腹膜透析液的器官保护作用

张志宏 综述 俞雨生 审校

严重创伤、重症感染及脓毒症休克可继发多器官功能障碍综合征(multiple organ dysfunction syndrome,MODS)。据报道，重症监护病房(ICU)中MODS发生率为11%～40%，但其相关死亡率可高达44%～76%[1]。导致MODS的病理生理过程极为复杂，至少涉及以下机制[2]：(1)组织缺血缺氧；(2)细胞凋亡；(3)肠道菌群易位；(4)免疫调节紊乱；(5)线粒体功能障碍。目前静脉液体复苏、血管活性药物使用及器官功能支持，如连续性肾脏替代治疗(CRRT)、呼吸机辅助通气和体外膜肺氧合(ECMO)等技术仍是MODS的重要治疗手段，但研究发现其仍不能有效逆转重要内脏器官缺血缺氧低灌注状态，甚至可能加重受损器官的“二次打击”，如体外循环加重凝血功能紊乱和炎症细胞活化，呼吸机增加心脏负荷降低有效搏出量等。如能在上述治疗手段基础上采取措施改善缺血脏器微循环、减轻水肿、调节淋巴回流、抑制炎症反应将有助于调控受损器官间不适当的“交互对话”(cross-talk)，延缓、减轻乃至阻断多器官功能衰竭的发生。

腹膜透析(PD)液是含有渗透剂、缓冲碱和电解质的无菌溶液，是实现血液净化、纠正机体内环境紊乱的关键要素。Garrison等[3]在失血性休克动物模型中发现将PD液灌注腹腔后具有直接的器官保护作用，由此提出一种全新的复苏方式——腹腔复苏(direct peritoneal resuscitation,DPR)。近年来更多的研究发现，PD液灌注腹腔在坏死性肠炎、重症胰腺炎和脑死亡等状况下皆有独特的直接器官保护作用，并对其作用机制进行了探索。本文综述该领域的研究现状及其应用进展。

PD液成分

目前临床应用最广泛的PD液以葡萄糖为渗透剂，乳酸盐为缓冲碱。依据水合葡萄糖的浓度，分为1.5%、2.5%和4.25%的PD液，对应渗透压分别为345 mOsm/L、395 mOsm/L和484 mOsm/L(均为估计值)。以目前研究最多的商品化Delflex®透析液为例，含糖2.5%透析液主要成分如下：水合葡萄糖2.5 g/100 ml，钠132 mEq/L，钙3.5 mEq/L，镁1.5 mEq/L，氯102 mEq/L，乳酸35 mEq/L，溶液pH 5.0～6.0，渗透压398 mOsmol/L。相对于含糖2.5%的PD液，含糖1.5%的PD液对于机体葡萄糖负荷影响较小。

PD液的直接器官保护作用

改善缺血脏器血循环器官保护的关键是恢复缺血脏器血循环。坏死性肠炎(necrotizing enterocolitis,NEC)是新生儿常见急腹症之一，其病理生理机制核心是内皮细胞一氧化氮(NO)与内皮素1(ET-1)调节紊乱，导致肠系膜血管持续痉挛收缩，引起相应肠段缺血坏死[4]。Walker等[5]利用 Sprague-Dawley大鼠构建NEC模型，采用激光多普勒技术对回肠七个部位血流状况进行测量。结果发现，NEC模型构建48h后回肠末端微动脉血流量显著下降；随后以微量泵在30 min内向腹腔内匀速灌注30 ml 含糖2.5%Delflex®透析液(以下统一简称DPR技术)，受累回肠微动脉血流量稳定提升，较最低水平升高28.2%～58.5%；若以1.5%葡萄糖Delflex®透析液腹腔灌注亦观察到类似效应，受累回肠微动脉血流量较最低水平升高24.1%～41.7%。该研究观察时限长达96h，提示病理状态下葡萄糖透析液灌注腹腔后具有有益的血管活性作用，且1.5%葡萄糖透析液与更高浓度含糖透析液改善微循环效应相近，而前者对于机体血糖影响显著低于后者。

