慢加急性肝衰竭人工肝治疗中局部枸橼酸抗凝的研究进展

陈宇航,李未华,张志娇,姜梓萌,黄华,赵公芳

【提要】 慢加急性肝衰竭(acute-on-chronic liver failure，ACLF)具有较高的短期死亡率，人工肝是治疗ACLF的有效措施, 在其治疗过程中肝素是最为常用的抗凝药物。但近些年提出局部枸橼酸抗凝(regional citrate anticoagulation，RCA)更加安全可靠。现根据国内外研究现状，从抗凝的选择、机制、操作方法、应用现状及前景、枸橼酸蓄积及其预测的角度，阐述ACLF人工肝治疗中RCA的研究进展，以期指导临床实践。

ACLF通常具有慢性肝病基础，其中包括病毒性肝炎(乙肝、丙肝多见)、自身免疫性肝病、酒精性脂肪性肝病等，在以下诱因作用下，如：感染(嗜肝病毒、细菌等)、肝毒性药物、酒精、门静脉血栓、肝豆状核变性、消化道出血、创伤、手术等[1]，导致肝功能急剧恶化，可同时伴有单个或多个肝外器官衰竭，急性起病时间通常≤4周[2]。在我国以HBV-ACLF最多见，目前约有7 000万乙肝患者[3]，乙肝感染者中约35%可出现ACLF[4]，90 d死亡率在60%～70%[5]。对于ACLF，肝移植是目前唯一可以治愈的方法，但肝源的匮乏，严重限制了肝移植的应用和发展。ACLF患者在等待肝细胞恢复、再生或肝移植前，使用人工肝支持系统(artificial liver support system，ALSS，简称人工肝)进行替代治疗是非常有效的措施，研究表明ALSS是影响HBV-ACLF患者28 d和90 d生存期的独立因素[6]。目前，人工肝治疗ACLF在临床上得到广泛应用[7]。由于大量研究证实RCA在肾脏替代治疗中的安全性及可行性，近年RCA在人工肝治疗中的应用也开始引发越来越多的关注。

1 ACLF人工肝治疗中抗凝药物的选择

ACLF患者最常用的人工肝治疗模式为：血浆置换(plasma exchange，PE)、双重血浆分子吸附系统(dual plasma molecular adsorption system，DPMAS)[8]。为保障人工肝治疗的顺利完成，预防体外循环装置发生凝血，肝素或低分子肝素是最为常用的抗凝剂[9]，但上述两种药物在体内、体外均可发挥抗凝作用，从而引起出血、肝素相关性血小板减少等不良反应[10]。凝血功能障碍是HBV-ACLF患者的主要表现，使用肝素或低分子肝素进行全身抗凝，可导致全身肝素化，并且ACLF患者重新平衡的抗凝-凝血系统不稳定，更容易受到外界的干扰(如感染)[11-12]，从而增加了出血性并发症发生的风险，有研究显示活化部分凝血活酶时间(APTT)大于100 s是 ACLF 患者出血的独立预测因素之一[13]。临床上虽然可以使用鱼精蛋白拮抗肝素的抗凝作用，但仍会对患者生命安全造成威胁，若采用无抗凝透析，需要使用生理盐水持续冲洗管道，增加了液体负荷，并且不可避免凝血的发生，治疗目标难以达到；而RCA仅在体外发挥抗凝作用[14]，对体内凝血机制以及血小板数量不会造成明显影响，降低了出血风险，同时又可以有效预防凝血的发生，在抗凝方面具有明显优势。相对于肝素抗凝，RCA在操作上更复杂，但随着RCA技术的发展、完善以及简化，越来越多的研究表明人工肝治疗中枸橼酸比肝素更加安全可靠，RCA对于出血风险较高的患者是一种安全、有效、合理的抗凝方式[15]，但其治疗中可能出现代谢相关并发症，且费用较肝素抗凝高，使用时需注意预防并发症以及结合患者经济情况。

