自体血液回输应用于严重创伤失血性休克患者救治的研究进展

冉小利,吴 朋,刘 宿

陆军军医大学大坪医院麻醉科,重庆 400042

近年来随着国内交通事业的高速发展，交通事故发生率明显上升，严重创伤患者的人数也随之增加[1]。而严重创伤后大出血所致休克是导致患者直接死亡的最常见原因，而且是早期死亡的首要因素。救治严重创伤所致失血性休克患者的主要原则是快速恢复器官的氧供、充分维持体循环所需的血容量、迅速纠正凝血障碍等。欲要达到以上目的,多数专家认为：在救治严重创伤失血性休克患者复苏过程中需及时恢复血液灌注以增加循环血容量[2]，保证创伤患者维持有效的循环血容量[3-5]。由于自体血回输技术(autologous blood transfusion，ABT)的出现，不仅有助于解决一系列由异体血输注所导致的问题，还缓解了紧急情况下异体血源不足的窘况。本文从ABT在严重创伤救治方面的应用出发，对ABT的应用及研究现状进行文献总结。

1 ABT的发展及现状

自体血液回输主要是收集手术部位出血或体腔内积存的血液，并通过回收、洗涤、滤过、离心及抗凝等处理回输至患者体内的一种方法[6-7]。可以避免异体输血引起的溶血反应、免疫抑制、相关性肺损伤等[8]风险。ABT技术最早的记录可以追溯到1818年，由英国一位名为Jams Blundell的医师对一名产后出血患者的带血纱布进行收集，用生理盐水洗涤后进行血液回收(Blood Salvage，BS)、过滤并回输，这是有记载以来第1次术中回收式自体输血(intra-operative cell salvage,IOCS)[9]；ABT在严重创伤中的应用最早的报道是在1886年Duncan所发表的1例截肢手术中；接下来在1927年Van Schaik再报道了1例ABT在腹部创伤患者中的应用，20世纪两次世界大战期间血液离心、分离、储存技术得到了很大的发展。1943年ArnoldGriswald发明了第一套BS及回输装置，确定了现代BS设计的基本原理。到了20世纪50年代初，Dr Cohn开发出第一台封闭式的血液分离机，首次把重力离心技术应用在血液分离上。1962年，IBM高级工程师Mr.G.Judson与美国癌症研究所(NCI)合作研究开发出了第一台连续式血细胞分离机(Blood Cell Separator，BCS)。但直至1974年美国Haemonetics公司研制的Cell Savere BS装置问世后，BS技术才真正进入了临床应用阶段。英国在2013年颁布了有关自体血回收的指南[10]，明确成年患者行择期或急诊手术，预计出血量大于100mL或血容量的20%为自体血回收的适应证，这项指南的颁布标志着术中自体血回收技术在英国可应用于创伤外科、心脏血管外科、骨科、妇科、产科等。而美国麻醉医师协会(ASA)在2016年麻醉指南中的建议则比较慎重[11]，指出当库存血无法获取或患者拒绝输注库存血时，且在可行的情况下，可考虑IOCS。现今许多国家的手术间里均基本配备了ABT设备，它们的出现很大程度上提高了创伤外科、心胸外科、骨科、产科等相关科室的救治质量。

2 ABT步骤、优点及潜在风险

ABT主要用于外科危急重症手术，是目前最常用救治技术之一，按血细胞分离技术原理的不同可分为离心式、滤膜式和吸附式三大类。离心式血液回收机是利用离心转筒在连续离心力的作用下沿螺旋通道转动，随着螺旋通道半径的增加，质量与细胞直径最大红细胞被挤压到最外圈，较轻的白细胞、血小板、细胞碎片、抗凝剂和非乳化脂肪在螺旋通道最里侧，是目前最常用的自体血回收装置。血液滤膜式血细胞分离机是利用滤膜的分子筛特性，将血浆或者颗粒大小不等的血小板与其他血细胞成分(红细胞、白细胞、粒细胞等)分离，由于术后并发症较多，甚至导致凝血功能紊乱，现使用较少。吸附式血液成分分离机是利用特制的免疫吸附柱选择性或者特异性去除血浆中与免疫相关的致病物质(如抗体或免疫复合物)，由于其吸附柱的价格昂贵，限制了临床应用。BCS是ABT的必要装置，其运行步骤见图1。

图1 ABT运行步骤

按照以上步骤回收的自体血不仅可以避免血液传播疾病、同种异体血输注引起的同种免疫抑制、溶血等不良反应与相关并发症[8]、输血错误的风险、血液储存过程中的交叉感染及红细胞生理状态改变的风险，还免去了输血配型等相关实验室的步骤，即使是稀有血型患者(Rh-)，在紧急情况下也能在短时间内迅速有效地获得血源，既能降低患者输血费用，同时也为抢救患者生命赢得宝贵时间。但是在紧急情况下严重创伤患者使用ABT的观点上，仍存在以下顾虑：如何合理地执行ABT方案；如何避免由于回输被细菌、尿液、消化液等污染的自体血所导致的并发症(如恶性肿瘤手术方面)；如何防止凝血功能进一步恶化；ABT是否达到预期临床效益等。

