微创经皮肾镜取石术后发生全身炎症反应综合征的多因素分析

刘余庆 卢 剑 郝一昌 肖春雷

(北京大学第三医院泌尿外科，北京 100191)

微创经皮肾镜取石术(minimally invasive percutaneous nephrolithotomy，MPCNL)是治疗复杂上尿路结石的主要方法之一，具有较高的结石清除率和手术安全性[1]。与标准通道经皮肾镜手术相比，MPCNL具有出血少、术后疼痛轻、住院时间短等优势[2]。但严重并发症的风险仍然存在，其中脓毒血症是MPCNL术后最严重的并发症之一，可进展为感染性休克，严重时可导致多器官功能衰竭，危及患者生命[3]。全身炎症反应综合征(systemic inflammatory response syndrome，SIRS)与脓毒症关系密切，具有明确而具体的诊断标准，因此评价MPCNL预后因素与SIRS发生的相关性，有助于预测围手术期重症感染，对于评估MPCNL治疗上尿路结石手术的安全性具有重要的临床意义[4]。本研究回顾性分析2012年1月～2016年12月我科单侧一期MPCNL治疗上尿路结石173例临床资料，分析各因素与术后SIRS发生的相关性，以便临床上早期评估风险，及早予以干预。

1 临床资料与方法

1.1 一般资料

连续纳入因上尿路结石行单侧一期MPCNL术173例，男123例，女50例，平均年龄45.6岁(19～71岁)。患者接受病史询问、常规化验及泌尿系影像学检查，评估结石及相关解剖。术前尿常规白细胞增多者做中段尿培养，并给予抗生素治疗，待尿白细胞基本正常后再行手术。MPCNL具体手术方法参见文献[5]。术中及术后48 h内均静脉给予广谱抗生素。术后48 h内监测生命体征，并接受常规化验检查，行B超或X线KUB平片检查明确有无结石残留。

1.2 SIRS分组

根据MPCNL术后是否出现SIRS分为2组。SIRS的诊断标准[4]：①体温>38 ℃或<36 ℃；②心率>90次/min；③呼吸>20次/min或PaCO2<32 mm Hg(1 mm Hg=0.133 kPa)；④术后血白细胞>12×109/L或<4×109/L。上述4项标准符合≥2项者诊断成立。

1.3 方法

根据既往文献[4,6,7]，分析以下预后因素：性别、年龄、糖尿病史、肾功能不全、肾积水、结石负荷、多发结石、术前尿白细胞升高、术前尿培养结果阳性、集合系统积脓、多个经皮肾通道、手术时间、灌注速度、术中输血、术后结石残留、感染性结石成分。

以上因素中，糖尿病的诊断采用2013年版中国2型糖尿病防治指南的诊断标准[8]，术前均予血糖控制。根据术前血清肌酐采用MDRD(Modification of Diet in Renal Disease)公式计算肾小球滤过率[9]，肾功能不全定义为肾小球滤过率低于60 ml·min-1·1.73 m-2[10]。术前通过影像学判断肾积水情况[11]、结石负荷及数量。因结石形态多不规则，结石负荷通过结石近似表面积(mm2)表示，计算方法参见2014年《中国泌尿外科疾病诊断治疗指南》[12]。尿白细胞根据术前1周内尿常规镜检结果，每高倍视野>5个为升高。术中记录建立通道及集合系统积脓情况。手术时间定义为成功建立经皮肾通道至留置肾造瘘管的时间(min)。根据术中灌注液用量及镜下操作时间计算灌注速度(ml/min)，并将结石负荷和灌注速度进一步分组。结石残留定义为术后结石碎片>4 mm。术后应用傅立叶转换红外光谱法测定结石成分(LIIR-20型结石红外光谱自动分析系统，蓝莫德天津科学仪器有限公司)，含有磷酸铵镁、碳酸磷灰石或尿酸铵任意一种成分为感染性结石。

1.4 统计学方法

2 结果

本组173例中，30例(17.3%)有糖尿病史，结石负荷(376.5±75.3)mm2。一期MPCNL手术均成功完成，中位手术时间100 min(45～170 min)，术中灌注速度(186.2±35.6)ml/min。结石成分分析结果显示23例(13.3%)含有感染性结石成分。

