危重病人在红细胞输注后血浆总血红素浓度的变化及其与预后关系的研究

仲晓玲，张 静，刘亚东

（南京大学医学院附属鼓楼医院输血科，南京 210008）

红细胞（Red blood cell，RBC）输血与重症患者死亡风险增加有关［1］。这种风险涉及RBC 输血过程中产生的无细胞血红蛋白可以氧化并释放血红素，进而促进炎症、免疫抑制和感染［2-4］。本研究假设输血后危重患者血浆总血红素浓度会随着RBC 储存时间和细胞内的总游离血红素浓度的增加而增加，并可能导致患者的住院死亡率升高。为了检验该假设，研究对需要RBC 输血的重症监护病房（ICU）患者进行了一项前瞻性队列研究。研究测量了输血前储存的RBC 单位中的总血红素和输血前后患者血浆中的总游离血红素，并分析了这些测量值和住院死亡率之间的关系。旨在确定储存的RBC 单位和输血后患者血浆中的血红素是否能预测住院死亡率。

1 资料与方法

1.1 一般资料 这项前瞻性队列研究于2017 年10月～2018 年6 月期间在本院ICU 中进行。将需要连续RBC 输血的患者在住院期间第一次RBC 输血时纳入研究。研究共招募了222 名连续输血的ICU 患者。排除18 名受试者，分别为：未采集RBC 单位标本（n=9），输血后死亡（n=3），输血前采集的输血后标本（n=2），输血与输血前、后标本采集间隔>24 小时（n=4）。留下222名患者进行分析。

1.2 标本收集 在输血前从储存袋中取出在第一次输血期间输注的每个RBC 单位的样品，并从临床实验室取回在第一次RBC 输血之前和之后获得的患者血液样品。将这些样品在室温下以3000×g 离心10 分钟。将上清液等分试样在-80℃冷冻直至分析。

1.3 指标测定 采用血红素分析试剂盒（美国博世生物技术有限公司）测定RBC 单位上清液和患者血浆样品中的细胞游离血红素水平。使用Luminex 磁珠分析法（美国EMD Millipore Corporation 公司）测量输血前和输血后血浆样品中的触珠蛋白浓度。

1.4 统计分析 结果表示为平均值±标准偏差或中位数（IQR）。采用t 检验、Wilcoxon 秩和检验和Kruskal-Wallis 检验比较连续变量。卡方检验用于比较分类变量。计算了连续变量之间的Spearman 等级相关系数。采用Logistic 回归分析评估血浆总血红素与住院死亡率之间的关联。采用SPSS13.0 进行统计学分析。P 值不大于0.05，则认为结果具有统计学显著性。

2 结果

2.1 研究人群的特征 在222 名连续输血的ICU 患者中，有88 例患者在住院期间死亡，纳入非幸存组，其余患者纳入幸存组。与幸存组相比，非幸存组患者的Apache Ⅱ评分显著增加，而住院时间显著缩短（P<0.05），见表1。

表1 研究人群的特征

2.2 输血前后血浆总血红素浓度变化 RBC 输注后血浆总血红素浓度显著升高（输注前36［27–77］μmol/L vs.输注后48［36–74］μmol/L；P<0.001）。输注的RBC 单位数量和输血后血浆总血红素增加之间存在剂量反应（图1）。RBC 单位的储存时间和总游离血红素浓度直接相关（相关系数=0.573，P<0.001）。输注RBC单位总游离血红素与输注后血浆总血红素之间存在弱相关（斯皮尔曼相关系数（ρ）=0.215，P=0.034）。输血后血浆总血红素与RBC 单位直接输注的量之间的关系随着时间的推移而减弱，并且血液采样间隔较长的患者与间隔较短的患者相比时，输血后血浆总血红素浓度相似（表2）。

2.3 幸存者与非幸存者的输血相关指标比较 输血后，非幸存组患者血浆总血红素浓度明显高于幸存组（54［35～133］μmol/Lvs. 44［31～66］μmol/L，P=0.030）（表3）。输血前血浆触珠蛋白水平较低的患者在输血后血浆总血红素浓度较高（表4）。

2.4 住院死亡率的多变量Logistic 回归分析 采用多变量logistic 回归分析对血清胆红素、年龄和ApacheⅡ评分进行校正后，输血后血浆总血红素与住院死亡率之间的关系仍然显著（输血后血浆总血红素每增加四分之一的住院死亡率的比值比［OR］95%可信区间［95%CI］=1.79 ［1.17 – 2.96］；P=0.008；表5）。

图1 输血前后血浆总血红素浓度变化与输血单位数的关系

表2 输血后血浆总血红素浓度与从输血到采集血浆样本测定的间隔时间的关系

表3 幸存者与非幸存者的输血相关指标比较

表4 输血后血浆总血红素浓度与输血前血浆触珠蛋白浓度的关系

表5 住院死亡率的多变量Logistic回归分析

3 讨论

本研究的主要发现是输血后血浆总血红素浓度增加，并且输血后血浆血红素浓度升高可以独立预测住院死亡率。 这些发现支持RBC 输血与危重患者群体中血浆血红素的毒性积累相关的假设。血红素的毒性已在体外研究、动物模型和人类受试者中得到了支持，包括NO 清除和血管收缩、血管通透性增加、氧化应激、炎症、免疫失调和感染风险增加［5-7］。

此外，本研究发现RBC 单位总游离血红素与输血后血浆总血红素之间的相关性随着时间间隔的延长而降低，并且血液采样间隔较长的患者与间隔较短的患者相比时，输血后血浆总血红素浓度相似。其中原因如下：首先，输注储存受损RBC 后溶血，并引起宿主RBC解体，促进血浆总血红素积累［8］。其次，细胞外血红素直接损伤RBC 并产生溶血，使输注RBC 和宿主RBC 持续受损。最后，血浆中Hb 和RBC 的过量供应分别消耗了结合珠蛋白和血红素，形成了正反馈回路，其可在单次输血事件后持续维持过量的血红素浓度［9］。这一机制得到了本研究结果的支持，即输血前结合珠蛋白水平最低的患者在输血后血浆总血红素最高。

在临床相关的成年患者中，很少有研究测量输血对血浆Hb 或血红素的影响［10-11］。Elisa 等［12］发现败血症患者在输血2 个单位RBC 后，血浆Hb 浓度显著升高，但输血1 单位后没有明显变化。与报告相反，本研究发现大多数重症患者在输注1 个单位RBC 后血浆总血红素显著增加。造成上述差异的原因可能与研究采用的测量技术不同有关。本研究测量了血浆总血红素，很可能包括游离和含有Hb 和血红素的微粒的贡献。

总之，危重病人RBC 输血后血浆血红素总量增加，其浓度与住院死亡率独立相关。