3 ABT在急性大出血中的研究

3.1ABT的使用指征 美国血库协会建议[12]以下情况使用ABT技术：(1)预计患者的失血量达到20%或以上；(2)血液交叉配型无法获得的情况；(3)患者不愿意接受异体血源；(4)>10%患者需要进行输血相关处理时；(5)手术平均用血量>1个单位。英国和爱尔兰麻醉医师协会[13]认为术中使用ABT的指征：(1)预计失血量≥500mL或丢失血容量的20%的创伤患者；(2)术前血红蛋白含量低或者预计手术增加其出血风险的患者；(3)患者拥有多种抗体或稀有血型；(4)患者拒绝接受异体血。国内严重创伤输血专家共识[14]中，对严重创伤腹腔内出血者，如创伤性肝脾破裂，或手术过程中失血较多者中，建议采用回收式自体输血。严重创伤引起的大出血往往是突发、紧急的，而ABT能很好地解决创伤出血的用血问题。

3.2ABT在急性大出血中的应用 Bowley等[15]报道了一个随机对照临床试验：将44个腹部穿透性创伤的患者随机分为对照组及ABT组，且患者均预防性使用抗生素。结果显示：在ABT组的患者中，回输的自体血量为1 493mL；24h内对照组异体血量为11.17个单位，ABT组6.47个单位(P=0.008)；两组患者的生存率差异无统计学意义；病死率在术后患脓毒血症的患者中明显增加(P=0.04)，与对照组比较，ABT组并不会增加患脓毒血症的风险。该试验表明在腹部穿透性创伤的患者中，使用ABT技术可明显降低异体血的使用且不增加术后感染风险及病死率。自体血具有不可替代的临床使用价值。龙连平和田凤菊[16]回顾性分析高海拔地区23例创伤失血性休克急诊手术患者自体血液回输后指出，ABT能为抢救高海拔地区创伤失血性休克急诊患者提供安全、实用的解决血源的有效措施。

Kamiyoshihara等[17]报道在2例急性胸部创伤大出血患者使用BCS进行ABT。他们认为，在急诊开胸手术中特别是在库存血不能及时获得的情况下，BCS的使用是极为有效的，同时对进行性出血性休克的救治是有帮助的。但有研究提到：当自体回输血量超过5个单位时可能增加术后肾功能衰竭的发生率，这与回收血中的游离血红蛋白浓度呈正相关关系[18]。这意味着ABT应用应该有一个标准：既能达到最大临床效益又不造成机体内环境的紊乱。

3.3ABT对于污染血液的应用 目前多项文献证明ABT有利于维持微循环、血液流变学及血流动力学的稳定性，在临床输血治疗中取得了很好的效果[19],是科学合理用血的主要措施之一，被广泛用于失血量较多的骨科和心外科手术，是最为快捷、安全、并发症少、血液来源可靠、节省血液资源的有效方法，也是血液保护措施的重要组成部分[20]。当前对于ABT是否能用于受污染的血液或是癌症患者成为研究新热点。当术前评估认为回收血液有可能被污染的情况下，使用两个吸引器有助于增加BCS的安全性，且同时使用BCS及白细胞过滤器(leukocyte depletion filter,LDF)有助于减少回收血液里的细菌；同时ABT后的症状性感染与细菌数量无关，与细菌种类有关，常规术后使用广谱抗生素可提高回输受污染自体血的安全性；严重腹部创伤的患者回输被肠道污染的血液并没有增加脓毒血症的发生率，也没有增加感染相关的并发症[21]。目前对于回输受污染的自体血还是存在相当多的争议，对血液污染的患者在使用ABT前不仅需要术前筛选、术中使用分开吸引器，还可能需要多次使用LDF。患者术后情况也需要长期观察。