失血性休克是战创伤和灾害事故中造成减员的最主要原因。大鼠失血性休克复苏实验显示[6]，静脉液体复苏虽然能恢复体循环中心血流动力学接近正常，但在复苏4h后有效肝血流量出现明显下降，复苏24h后差异更加显著(4.6±0.2 ml/min/100g体重vs6.5±0.2 ml/min/100g体重)；若联合DPR技术，复苏后可始终保持有效肝血流量接近术前水平。DPR技术改善缺血脏器血循环的保护效应不仅限于腹腔脏器，甚至包括远隔器官。另一项大鼠失血性休克复苏实验显示[7]，传统液体复苏4h后大鼠肺动脉血流量较对照组显著下降(0.9±0.1 ml/min/g体重vs1.5±0.2 ml/min/g体重)；若联合DPR技术，肺动脉血流量可维持接近对照组水平。需要指出的是，延迟DPR技术即静脉液体复苏后延迟2～4h进行DPR，同样显示改善缺血脏器血循环的保护作用。大鼠失血性休克给予静脉液体复苏后，回肠末端微动脉血流量仅相当于术前水平的49.5%；若在常规液体复苏后2～4h再给予DPR技术能显著改善血流量，提升至术前水平[8]。

减轻静脉液体复苏导致的组织水肿减轻组织水肿有助于器官损伤修复。Zakaria等[9]利用核素示踪技术精确测量失血性休克大鼠模型复苏后液体分布(以C14标记甘露醇测量细胞外液体，I131标记IgG测量细胞内液体，总体水以器官湿质量与干质量差值计算)，发现静脉液体复苏后2h，尽管中心血流动力学接近正常，但肠、肺、肝和肌肉组织有效血流量均数仅相当于对照假手术组40%～60%，同时肠、肝和肌肉的间质含水量与肺泡含水量的均数分别均较对照假手术组升高19%～54%与12%不等，若给予2.5%葡萄糖PD液辅助DPR可部分减轻(肝和肌肉)或完全纠正(肠和肺)上述水肿状况。 Hurt等[10]在失血性休克大鼠复苏模型的研究中发现，常规静脉液体复苏将中心血流动力学恢复正常24h后，肠、肺、肝和肌肉组织的水肿仍非常严重，以2.5%葡萄糖PD液辅助DPR可完全纠正水肿状况；需要指出的是，该实验静脉液体复苏组复苏后24h死亡率高达34%，而辅助DPR组死亡率为0，DPR减轻组织水肿更远期保护效应有待证实。

调节肠系膜淋巴液性状与回流肠道缺血所继发的肠系膜淋巴液性状与回流异常是导致肠源性系统性炎症反应甚至MODS的关键环节。Matheson等[11]在失血性休克大鼠复苏模型中发现，常规静脉液体复苏后1h，肠系膜淋巴液回流速度较对照假手术组显著升高(20.6±5.6 μl/minvs1.2±0.7 μl/min)；复苏后2h淋巴液中透明质酸(90.0±1.3 ng/mlvs73.7±1.4 ng/ml)和CD44(140.0±12.9 ng/mlvs15.6±1.5 ng/ml)含量亦显著升高，二者被认为与中性粒细胞浸润肝脏及肝损伤有关；此外，淋巴液中多种炎症介质如白细胞介素(IL)1β、IL-6、IL-10和γ干扰素(TFN-γ)等均在常规静脉液体复苏后显著升高；若以2.5%葡萄糖PD液辅助DPR，肠系膜淋巴液回流速度及淋巴液性状均显著回落接近对照假手术组。