2 RCA的机制

局部枸橼酸抗凝是通过螯合体外循环血液中的离子钙(Caion)，离子钙作为凝血因子Ⅳ，降低其水平，可以限制血液凝集级联反应，从而发挥抗凝作用[16]。枸橼酸与离子钙螯合形成枸橼酸钙，部分通过滤器清除，回到体内的枸橼酸主要通过肝脏线粒体内的三羧酸循环(Krebs循环)后转变为碳酸氢钠(1 mmol枸橼酸钠产生3 mmol碳酸氢钠)、二氧化碳和水[17]，释放出钙离子，并且在血液回流到人体之前，通过补充10%葡萄糖酸钙恢复机体凝血环境，达到仅体外抗凝的目的。因此，RCA对于机体内凝血机制无显著影响，在凝血功能异常、出血风险较高的ACLF患者人工肝治疗中存在一定可行性。

3 RCA的操作方法

在我国，RCA最常用的方式为：在透析通路中局部使用枸橼酸盐进行抗凝；其中可供选择的枸橼酸盐制剂包括葡萄糖、枸橼酸、枸橼酸三钠的混合溶液(ACD-A溶液)和单一浓度的枸橼酸三钠(TSC)，目前多采用4%的TSC进行抗凝治疗[18]。RCA-ALSS具体操作方法是：在体外循环的引血端使用4%枸橼酸钠泵入，回血端补充10%葡萄糖酸钙，治疗过程中需要密切监测离子钙浓度，通常将体外循环中离子钙需要维持在0.2～0.4(或0.45)mmol/L[19-21]，体内离子钙维持在1.0～1.2 mmol/L[18, 22]，从而实现仅体外抗凝的目的。在临床上，枸橼酸盐初始泵速可根据血液流速(BFR)进行计算，泵速(mL/h)=(1.2-1.5)×BFR(mL/min)，以BFR为120 mL/min为例，初始泵速可为144～180 mL/h，葡萄糖酸钙初始泵速为8.8～11.0 mL/h(相当于枸橼酸泵速的6.1%)，根据实际情况可增加至25～30 mL/h[23]，由于ACLF患者肝脏代谢能力减弱，枸橼酸可考虑从144 mL/h起泵，能达到局部抗凝目的即可，以减少枸橼酸蓄积(citrate accumulation,CA)发生。但上述方案主要参考RCA在连续性肾脏替代治疗(continuous renal replacement therapy，CRRT)中的应用，是否适合慢加急性肝衰竭患者人工肝治疗使用有待进一步研究。另外，在人工肝治疗期间，为降低低钙/高钙血症及透析装置凝血的风险，密切监测钙离子浓度、精确调整泵速起着至关重要的作用，通常在人工肝开始后0、1、2 h及下机前检测血清中的总钙、离子钙、酸碱度(血气分析)，从而调整枸橼酸钠和葡萄糖酸钙的泵速，如果相关实验室参数稳定，可以适当延长监测的时间间隔。值得注意的是，钙离子平衡目前仍存有争议，值得进一步研究。对于本身存在贫血、高钙血症等的患者，将离子钙控制在上述范围可能是不合适的[24]，但维持在何范围目前也尚无定论。因此，应当在治疗前结合病人实际情况，制定相应的RCA抗凝方案，治疗过程中对相关指标的变化及时掌握和干预。

4 RCA在ACLF人工肝治疗中的应用

RCA现已成为CRRT首选的抗凝方法[25]，与传统肝素或低分子肝素抗凝相比，RCA可以减少补体系统、白细胞激活，降低出血及血小板减少的风险，并且可以提高生物相容性[26]，但有研究发现二者在病死率上无差异(Z=0.36，P=0.72)[27]。SIK G等[28]研究表明枸橼酸在安全性和有效性方面更加优越，并可以延长滤器寿命，LI L等[29]研究中也证实了这一观点。对于ACLF患者，在肝功能、凝血功能下降的情况下使用肝素抗凝，出血风险将显著增加，REIS T等[21]研究显示对于出血风险较高的患者，局部应用枸橼酸抗凝是有益的。我国《血液净化标准操作规程(2021版)》提出：存在明确的活动性出血性疾病、明显出血倾向、合并肝素诱发的血小板减少症，或APTT、PT明显延长和INR显著增加的患者，推荐选择枸橼酸钠作为抗凝药物，但对于肝功能障碍(总胆红素>2倍正常值上限)、严重低氧血症(PO2<60 mmHg)、组织灌注差(乳酸>4 mmol/L)及高钠血症的患者，应禁用RCA[23]。近期一项研究也证实[30]使用含钙置换液的简化RCA，是一种安全、简便、有效的透析方法，其中血流量为200 mL/min，透析液流量为500 mL/min，透析液浓度为1.5 mmol/L，对出血风险较高的患者更加安全。因此，RCA为存在肝素禁忌症或出血风险较高的ACLF患者提供了一种可选择的抗凝方法。

