胡 嬡，陳唯韞，黃宇光

中國醫(yī)學科學院 北京協(xié)和醫(yī)學院 北京協(xié)和醫(yī)院麻醉科，北京 100730

輸血相關急性肺損傷(transfusion-related acute lung injury，TRALI)是輸血期間或輸血后6 h內(nèi)發(fā)生的以低氧血癥和急性非心源性肺水腫為特點的臨床綜合征[1]，美國食品藥品管理局2016年年度報告顯示TRALI仍是輸血導致死亡的主要原因之一[2]，然而其具體的病理生理學機制尚未完全闡明，診斷和治療也面臨巨大挑戰(zhàn)。當前研究大多基于各種假說，探究多種效應細胞和效應分子在TRALI中的作用及可能存在的相關機制，以期尋找誘發(fā)TRALI的關鍵因素及潛在的防治措施。本文就TRALI的發(fā)病機制及防治措施做如下綜述，以期為進一步探究TRALI的發(fā)病機制及防治措施提供一定的思路和策略，提高臨床用血安全。

發(fā)病機制

TRALI相關假說

二次打擊學說：是目前最為接受的假說，并被廣泛用于TRALI的基礎研究，以建立穩(wěn)定可靠的體內(nèi)體外模型。該學說認為TRALI的發(fā)生包括兩次打擊事件：第1次打擊事件即為患者自身潛在的醫(yī)學情況(包括膿毒血癥、近期手術或創(chuàng)傷、機械通氣、血液系統(tǒng)惡性腫瘤、心血管疾病、慢性酗酒、急性腎功能衰竭以及嚴重的肝臟疾病等[3- 8])可激活肺毛細血管內(nèi)皮細胞，釋放炎性介質，誘導中性粒細胞聚集、黏附于肺毛細血管內(nèi)皮細胞表面，使中性粒細胞處于預激狀態(tài)。第2次打擊事件即為輸血因素，血液中的抗體或非抗體成分可直接或間接激活已處于預激狀態(tài)的中性粒細胞，使中性粒細胞脫顆粒，破壞肺毛細血管內(nèi)皮細胞及肺泡上皮細胞，誘發(fā)TRALI[9]。

閾值模型：盡管二次打擊學說被廣為接受，但研究發(fā)現(xiàn)，并非所有含有抗體甚至同源抗體的血制品均可引起TRALI，抗體的效價和血漿中抗體的數(shù)量均與TRALI的發(fā)生及嚴重性息息相關[10]。因此，在二次打擊學說的基礎上，閾值模型應運而生[11]。該學說認為TRALI的發(fā)生是患者自身潛在因素(第1次打擊事件)和輸血因素(第2次打擊事件)共同作用的結果，當各種因素累積到一定程度超過某一特定閾值時即可誘發(fā)TRALI，且TRALI的嚴重程度隨著累積因素的增加而增加，即輕癥TRALI閾值較低，重癥TRALI閾值較高。相較于二次打擊學說，該模型更強調(diào)多因素共同作用在TRALI發(fā)生中的作用。

充分病因模型：Middelburg等[12]研究認為，充分病因模型同樣適用于闡述TRALI的發(fā)生機制。該模型將任何可以誘發(fā)或促進某一疾病發(fā)生的病因稱為組分病因，足夠引起某一疾病發(fā)生的任何組分病因的組合稱為充分病因，所有充分病因中均存在的組分病因稱為必要病因。在TRALI的發(fā)生過程中，輸血因素即為必要病因，而膿毒血癥、近期手術或創(chuàng)傷、機械通氣等患者自身潛在的可促進TRALI發(fā)生的因素均為TRALI發(fā)生的組分病因。類似于閾值模型，充分病因模型同樣強調(diào)多因素共同作用在TRALI發(fā)生中的作用，同時還允許對每個風險因素進行單獨判斷，以期制定針對各個風險因素的預防策略。

