心脏术后急性肾损伤预防措施的研究进展

急性肾损伤(AKI)是心脏手术后常见的并发症，且与病人住院时间和死亡率增加密切相关。AKI病理生理学是复杂且多因素的，包括毒素(外源性和内源性)、代谢因素、缺血再灌注损伤、神经激素激活、炎症和氧化应激，损伤部位通常是肾小管上皮细胞。这些不同机制可能在不同时间、不同强度下发挥作用，其中一些可能产生协同作用[1]。AKI危险因素包括慢性肾脏疾病(chronic kidney disease，CKD)、蛋白尿、高血压、糖尿病、高龄和肥胖、采用体外循环手术、使用造影剂、肾毒性药物、发生败血症、低血压等。

1 AKI定义

早期对AKI定义是血清肌酐(creatinine，SCr)较基础值增加1.5～2.0倍[2]。AKI传统定义对肾损伤的程度不敏感，新定义AKIN(Acute Kidney Injury Network)和RIFLE(risk，injury，failure，loss，ESRD)(见表1)提供更多关于AKI开始、严重程度和持续时间信息。这两种共识标准可准确并早期预测死亡率。血清SCr升高反映全身组织的低灌注，是肌肉低氧血症的结果。Tolpin等[3]指出心脏手术后，血清SCr的轻微变化可能提示病人早期器官功能障碍或组织低灌注。

表1 RIFLE与AKIN诊断标准

根据定义，接受心脏手术病人2%～30%发生AKI，已有相关数据证实，SCr水平持续时间与5年生存率降低有关[4]。一些术前和术中做法可能导致AKI发病率增加，尤其是有相关危险因素病人。

2 AKI预防策略——术前准备

2.1 心导管检查与心脏手术分离 避免将使用造影剂的心导管检查与心脏手术同时进行。Mehran等[5]指出若使用心导管检查后发生造影剂肾病，应尽可能推迟手术。

2.2 避免术前输血 有研究表明，围术期红细胞输血与AKI有关，Karkouti等[6]假设贫血病人进行预防性红细胞输血可预防AKI，未显示不同群体之间的差异，发现接受围术期输血后高转铁蛋白病人与AKI之间存在相关性。

2.3 术前使用他汀类药物 他汀类药物可改善内皮功能，减少炎症介质。Tabata等[7]研究发现，心脏手术前使用他汀类药物具有肾脏保护作用。Liakopoulos等[8]一项荟萃分析倾向于在心脏手术前、术中使用他汀类药物，可减低死亡率及心房颤动、中风的发生。

2.4 术前血糖管理 有研究表示，高血糖和胰岛素抵抗与肾脏损害有直接关系[9]。肾脏对与应激相关的高血糖有一些代偿性反应，胰岛素抵抗、高三酰甘油血症、氧化应激和一氧化氮减少可能直接导致AKI。Lazar等[9]指出，在心脏手术之前保持血糖浓度≤10 mmol/L是合理的。

2.5 术前停止使用血管紧张素转换酶抑制剂和血管紧张素受体拮抗剂 已有研究认为，术后血管麻痹可能与药物使用有关，这些药物干扰肾素-血管紧张素轴[10]。有研究表明在，体外循环(cardiopulmonary bypass，CPB)之前至少2 d停止服用这些药物，可能减少血管舒缩性麻痹及术后血管收缩药物使用和过度补充晶体溶液[11]。

2.6 避免使用非甾体类抗炎药和氨基甙类抗生素 非甾体类抗炎药(NSAIDs)是一种肾毒性药物，应避免术前使用。NSAIDs通常为非处方药，并有丧失肾功能风险，与前列环素减少及间质性肾炎发生有关。Nielsen等[12]对比分析接受单剂量预防性庆大霉素病人和未接受庆大霉素病人，发现庆大霉素组有更大比例AKI(22%∶17%，P=0.02)。氨基糖甙类抗生素或NSAIDs叠加使用更易发生AKI。

2.7 贫血管理 尽可能手术前诊断和治疗贫血，术前贫血是AKI的一个独立危险因素。术前能缓解贫血，可降低术后输血，同时降低AKI发生率。

2.8 术前感染 北新英格兰心血管疾病研究小组(NNECDSG)[13]研究认为，白细胞(WBC)计数>12×109/L的病人死亡率较WBC<12×109/L高2.8倍(4.8%与1.7%)。

2.9 使用亚甲蓝预防血管麻痹 低剂量亚甲基蓝(1.5～2.0 mg/kg)预防及治疗血管麻痹是安全有效的。CPB中释放促炎性介质(如细胞因子、肿瘤坏死因子-α等)，刺激一氧化氮产生，促进酶的激活，进一步促进环磷鸟苷(cGMP)产生，cGMP引起血管舒张。亚甲基蓝通过抑制鸟苷酸环化酶，减弱严重的血管扩张/血管麻痹[14]。血管紧张度丧失在术后心脏手术病人中常见，导致肾灌注不良及使用升压药，并有可能恶化AKI。