减轻系统性及组织水平炎症反应免疫调节紊乱及其相关的炎症反应失控是MODS重要发病机制，也是临床干预的重要靶点之一。利用失血性休克大鼠复苏模型，Matheson等[12]观察到，常规静脉液体复苏后4h，大鼠体循环中多种炎症介质如IL-1β、IL-6、高迁移率组蛋白B1(HMGB1)水平均显著高于对照假手术组，若以2.5%葡萄糖PD液同步DPR，上述异常升高的炎症介质水平均回落接近对照假手术组。在组织水平， Hurt等[6]在失血性休克大鼠复苏模型中观察到常规静脉液体复苏后4h，大鼠肝组织炎症介质IL-6和IFN-γ水平均显著高于对照假手术组，肝组织多种与炎症反应相关的趋化因子如CCL2、CCL3、CCL4等mRNA表达亦显著上调，给予2.5%葡萄糖PD液同步DPR可纠正组织水平上述异常炎症反应。在另一项随访72h的失血性休克复苏实验中，Garrison等[13]发现，辅助DPR较常规静脉液体复苏大鼠机体炎症反应存在显著差异，具体表现为静脉液体复苏后72h，大鼠体循环、肝门静脉、肝、肺和回肠组织的促炎症介质TNF-α和 IL-6水平均显著高于对照假手术组，而辅助DPR组中不仅上述异常升高的炎症介质均回落接近对照假手术组，同时肝组织抗炎介质IL-10水平亦显著高于对照假手术组。

脑死亡器官保护在重症复苏及移植领域具有重要临床意义。脑死亡患者除血流动力学极其不稳定外，重要脏器的损伤和炎症反应也增加后续不良事件发生。Weaver等[14]利用硬膜腔加压方法构建大鼠脑死亡模型，分别在复苏第2小时、第4小时和第6小时观察体循环和回肠组织水平的炎症反应。结果发现，静脉液体复苏组体循环中与损伤或炎症相关分子如脂肪酸结合蛋白(FABP)、脂多糖(LPS)、HMGB1和热休克蛋白70(HSP70)在复苏后2～6h均有显著升高，同时免疫荧光染色显示肠黏膜上皮细胞紧密连接分子带状闭合蛋白1(ZO-1)蛋白质表达显著下调；若以2.5%葡萄糖PD液同步DPR，上述异常现象在复苏第6小时均得以纠正。进一步的研究发现，实施DPR对腹膜腔以外甚至远隔脏器也具有保护效应。已知肾脏为腹膜外位器官，在大鼠脑死亡肾损伤模型中观察到，静脉液体复苏后2～6h肾组织细胞间黏附分子(ICAM)、内皮细胞黏附分子(VCAM)、E选择素和P选择素等蛋白质表达均显著上调，同时组织水平的炎症介质如TNF-α、IL-1β和IL-6以及趋化因子CCL2、CCL3等蛋白质表达亦显著上调；此外，每高倍视野下肾实质中浸润的中性粒细胞和巨噬细胞计数均明显增多，反映中性粒细胞活化的髓过氧化物酶(MPO)活性亦显著升高；若以2.5%葡萄糖PD液同步DPR，上述异常现象均能得以部分缓解或完全纠正，如复苏后第6小时肾实质每高倍视野下浸润的中性粒细胞(以每500 μl组织溶解液细胞计数表示均数25/HPFvs12/HPF)和巨噬细胞计数(均数18/HPFvs12/HPF)均有明显下降，MPO活性亦明显降低(均数1 800 mU/mlvs1 500 mU/ml，对照假手术组1 300 mU/ml)[15]。同样，在大鼠脑死亡肺损伤模型中也观察到DPR保护效应，即复苏第6小时肺泡组织浸润中性粒细胞流式细胞计数差异显著(以每500 μl组织溶解液细胞计数表示均数950vs1400)，而凋亡通路关键分子含半胱氨酸的天冬氨酸蛋白水解酶(Caspase 8)蛋白质表达亦显著低于静脉液体复苏组(2～4h含量均数0.3 ng/mlvs0.4 ng/ml，活性600 mmol/Lvs700 mmol/L)[16-17]。