輸血因素

抗體介導的TRALI：輸血因素作為誘發(fā)TRALI的必要因素，是TRALI發(fā)生機制中不可忽略的重要環(huán)節(jié)。依據(jù)血制品中作用成分的不同，可將TRALI分為抗體介導和非抗體介導兩類。多數(shù)TRALI由被動輸注同源抗體所誘發(fā)[13]，小部分(<10%)由自身抗體與血制品中相應抗原相互作用所誘發(fā)。由此可見，抗體在TRALI的發(fā)生發(fā)展中發(fā)揮重要作用?？贵w主要包括人白細胞抗原(human leukocyte antigen，HLA)-Ⅰ 類抗體、HLA-Ⅱ類抗體和人中性粒細胞抗原(human neutrophil antigen，HNA)抗體[14]。不同類型的抗體可作用于不同的效應細胞，通過不同途徑誘發(fā)TRALI。HLA-Ⅰ 類抗體可與中性粒細胞表面抗原結合活化中性粒細胞或直接作用于內(nèi)皮細胞，誘導內(nèi)皮細胞損傷[15]。HLA-Ⅱ類抗體可與單核細胞表面抗原結合，激活單核細胞，間接活化中性粒細胞[16]或直接作用于中性粒細胞，誘導內(nèi)皮細胞損傷[17]。HNA抗體可直接與中性粒細胞表面抗原結合活化中性粒細胞，誘導內(nèi)皮細胞損傷，且HNA- 1、HNA- 2、HNA- 3a(5b)抗體與相應抗原結合可誘發(fā)嚴重甚至致死性TRALI[18- 19]。

非抗體介導的TRALI：盡管抗體在TRALI的發(fā)生中發(fā)揮重要作用，但并非所有TRALI患者血漿及血制品中均可檢測到相應抗體[10]。因此除抗體外，血制品中還存在一系列非抗體成分可誘發(fā)TRALI。

紅細胞、血小板及其他血制品在存儲過程中會發(fā)生一系列形態(tài)學和生理學改變，不僅影響其輸注后的功能和在血液循環(huán)中存活的時間，衰老的紅細胞、血小板及其代謝產(chǎn)生的生物反應調(diào)節(jié)因子如生物活性脂、可溶性CD40配體(soluble CD40 ligand，sCD40L)、微粒體還可激活中性粒細胞，誘發(fā)TRALI[20- 22]。

正常情況下，紅細胞表面的達菲抗原可以高親和力結合多種炎性因子，具有清除炎性因子的作用。隨著儲存時間的延長，衰老的紅細胞表面達菲抗原表達減少，結合炎性因子能力顯著降低，增加了炎性因子與中性粒細胞相互作用的可能性，進而誘發(fā)急性肺損傷(acute lung injury，ALI)[23]。此外，衰老的紅細胞變形能力下降，自我聚集能力增加，易于黏附于內(nèi)皮細胞表面造成微循環(huán)梗阻，局部肺組織缺血[24]，可能在TRALI的發(fā)生中起到一定作用。血小板隨儲存時間的延長逐漸皺縮、細胞質凝結、質膜出泡，有絲狀偽足延伸，研究發(fā)現(xiàn)輸注儲存時間較長血小板的患者發(fā)生TRALI的風險顯著增加。

血制品存儲過程中衍生的生物活性脂如溶血磷脂酰膽堿，結構與血小板活化因子類似，可與中性粒細胞表面G蛋白偶聯(lián)受體G2A結合激活中性粒細胞[25]。主要由血小板衍生的促炎介質sCD40L可與中性粒細胞及內(nèi)皮細胞表面的CD40結合，誘導促炎因子釋放，進而誘發(fā)TRALI[26]。紅細胞、血小板以及白細胞代謝產(chǎn)生的微粒體是含有多種成分并包被有雙層脂質的小囊泡，研究發(fā)現(xiàn)微粒體可以通過多種不同途徑啟動和激活中性粒細胞，誘發(fā)ALI[27- 28]。

由于實驗設計、實驗方法、血制品制備及儲存方式的不同，上述部分研究結果尚存在一定爭議，如研究發(fā)現(xiàn)溶血磷脂酰膽堿僅在庫存血小板中輕度升高，并未在庫存紅細胞中升高[29]；部分動物實驗及臨床研究結果顯示，sCD40L可能在TRALI的發(fā)生中作用甚微[21]。因此，有關非抗體介導的TRALI的發(fā)生機制仍有待進一步研究。