在使用RCA过程中又出现了新的问题，枸橼酸主要通过肝细胞线粒体内的Krebs循环进行代谢[31-32]。正常人体枸橼酸钠30 min即可代谢完全[31]，ACLF患者肝细胞被破坏，枸橼酸代谢受损，增加了枸橼酸蓄积(citrate accumulation，CA)的风险，可能引起严重的代谢性酸中毒及低钙血症。慢加急性肝衰竭患者是否能耐受枸橼酸蓄积，随着研究进展，有学者发现肝衰竭患者并不会导致枸橼酸代谢功能的完全丧失，仍保留了骨骼肌、肾皮质中枸橼酸的代谢能力[33]，治疗过程中可能出现一过性的枸橼酸蓄积、阴离子间隙增大，较少出现严重并发症，这使得 RCA在人工治疗中的应用开始逐渐变得广泛[34-36]。SENTüRK E等[37]对急性/慢加急性肝衰竭患者RCA联合血浆分离吸附系统(fractionated plasma separation and adsorption system，FPSA)治疗效果进行研究，结果显示患者能够从中获益。Faybik[38]及Meijers[39]等均通过前瞻性研究评估了肝衰竭患者分子吸附再循环系统(molecular adsorbent recirculating system，MARS)治疗中RCA的安全性及有效性。Ma Y等[35]研究表明，ACLF患者接受DPMAS+PE治疗，RCA是安全有效的。另外，Yuan F等[40]回顾性分析了85例接受膜治疗性血浆置换(membrane therapeutic plasma exchange，mTPE)的患者，其中有出血倾向、肝功能不全、接受手术的患者采用RCA或不抗凝，结果显示RCA组治疗前后凝血酶原时间、血小板计数无明显差异，患者也未出现低钙或高钙血症，体外循环装置没有观察到凝血，结果表明在mTPE治疗中RCA是安全、可行、有效的。对于高危出血的HBV-ACLF患者，行PA(血浆吸附)+PE(血浆置换)联合RCA治疗，有研究显示是可行的，治疗后患者无新发出血，且原出血未见恶化[41]。另外，一个单中心研究对接受PA+PE联合RCA治疗后的HBV-ACLF患者，进行了90天的随访，结果支持在ACLF患者中谨慎使用RCA[42]。以上研究结果均证实RCA在ACLF人工肝治疗中的安全性、有效性、可行性，但目前为止ACLF患者人工肝治疗中RCA方案暂无统一标准。此外，在进行充分培训、具备丰富的操作经验和完善的安全规程基础上，RCA的适应症将会进一步扩大[43]。

5 枸橼酸蓄积

目前，常用总钙(Catot)与离子钙(Caion)比值间接地反映枸橼酸蓄积的程度，其中枸橼酸蓄积定义为：总钙(Catot)与离子钙(Caion)比值≥2.5[44-45]，主要表现为低钙血症、代谢性酸/碱中毒及阴离子间隙增大[44]，其中低钙血症可能是由于补钙不足或枸橼酸蓄积引起，代谢性碱中毒常见于枸橼酸过负荷，经过机体充分代谢后产生大量碳酸氢盐所致，而代谢性酸中毒则是由于枸橼酸代谢减弱引起枸橼酸蓄积。血液中枸橼酸的正常范围及毒性上限目前仍没有确定，由于枸橼酸是机体正常的生理代谢产物，本身可能是无毒的[44]，但其诱发的酸碱及电解质代谢紊乱可能对ACLF患者造成严重后果。Wang M等[42]根据COSSH-ACLF诊断标准[46]，回顾了258例符合HBV-ACLF标准并接受PA+PE联合RCA治疗的患者，研究证明伴有较长时间枸橼酸蓄积的ACLF患者90 d死亡率比无枸橼酸蓄积的高，分别为63.2%、32.4%(Log-rankP<0.001)。最新的一项前瞻性研究表明，采用RCA行CRRT的急性肝衰竭(ALF)和慢加急性肝衰竭(ACLF)危重患者，枸橼酸酸清除率显著降低，其中失代偿性肝功能衰竭患者的枸橼酸清除率与代偿性肝硬化以及其他危重患者相比，分别降低了50%和75%[47]，虽然该研究是在CRRT治疗的患者中得到，可能也适用于人工肝治疗模式。因此，对于枸橼酸代谢能力减弱的ACLF患者，在使用RCA的人工肝治疗中，应当加强监测，及时调整枸橼酸钠和葡萄糖酸钙的泵入速率，从而有效减少或避免枸橼酸蓄积。若ACLF患者合并低血压、组织灌注不足、低氧血症等[48]，在使用枸橼酸时应更加谨慎，因为上述情况易导致枸橼酸蓄积的发生。当发生枸橼酸蓄积时，应降低或停止枸橼酸泵入10～30 min，然后按照之前70%的速度开始泵入。