降低动物死亡率动物实验显示DPR可降低死亡“硬终点”事件发生。上文大鼠失血性休克复苏实验[6]，常规静脉液体复苏或联合腹腔灌注生理盐水，复苏后24h大鼠死亡率高达34%，而常规静脉液体复苏同步DPR同期死亡率为0。Crafts等[18]应用无损伤微血管钳夹闭大鼠肠黏膜血管60 min制作肠缺血-再灌注损伤模型，结果术后第7天肠损伤模型组大鼠死亡率高达70%，而应用DPR技术救治的肠损伤大鼠死亡率降至40%以下。

PD液直接器官保护的机制

既往实验已证明采用0.9%生理盐水灌注腹腔不能改善缺血脏器微循环。Zakaria等[19]利用显微摄像技术观察大鼠回肠末端血液循环，分别测试不同溶液灌注腹腔后微血管管腔内径及其血流变化。测试的溶液分别为商品化葡萄糖PD液、氨基酸PD液、艾考糊精PD液及5%葡萄糖溶液、2.5%或5%甘露醇溶液和乳酸溶液，渗透压为285～545 mOsmol/L，缓冲碱为乳酸盐或碳酸氢盐，溶液pH波动于5～7.4。结果显示，所有商品化PD液均有不同舒张血管活性，且PD液中的高糖及其高渗透压是舒张微血管的主要动力；此外，葡萄糖降解产物(GDPs)参与舒张血管作用，而乳酸仅在酸性环境下具有一过性舒张血管作用。该研究结果表明葡萄糖成分是PD液灌注腹腔发挥血管活性作用的主要载体。Matheson等[20]发现将等渗葡萄糖溶液灌注腹腔后，大鼠回肠末端各级微动脉均立即舒张，持续约90 min，但灌注等渗甘露醇溶液未见类似效应；将等渗葡萄糖溶液预先加入二丙基黄嘌呤(腺苷A1受体拮抗剂)处理后再灌注腹腔可完全抑制葡萄糖溶液诱导的微动脉舒张；同样，将等渗葡萄糖溶液预先加入NO合酶抑制剂(N-甲基-L精氨酸，L-NMMA)处理后再灌注腹腔可部分抑制葡萄糖溶液诱导的微动脉舒张，将两者联合预处理的等渗葡萄糖溶液灌注腹腔可获得完全抑制效应，但单独加入格列苯脲(K+ATP通道阻滞剂)预处理不能减弱葡萄糖溶液诱导的微动脉舒张效应。上述实验提示腹腔灌注葡萄糖舒张微循环效应主要通过腺苷A1受体介导。

有关PD液的直接器官保护效应的其他方面机制，如减轻组织水肿、调节淋巴液回流及其性状、抑制系统性炎症反应等，目前的认识仍极为有限，推测PD液中高浓度葡萄糖通过弥散至缺血肠壁，改变后者毛细血管通透性与水分转移而减轻水肿，但如何理解PD液灌注腹腔对腹膜外位脏器肾脏及远隔脏器(肺脏)的保护效应机制仍有待探讨。

DPR临床应用现状

实施DPR不需要特殊设备，完全适用于一线救治。对于腹部开放创口，选择19F腹腔引流管(JP)，将其腹内端沿左半腹部肠系膜根部留置，皮下缝合固定；将预热至37℃的2.5%或1.5%葡萄糖PD液通过JP导管持续灌注腹腔，滴速第1小时800 ml/h，以后400 ml/h维持；为避免腹腔高压，腹腔内液体不宜超过1 000 ml，可采取对侧留置腹腔引流管，持续低强度负压吸引。对于非腹部开放创口，可采用脐下经皮穿刺法(Seldinger技术)留置腹腔引流管，体外以三通接头分别连接输液泵和负压吸引；以输液泵控制1h内滴入1 000 ml PD液，留腹1h后，转换负压吸引1h内引流，再重复上述步骤[21-22]。