效應細胞如上所述，除輸血因素外，TRALI的發(fā)生涉及體內(nèi)多種效應細胞的活化和相互作用，其中，中性粒細胞和內(nèi)皮細胞是TRALI發(fā)生發(fā)展過程中的關鍵效應細胞[30- 31]。TRALI相關動物模型及TRALI患者肺組織中均可見大量中性粒細胞浸潤[32- 34]。局部浸潤的中性粒細胞可直接或間接被血制品中的抗體或非抗體成分激活，通過脫顆粒釋放大量促炎介質、蛋白酶，并合成具有毒性的活性氧(reactive oxygen species，ROS)，形成中性粒細胞胞外誘捕網(wǎng)[35]，進而破壞肺泡毛細血管屏障，增加肺泡毛細血管通透性，引起肺水腫[36]。而中性粒細胞的完全活化須經(jīng)歷“預激”這一啟動過程，預激可以促進相關表面受體(如FcγRIIa和β2-整聯(lián)蛋白)的聚集，以及負責ROS合成的NADPH氧化酶復合物的形成，加強中性粒細胞對活化刺激的反應。這一過程的實現(xiàn)與內(nèi)皮細胞的活化息息相關。研究發(fā)現(xiàn)，即使活化的中性粒細胞在內(nèi)皮細胞未完全活化時也難以通過內(nèi)皮細胞屏障[37]。機體由于手術創(chuàng)傷、膿毒癥等醫(yī)學情況處于炎癥狀態(tài)時，體內(nèi)的腫瘤壞死因子(tumor necrosis factor，TNF)-α、白細胞介素(interleukin，IL)- 1β、IL- 6、IL- 8、C反應蛋白等炎性介質均可激活內(nèi)皮細胞，內(nèi)皮細胞活化后可以釋放多種趨化因子，誘導中性粒細胞于炎性部位，同時上調(diào)內(nèi)皮細胞表面黏附分子P選凝素、E選凝素、細胞間黏附分子1(intercellular adhesion molecule- 1，ICAM- 1)、血管細胞黏附分子的表達，與中性粒細胞表面的β2-整聯(lián)蛋白結合，使中性粒細胞穩(wěn)定黏附于內(nèi)皮細胞表面。這些相互作用同時通過ICAM- 1與細絲蛋白(一種肌動蛋白調(diào)節(jié)因子)和皮層肌動蛋白的相互作用導致內(nèi)皮細胞骨架重排，皮層肌動蛋白和細絲蛋白可將F-肌動蛋白轉移至跨內(nèi)皮遷移位點，啟動中性粒細胞跨內(nèi)皮遷移。因此，抑制內(nèi)皮細胞活化、中性粒細胞募集及活化，加強肺泡毛細血管屏障功能可能成為預防TRALI的有效措施。

除中性粒細胞和內(nèi)皮細胞外，單核細胞、淋巴細胞及樹突狀細胞在TRALI的發(fā)生發(fā)展中也起到重要作用。Sachs等[16]研究發(fā)現(xiàn)，HLA-Ⅱ類抗體可激活單核細胞，活化的單核細胞可進一步激活中性粒細胞，引起肺泡毛細血管內(nèi)皮屏障破壞。McKenzie等[38]研究顯示，HLA-Ⅰ類抗體34- 1- 2S可與單核細胞以高親和力結合，促進巨噬細胞炎性蛋白2(macrophage inflammatory protein- 2，MIP- 2)的合成釋放，耗竭小鼠體內(nèi)單核細胞可顯著減輕肺損傷，外源性補充單核細胞后可恢復34- 1- 2S介導的TRALI。因此，抑制單核細胞活化，減少相關趨化因子的產(chǎn)生，同樣可能成為預防TRALI的有效措施。

研究發(fā)現(xiàn)，嚴重聯(lián)合免疫缺陷小鼠(缺乏T、B淋巴細胞)輸注MHC-Ⅰ類抗體后將發(fā)生嚴重的TRALI，將CD4+或CD8+T淋巴細胞而非CD19+B淋巴細胞輸注入免疫缺陷小鼠體內(nèi)，可顯著減輕肺損傷，降低死亡率[39]。Kapur等[40]發(fā)現(xiàn)耗竭小鼠體內(nèi)CD4+CD25+FoxP3+Treg和CD11c+樹突狀細胞可加重肺損傷，增加TRALI死亡率，且Treg細胞和樹突狀細胞可通過分泌抑炎因子IL- 10減輕小鼠肺損傷。此外，血小板在TRALI的發(fā)生中也具有一定作用。Zarbock等[41]發(fā)現(xiàn)耗竭小鼠體內(nèi)血小板或阻斷血小板-中性粒細胞相互作用可以抑制中性粒細胞募集，減輕肺損傷。Caudrillier等[42]發(fā)現(xiàn)活化的血小板可以促進中性粒細胞胞外誘捕網(wǎng)的形成。也有研究者發(fā)現(xiàn)抑制小鼠體內(nèi)血小板功能可減輕或防止肺泡出血，但并不能防止TRALI的發(fā)生[43]，因此認為血小板并非是抗體介導的TRALI發(fā)生的必要條件。由此可見，淋巴細胞和血小板也可能成為防治或減輕TRALI發(fā)生的潛在干預靶點。