3 AKI预防策略——术中因素

3.1 减少CPB时间 CPB通过多种机制导致肾脏损伤，伍育旗等[15]研究显示，CPB时间≥120 min是AKI发生的独立危险因素。复杂病例可能需要更多的时间。理想情况下，不可避免因素应该在术前优化，尽可能增加术中工作效率。

3.2 减少输血 2011年美国心脏外科医师协会和心血管麻醉师协会指出，大多数手术团队在CPB结束后将CPB血液重新注入病人体内，作为血液保护策略的一部分。有研究表明，使用血液回收机可减少38%红细胞输注量，平均每个病人节约0.68 U，减少心脏外科术后输血，降低AKI发生率[16]。

3.3 平衡围术期氧输送、输血、最小血细胞比容 15%～30%心脏输出进入肾脏，首先进入肾皮质到肾髓质。AKI是肾髓质肾小管细胞损伤结果，强调在CPB期间，充足的氧气输送到肾髓细胞是非常重要的。CPB设置中，氧气输送的4个要素：泵流量、血红蛋白、血氧饱和度和动脉氧分压。这4个变量容易测量，且可仔细监测和调整，从而调节向肾髓质输送充足氧气。时刻保持氧气供应，并满足氧输送所有组成部分，可能有助于避免临界水平下的最低点，降低AKI发生率。血液稀释是一个AKI独立的危险因素，CPB中至少保持血细胞比容>26%。在输血危害和保持最佳组织灌注之间找到正确平衡点，平衡异源红细胞输血风险、低血容量危险，这要求病人在CPB时进行平衡。

3.4 与AKI有关的血压管理和大脑自动调节 Kanji等[17]研究显示，在心脏手术中，术前平均动脉压(MAP)和CPB中流量压力的差值(delta)与高危病人早期术后AKI有关。另一方面仅靠血压管理可能不足以预防AKI。Ono等[18]研究发现，在心脏手术中，血压低于大脑自动调节阈值与AKI有关。通过使用近红外分光光度法，确定大脑自动调节下限，且发现与MAP无关，结论是在CPB期间，监测大脑的血氧指数可能作为一种新方法指导MAP目标。

3.5 CPB中避免超热灌注 Newland等[19]研究发现，在CPB中高温度下灌注是心脏手术后AKI的独立危险因素。监测动脉血输出温度，发现超过37 ℃每10 min AKI发生率增加34%，结论是通过CPB进行心脏手术后，监测动脉输出温度可能有助于降低术后AKI发生率。

3.6 根据理想体重确定CPB流量 Santambrogio等[20]使用理想体重确定CPB流量以避免血液稀释。以体表面积(BSA)计算的CPB流量是基于这样一种假设：不考虑病人体质类型，每平方米身体质量具有相同代谢率。由于代谢率主要决定因素是肌肉，而不是脂肪组织，肌肉和脂肪之间的基础代谢率无线性关系，体表面积用于肥胖病人增加心脏负荷，也增加潜在的空气栓子和系统性炎症反应。这是一种新方法可避免血液稀释和围术期输血。

3.7 氯与AKI 有研究表明：AKI病人中平均氯含量较高。据推测，肾小管对氯再吸收有肾血管收缩效应。其他可能机制包括管球反馈触发肾小球入球小动脉收缩和减少肾小球滤过性。由于普通生理盐水完全符合生理，根据氯化物对肾脏影响，似乎平衡电解质溶液需要低浓度的氯化物，避免过多补充普通的生理盐水造成高氯血症。

4 小 结

心脏手术后，长期和短期的AKI负面影响易忽略，特别是SCr水平轻微变化。确定预防AKI策略主要存在于心脏手术前和手术中，可能发生肾损伤过程中进行适当准备及重新评估术中实践，这代表将多种预防策略纳入AKI预防措施中。术前策略包括限制性输血政策、使用他汀类药物、分离心导管检查和手术入院、血糖管理、停止使用阻断肾素-血管紧张素轴药物、避免NSAIDs、贫血管理、感染管理和血管麻痹预防。术中策略包括尽量减少CPB时间、最大限度地减少输血(术中血浆保护，减少血液稀释)、血压管理、避免过度热灌注、确定理想体重的CPB流量及尽量减少氯化物使用。

心脏手术后AKI病人其他系统也受到伤害，导致病人短期和长期生存率降低，仔细分析导致AKI因素并制定相关策略，可能降低心脏手术后的短期和长期死亡率。