术后26例(15.0%)出现SIRS，均发生于术后48 h内，应用头孢哌酮舒巴坦或亚胺培南积极抗菌治疗，均治愈出院。单因素分析(表1)显示，SIRS组的结石负荷、术中灌注速度均高于非SIRS组，差异有统计学意义(P<0.05)。分层分析显示，随着结石负荷的增加，SIRS的发生率呈S形上升趋势，结石负荷≥400 mm2后SIRS的发生率显著增加(图1)。SIRS组糖尿病患者比例、术前尿培养结果阳性率以及集合系统积脓比例高于非SIRS组，差异有统计学意义(P<0.05)。其他预后因素的SIRS组与非SIRS组间比较无显著差异(P>0.05)。

表1 MPCNL术后发生SIRS的单因素分析

图1 结石负荷与术后SIRS发生率的关系

将预后因素分别予以赋值后作为自变量，预后相关性分析结果见表2。与MPCNL手术后SIRS发生具有显著相关性的预后因素包括糖尿病史(OR=2.998，95%CI1.023～8.779，P=0.045)，结石负荷≥400 mm2(OR=3.038，95%CI1.111～8.303，P=0.030)，灌注速度≥200 ml/min(OR=4.969，95%CI1.869～13.209，P=0.001)。

3 讨论

随着微创技术与设备的发展，采用微创通道(14～18Fr)的MPCNL已广泛应用于上尿路复杂性结石的治疗，在获得满意的清石率的同时，严重并发症发生率较低[1,2]。与标准通道相比，微创通道降低了手术创伤相关的并发症风险，但围手术期感染性并发症尤其是重症感染引起的脓毒血症，在MPCNL术后仍有一定的发生率，严重影响患者转归[3,4]。SIRS是术后重症感染的重要预警指标，感染一旦引起SIRS即为脓毒血症，可进一步导致器官功能障碍，甚至感染性休克，危及患者生命[13]。虽然肾造瘘术后二期经皮肾镜手术有助于降低术后重症感染的发生率，但这不可避免会增加患者的痛苦和经济负担。何新良等[14]的研究表明，只要术前进行充分评估，一期MPCNL治疗结石性脓肾，不仅可获得良好的疗效，而且可以有效减少术后重症感染性并发症。因此，有效评价MPCNL术后SIRS的相关预后因素，早期识别高危病例并及时予以干预，对于提高MPCNL手术的安全性具有重要的意义。

表2 MPCNL术后发生SIRS的相关性分析(logistic回归模型)

本组一期MPCNL术后SIRS的发生率为15.0%(26/173)，与既往文献报道相近(9.8%～37%)[4,13]。结果显示有糖尿病史的患者MPCNL术后SIRS的发生率为30%(9/30)，显著高于无糖尿病史的患者(11.9%，17/143)。糖尿病患者具有较高的泌尿系感染率，围手术期重症感染风险增加，其原因主要与免疫功能下降有关[15]。糖尿病相关的部分免疫功能缺陷，如嗜中性粒细胞迁移、吞噬功能障碍，导致细菌杀伤效应降低，是难以通过控制血糖来纠正的[16]。Jia等[17]的研究显示，2型糖尿病患者伴有慢性低度炎症状态，外周T细胞程序性死亡因子1(programmed death 1，PD-1)的表达升高，PD-1具有抑制T细胞功能和增殖的作用，这与脓毒血症患者免疫细胞的表现类似。在本研究中，合并糖尿病的患者在围手术期都进行了血糖控制，但糖尿病史作为预后因素，仍与MPCNL术后SIRS的发生显著相关(OR=2.998，P=0.045)。因此，糖尿病对SIRS的影响机制是复杂的，尚待进一步研究，不能简单地认为只要术前控制好血糖，就能够充分降低术后重症感染的风险。

本研究中，SIRS组的结石负荷显著大于非SIRS组，较大的结石负荷(≥400 mm2)是术后SIRS相关的重要预后因素(OR=3.038，P=0.030)。高负荷结石使内镜手术更为复杂，术中需要更多的时间碎石取石，肾盂内持续受到灌注压力的影响，增加了感染性尿液反流[4]。结石表面积增加，易造成尿路上皮损害，同时结石可能引起尿液引流不畅，集合系统内压力升高，局部抵抗力下降，不仅有利于病菌的繁殖与侵袭，而且增加抗菌治疗的困难[13]。较大结石增加结石内含有病原体的可能，而且造成病原体在株型上趋于多样化，降低常规抗菌治疗的有效性[6]。较大结石可能含有更多内毒素，内毒素是SIRS的重要诱发因素，在碎石术中以及术后2 h内进入血循环促进产生炎症因子，进而激活全身性炎症反应[18]。Singh等[7]认为，即使在肾盂尿培养与肾结石培养均呈阴性的情况下，经皮肾镜术中仍可能有已失活的细菌继续释放内毒素，最终引起术后SIRS发生。