防治措施

預防措施

減少患者相關危險因素：由上述TRALI的發(fā)生機制可知，TRALI發(fā)生的危險因素可分為患者相關危險因素和輸血相關危險因素。TRALI的預防首先應盡可能減少患者相關危險因素。對于需要輸血的患者，尤其是危重癥患者，應嚴格掌控輸血指征，避免不必要輸血。若患者情況允許，可待患者情況較為穩(wěn)定后再行輸血治療[44- 45]。同時，臨床醫(yī)師應積極改善患者自身情況，糾正機體炎性狀態(tài)及輸血前休克狀態(tài)，避免過多的液體攝入、機械通氣時氣道壓過高等，減少促進TRALI發(fā)生的各種組分病因。

減少輸血相關危險因素：除積極改善患者醫(yī)學情況，減少患者自身潛在危險因素外，還可進一步減少輸血相關危險因素。多數(shù)TRALI病例是由血液中的抗體成分誘發(fā)，因此，避免使用既往TRALI病例中已證實HLA、HNA抗體陽性或存在抗體陽性風險獻血者的血漿制品均可有效預防抗體介導的TRALI發(fā)生。由于分娩、應激、輸血等均可誘導機體產(chǎn)生抗體，且隨著分娩和輸血次數(shù)增加，體內(nèi)檢出抗體的頻率也隨之增加，因此，經(jīng)產(chǎn)婦和有輸血史者均為存在HLA、HNA抗體陽性風險者，應避免使用其血漿制品。目前，英國、法國等國家已將這一措施落實于臨床工作中，并且在一定程度上減輕了TRALI的發(fā)生[46- 48]。

此外，國際輸血協(xié)會曾建議對獻血者進行HLA、HNA抗體篩查，聯(lián)合其他措施以進一步降低TRALI發(fā)生[49]，但抗體檢測在增加工作量的同時也增加了相關費用，且難以確定排除獻血者的抗體效價界值。因此，這一建議目前并未被用于臨床。此外有部分血站將多個獻血者來源的富血漿血制品匯集，以達到稀釋或中和其中抗體成分的目的，進而降低抗體介導的TRALI發(fā)生風險[50]。

在血制品采集、制備和保存過程中，還須盡量避免人為因素造成的損傷，盡量減輕存儲病變，提高血制品質量。具體可使用洗滌血制品、過濾減白技術或添加血制品保存液等[51- 52]，以降低非抗體介導的TRALI發(fā)生。但目前暫無研究明確支持以上措施的有效性，仍需臨床研究進一步證實[53- 54]。

治療措施除呼吸支持外，目前尚無針對TRALI的特異性治療方式。輕癥TRALI僅須輔助供氧，重癥TRALI則須行機械通氣改善癥狀。部分病例報告中使用地塞米松和利尿劑治療TRALI，但目前尚無研究證明糖皮質激素在TRALI中有確切的治療效果，盡管限制性液體治療對ALI患者有利，但尚無指南推薦使用利尿劑治療TRALI。近年來，研究者針對TRALI的發(fā)病機制對相關防治措施進行了多方面的探索。體外細胞實驗發(fā)現(xiàn)，炎性因子抗體如血小板活化因子受體拮抗劑、抗TNF-α抗體可全部或部分抑制人肺微血管內(nèi)皮細胞通透性增加[55]；靜脈注射免疫球蛋白可通過直接抑制小鼠體內(nèi)中性粒細胞的活化防止抗體介導的TRALI發(fā)生；注射IL- 10可減輕小鼠TRALI發(fā)生[40]；動物實驗提示抗血小板藥物阿司匹林在TRALI治療中存在一定的應用前景[56]。但相關研究多為基礎研究，尚缺乏可靠的臨床證據(jù)。

綜上，TRALI本質上是由血制品中的抗體或非抗體成分誘發(fā)，由多種效應細胞、炎性介質參與的臨床綜合征，是輸血導致死亡的主要原因之一，其發(fā)病機制尚未完全闡明，尚無有效的特異性防治措施。由現(xiàn)有理論基礎可知，抑制TRALI發(fā)生過程中的任何一個環(huán)節(jié)均有可能減輕或抑制肺損傷發(fā)生，未來研究可著重探索TRALI發(fā)生的關鍵靶點及針對性防治措施。

臨床工作者應嚴格掌握輸血指征，對需要進行血制品輸注的患者進行輸血風險評估，早期采取干預性措施改善患者自身醫(yī)學情況，避免輸血不良反應的發(fā)生。另外，臨床工作者還需加強自身對TRALI的認識，及時準確地識別TRALI的發(fā)生，早期進行干預，提高臨床用血安全。