McKenzie等[22]报道DPR技术成功辅助救治1例出血坏死性重症胰腺炎患者，该患者在常规治疗过程中发生脓毒症、急性肾损伤和可疑腹腔高压综合征，采用上述开放腹部置管，持续腹腔滴注和引流2.5%葡萄糖PD液(300 ml/h)，DPR后第10天成功拔管闭合腹部创口。Hopkins等[23]对2例发生坏死性肠炎新生儿成功实施了辅助DPR。患儿起病时表现脓毒症休克伴血小板减低，以2.5%葡萄糖PD液25～50 ml/kg腹腔滴注和引流，每天DPR治疗12h。作者发现在DPR治疗后24h，患儿血流动力学逐渐平稳，多巴胺剂量随之减少，面色改善，尿量增多；至第3天患儿血小板显著提升；第7天对患儿成功实施肠大部切除术后结束DPR。

DPR技术在损伤控制外科领域的应用已得到初步验证。Smith等[24]总结自2008年至2012年共108例严重腹部外伤伴脓毒症患者救治经验，进行倾向匹配后辅助DPR组与对照常规救治组各44例患者，基线两组生理评分中位值分别为APACHE Ⅱ评分(27vs26)、SOFA评分(13vs13)和SAPS Ⅱ评分(51vs53)。结果发现，48h后DPR治疗组较对照组显著改善患者各项生理评分APACHE Ⅱ评分(16vs23)、SOFA评分(9vs11)和SAPS Ⅱ评分(39vs45)，均P<0.05；预后方面优势包括前者腹部闭合时间显著缩短(5.9dvs7.7d)、一期腹部闭合率提高(68%vs43%)、腹部并发症较少(27%vs47%)、机械通气时间缩短(10dvs14d)、ICU住院时间缩短(17dvs24d)，均P<0.05；硬终点死亡率比较前者较后者亦有下降趋势(16%vs27%，P=0.15)。在另一组腹部外伤伴失血性休克患者的回顾性队列研究中[25]，共纳入59例患者，其中19例接受辅助DPR救治。研究者发现两组虽然在ICU住院时间、总住院时间、机械通气时间和死亡率比较上均无显著差异，但在一期腹部闭合率、腹部闭合时间、腹部并发症和半年后腹部疝发生率等方面，DPR组较对照组均有显著优势。

在器官移植领域，DPR技术的应用也进行了有益的探索。在一项脑死亡供体移植研究中[26]，共纳入78例枪伤、窒息、钝器伤或脑血管意外临终患者。所有患者经过严格伦理审查后进入脑死亡供体程序，其中19例在常规医疗处置同时进行辅助DPR。结果发现，器官“热缺血”阶段维持循环所需补液量DPR组显著低于对照组(1 723 mlvs2 358 ml)，使用血管升压药比例前者显著少于后者(5%vs34%)，肝血流量维持较高水平(相对于基线150%vs50%)，抗炎介质IL-10的体循环水平显著高于后者(2 500 pg/mlvs1 000 pg/ml)，单个供者最终实际成功移植器官数目高于后者(3.7vs3.0)，均P<0.05。

小结与展望

现有研究已证实PD液灌注腹腔后具有改善微循环、减轻水肿、调节淋巴回流、抑制炎症反应等直接的器官保护作用；高糖与高渗透压是该效应主要机制；DPR技术在严重创伤伴感染救治及移植器官保护等领域已得到初步应用。需要指出，DPR技术在从实验向临床转化过程仍有待完善与提高，包括更接近生理状态PD液配方的改进、自动化腹膜透析设备和远程监控实现精准灌注、与连续性血液净化及多功能生命支持系统有机整合等。