微创通道减少了对肾实质的直接损伤，但也增加了内镜下碎石和取石的难度[2]。在临床上，MPCNL术者经常采用提高灌注速度的方法，保持肾内视野清晰、冲洗结石碎片，但这种操作增加肾盂内灌注压力，促进灌注液吸收[19]。Liu等[20]的研究表明，肾盂内压力>20 mm Hg即可引起尿液反流，在MPCNL手术中，肾盂内压力升高(≥30 mm Hg)的持续时间与术后感染性发热显著相关。但Omar等[21]的研究显示，单纯的手术时间延长(>100 min)或者灌注液体量增加(>23 L)，都不是引起MPCNL术后SIRS的显著相关因素。这与本研究结果一致，本研究SIRS组的手术时间和灌注总量虽高于非SIRS组，但差异均无统计学意义。由此可见，作为术后SIRS的预后因素，灌注量和手术操作时间必须结合考虑，评估术中灌注速度更有意义。本研究显示，MPCNL术中灌注速度>200 ml/min者，术后发生SIRS的风险几乎是<200 ml/min患者的5倍(OR=4.969)，具有显著相关性(P=0.001)。因此，在MPCNL术中提高碎石取石效率的同时，必须有效控制灌注速度，尤其是对于有其他感染风险者，术中不建议长时间采用高流速灌注。随着设备的改进，目前已有灌注压力监测系统可以应用于MPCNL，有助于控制灌注流量[21]，国内亦有学者[22,23]利用负压吸引装置，减低MPCNL术中灌注压力，在治疗结石性脓肾方面获得满意的疗效。

对于结石性脓肾是否应一期行MPCNL尚存一定争议，一般认为术前对患者的选择和预防性抗菌治疗，是避免重症感染并发症的关键[14]。虽然在SIRS组中集合系统积脓的比例较高，但相关性分析结果显示脓肾并不是术后SIRS的显著相关预后因素。集合系统中具有脓性分泌物，并不一定是肾内活动性感染的表现。Singh等[7]的研究中，7例脓肾的肾盂尿培养仅3例呈阳性结果。在MPCNL手术中，可在碎石前用负压吸引装置协助清除肾内积脓[22]，术中保持较低的灌注压力，避免长时间高流速灌注，可以有效避免全身性感染。在本研究中，SIRS组术前中段尿培养结果阳性的比例较高，单因素分析结果显示并不与术后SIRS的发生显著相关。事实上，膀胱内尿液难以充分反映肾内感染情况，Eswara等[24]报道274例输尿管镜碎石术和54例经皮肾镜碎石术，术后尿脓毒血症的患者术前中段尿培养均为阴性，而他们中70%的结石细菌培养结果呈阳性。术前尿培养可能受到尿量稀释、上尿路梗阻等多种因素影响，难以准确预测术后SIRS的发生。

由于MPCNL术后SIRS均于早期内发生，本研究主要评估术前与术中的临床预后指标。预后相关性分析结果显示，一期MPCNL治疗上尿路结石，糖尿病史、较高结石负荷(≥400 mm2)以及较高的灌注速度(≥200 ml/min)，是与SIRS发生显著相关的预后因素。因此，我们建议MPCNL术前应仔细评估结石负荷情况，选择适当的通道路径和碎石设备，在术中提高碎石取石效率的同时必须有效控制灌注速度。对于合并糖尿病的高结石负荷患者，术后重症感染风险较高，如果没有技术条件控制灌注速度，可以考虑分二期碎石取石，提高手术安全性。

1 熊海云,曾小明,余明主,等.标准通道与微通道经皮肾镜取石术治疗输尿管上段结石疗效的比较.中国微创外科杂志,2014,14(5):436-438.

2 Zhu W,Liu Y,Liu L,et al.Minimally invasive versus standard percutaneous nephrolithotomy:a meta-analysis.Urolithiasis,2015,43(6):563-570.