6 枸橼酸蓄积的预测

由于枸橼酸蓄积可引起严重的代谢相关并发症，进行早期的预测及干预，可能有助于降低甚至规避枸橼酸蓄积的风险。Schulthei ß等[44]发现在急性肝衰竭/危重症伴失代偿期肝硬化患者中，血浆乳酸水平和凝血酶原活动度(PTA)对枸橼酸蓄积有较好的预测价值，当血浆乳酸≥3.4 mmol/L、PTA≤26%时，发生枸橼酸蓄积的可能性将增加，其敏感度均为86%，特异度分别是92%、86%。Buturovic-Ponikvar[49]通过对28例肝衰竭行RCA的患者进行研究发现，血浆乳酸>3.4 mmol/L、PT≤26 s，能较好地预测Catot/Caion>2.5，敏感度均为86%,特异度分别为 86%、92%。有学者将Catot/Caion>2.1定义为枸橼酸盐过量的危险阈值，敏感度为84%,特异度为100%[50]，相对于其他疾病进行血液透析，ACLF患者更容易出现枸橼酸蓄积，当超过上述危险阈值时应当更加警惕，必要时进行干预。另外，Ma Y等[51]的一项前瞻性研究评估了HBV-ACLF患者对PE所致枸橼酸蓄积的耐受性，结果显示血浆乳酸≥2.65 mmol/L，可以预测PE治疗后1 h内柠檬酸蓄积的增加，敏感度62.5%，特异度84.2%。既往有许多研究从单一因素对枸橼酸蓄积进行预测，在近期一项回顾性研究中，开发的R-CA模型，基于四个变量：性别、PT-INR、血肌酐、血清氯，有效地预测了正在接受RCA-ALSS治疗的HBV-ACLF患者的枸橼酸蓄积，其中血氯与枸橼酸蓄积呈负相关，性别(女性)、血肌酐、PT-INR与枸橼酸蓄积呈正相关，并且其简化的R-CA评分更方便临床应用，总分从0～8分，评分在0～2的患者可以安全地接受RCA治疗，评分为3～8的患者，应该酌情减少初始剂量，甚至可能需要进行干预[20]，但是该模型还需进一步研究验证其有效性。对于ACLF患者，在进行RCA-ALSS治疗之前，应当充分考虑枸橼酸蓄积发生的风险，使用多变量预测模型可以协助临床医生早期预测枸橼酸蓄积[52]，从而实施个体化抗凝治疗，达到最佳治疗效果，减少并发症的发生。

综上所述，局部枸橼酸抗凝为ACLF患者提供了另一种可选择的抗凝方式，具有一定可行性、安全性及有效性。枸橼酸蓄积是人工肝治疗中最主要的问题，早期预测、密切监测、及时干预是关键。但 RCA在人工肝治疗中尚无标准方案，有待研究进一步探讨；枸橼酸及葡萄糖酸钙如何精确调整同样存有争议；另外，针对ACLF患者简便、有效的枸橼酸蓄积预测模型仍然是今后值得研究的问题。以此来实现降低ACLF患者RCA人工肝治疗期间出血、枸橼酸蓄积的风险，提高疗效及生存率。