操作流程尚待規(guī)范;且全血采集的過(guò)程有一定的風(fēng)險(xiǎn),會(huì)影響到患者血流動(dòng)力學(xué)的穩(wěn)定,需要多種血流動(dòng)力學(xué)監(jiān)測(cè)設(shè)備和經(jīng)驗(yàn)豐富的麻醉醫(yī)師維持循環(huán)穩(wěn)定,自體血小板分離設(shè)備和一次性耗材費(fèi)用較高,分離血小板過(guò)程需要一定的時(shí)間,這些客觀因素都影響了該項(xiàng)技術(shù)在臨床上的廣泛開(kāi)展。如何最大程度的簡(jiǎn)化技術(shù)流程,降低技術(shù)難度,安全有效的應(yīng)用APP技術(shù),發(fā)揮其血液保護(hù)功能,使出血的高?;颊攉@益,還需要進(jìn)一步的探索和研究。