3 甘 伟,李云飞,罗茂华,等.微通道经皮肾镜碎石术后并发感染性休克1例报告并文献复习.中国微创外科杂志,2015,15(5):475-477.

4 Yang T,Liu S,Hu J,et al.The evaluation of risk factors for postoperative infectious complications after percutaneous nephrolithotomy.Biomed Res Int,2017,2017:4832051.

5 刘余庆,卢 剑,肖春雷,等.微创经皮肾镜与后腹腔镜治疗嵌顿性输尿管上段结石的比较研究.中国微创外科杂志,2009,9(7):626-629.

6 Koras O,Bozkurt IH,Yonguc T,et al.Risk factors for postoperative infectious complications following percutaneous nephrolithotomy:a prospective clinical study.Urolithiasis,2015,43(1):55-60.

7 Singh P,Yadav S,Singh A,et al.Systemic inflammatory response syndrome following percutaneous nephrolithotomy:assessment of risk factors and their impact on patient outcomes.Urol Int,2016,96(2):207-211.

8 中华医学会糖尿病学分会.中国2型糖尿病防治指南(2013年版).中华糖尿病杂志,2014,6(7):447-498.

9 Schöttker B,Herder C,Müller H,et al.Clinical utility of creatinine- and cystatin C-based definition of renal function for risk prediction of primary cardiovascular events in patients with diabetes.Diabetes Care,2012,35(4):879-886.

10 Levey AS,de Jong PE,Coresh J,et al.The definition, classification, and prognosis of chronic kidney disease:a KDIGO Controversies Conference report.Kidney Int,2011,80(1):17-28.

11 张 越,苏云杉,向述天,等.上尿路梗阻的影像学诊断进展.中国医药,2017,12(3):467-470.

12 那彦群,叶章群,孙颖浩,等.中国泌尿外科疾病诊断治疗指南．北京:人民卫生出版社,2014.180-181.

13 Fan J,Wan S,Liu L,et al.Predictors for uroseptic shock in patients who undergo minimally invasive percutaneous nephrolithotomy.Urolithiasis,2017 Feb 22.Epub ahead of print

14 何新良,何 鹏,海张伦,等.选择性I期微创经皮肾镜取石术治疗结石性脓肾(附23例报告).中国微创外科杂志,2010,10(12):1101-1103.

15 孙道冬,孙丹宁,高 瑾,等.输尿管结石合并糖尿病引发感染性休克16例临床分析.中国微创外科杂志,2010,10(8):719-721.

16 Trevelin SC,Carlos D,Beretta M,et al.Diabetes mellitus and sepsis:achallenging association.Shock,2017,47(3):276-287.

17 Jia Y,Zhao Y,Li C,et al.The expression of programmed death-1 on CD4+and CD8+T lymphocytes in patients with type 2 diabetes and severe sepsis.PLoS One,2016,11(7):e0159383.

18 Wu H,Zhu S,Yu S,et al.Early drastic decrease in white blood count can predict uroseptic shock induced by upper urinary tract endoscopic lithotripsy:a translational study.J Urol,2015,193(6):2116-2122.

19 Xu G,He Y,Zhao H,et al.Mini-nephroscope combined with pressure suction:an effective tool in MPCNL for intrarenal stones in patients with urinary tract infections.Urolithiasis,2016,44(5):445-450.

20 Liu C,Zhang X,Liu Y,et al.Prevention and treatment of septic shock following mini-percutaneous nephrolithotomy:a single-center retrospective study of 834 cases.World J Urol,2013,31(6):1593-1597.

21 Omar M,Noble M,Sivalingam S,et al.Systemic inflammatory response syndrome after percutaneous nephrolithotomy:arandomized single-blind clinical trial evaluating the impact of irrigation pressure.J Urol,2016,196(1):109-114.

22 Huang J,Song L,Xie D,et al.A randomized study of minimally invasive percutaneous nephrolithotomy(MPCNL) with the aid of a patented suctioning sheath in the treatment of renal calculus complicated by pyonephrosis by one surgery.BMC Urol,2016,16(1):71.

23 刘峦松,王民增.微创经皮肾镜取石术中应用负压吸引法一期治疗结石性脓肾.中国微创外科杂志,2014,14(3):280-281.

24 Eswara JR,Shariftabrizi A,Sacco D.Positive stone culture is associated with a higher rate of sepsis after endourological procedures.Urolithiasis,2013,41(5):411-414.