4 ABT对血细胞及机体的影响

4.1ABT对红细胞功能的影响 在血液细胞学方面，所有的细胞处理器都能有效的清洗(清除>90%蛋白质及钾离子)及浓缩血液(血细胞比容从20%～25%增加到40%～65%)。经细胞处理器清洗后，红细胞总的质量有所减少，这很可能是因为在回收过程中损失完整的红细胞以及由于负压吸引过程中导致了一定程度的红细胞溶解。田铸和张元松[22]就四肢近端多发闭合性骨内固定术进行了一项临床研究，结果显示，自体血回收组血常规相关指标中血红蛋白、红细胞压积均显著高于补充组(P<0.05)，该研究认为自体血回输能有效维持红细胞稳定。就红细胞功能方面而言，自体血回收后的红细胞寿命以及红细胞存活力与正常红细胞比较差异无统计学意义，且使用ABT系统可以提高术后血红蛋白的含量。相关文献[17]也提出类似观点，ABT装置处理过的红细胞与新鲜血液保持一致的生理特性：在红细胞渗透脆性、细胞形态、红细胞寿命等方面基本保持正常。回收的自体血拥有正常水平的二磷酸甘油酸，所以比存储时间>15d的库存血拥有更强的携氧能力。同时实验室数据均提示回收的红细胞并没有明显破损，红细胞还能维持其生理功能、生存时间，并拥有良好的流变性质。尽管自体血回收机使用一样的离心理论，但是不同型号的机器在清洗红细胞及清除不需要的物质时，对红细胞功能的影响存在很大的差别。而术中吸引器的压力可影响红细胞的功能，但与恒压吸引装置比较，可变压力吸引装置中溶血情况明显减少。与术前比较，回收血的血细胞比容明显降低，可能受吸引压力、手术类型、清洗液的选择等方面因素的影响。所以，为了保持红细胞功能的稳定，在使用ABT装置的过程中需严格执行操作要求，正确调试ABT装置以避免溶血的发生。

4.2ABT对炎症反应的影响 研究表明，严重创伤会引起机体过度的炎性反应，进而引发急性呼吸窘迫症、全身炎症反应综合征等[23]。异体血通过降低细胞免疫，提高了炎症水平，从而增加了感染风险，导致急性呼吸窘迫综合征的发生，最终导致多脏器功能衰竭。自体血液回收的过程中，回收、洗涤、离心都会对细胞造成一定的影响并激活白细胞、引起血小板和补体级联反应，促进炎症因子的释放导致炎症反应的发生，进而损伤红细胞，导致红细胞免疫功能下降，解决该问题的有效方法之一就是回输过滤。近期有研究[24]认为术中使用LDF可有效去除回收血中的白细胞，同时有效减轻术后患者的炎症因子水平及反应严重程度，促进术后康复。吴亚和朱丽坤[25]研究表明，经LDF后收集的自体血中白细胞、中性粒细胞、肿瘤坏死因子-α(tumor necrosis factor alpha，TNF-α)、白细胞介素(interleukin，IL)IL-6、IL-8均有所降低，提示LDF可减轻由ABT引起全身炎症反应的程度。黄建平[26]研究结果显示，根据术中输血血液来源不同，其对照组(异体血)和研究组(ABT)术前及术后7d炎性因子水平比较，ABT术后7d的IL-6水平明显降低，且ABT的不良反应率和感染总发生率明显低于异体血输注患者，表明ABT可显著改善患者术后炎性因子水平，降低术后感染率。Stachura等[27]使用Sangvia system型号的ABT装置，分别在术前、血液回输前及输血后3、6、24h及48h收集患者的血液样本，结果显示术中回收的血液样本中补体活化及促炎症因子明显增高，虽然如此，但在术后早期，这些指标均恢复到术前正常水平。

4.3ABT对凝血功能的影响 严重创伤患者早期由于出血导致大量凝血因子消耗继而诱发的凝血障碍和血小板的消耗及生理丢失，大约有65%的创伤患者存在凝血功能障碍，从而进一步增加该类患者出血风险，其中25%的创伤患者，早期出现异常的凝血酶原时间(prothrombin time，PT)延长，PT作为一个单独因素，可增加35%死亡可能性[28]。有研究[29]显示，在严重创伤ABT患者与异体血输注患者比较，虽然ABT患者减少了血浆成分的输注，但并不会增加该类患者凝血功能障碍的发生率。宋江涛和张理宾等[30-31]采用自体血回输在脊柱外科手术应用中的结果显示，ABT组与对照组术后PT、凝血酶时间(TT)、活化部分凝血活酶时间(APTT)、纤维蛋白原(FIB)及活动度(ACT)较术前均有所上升，但差异无统计学意义(P>0.05)，两组患者术后以上指标比较，差异均无统计学意义(P>0.05)。ABT组发热、皮疹、血红蛋白尿发生率低于对照组(P<0.05)。ABT组并发症总发生率较对照组差异有统计学意义(P<0.05),提示自体血回输未引起凝血功能指标异常，能显著减少脊柱外科手术患者术后并发症。Bowley等[15]比较ABT与异体血输注患者发现，两组患者出现凝血功能异常的概率差异无统计学意义。

患者创伤后的止血以及凝血是由内、外源性凝血系统激活、血小板聚集共同作用完成的过程，只要患者的生理功能以及凝血系统正常时，短时间内血小板计数的轻度降低并不会严重影响机体的凝血功能。实际表明使用ABT虽然可能会洗涤掉大部分的创面组织碎片、血小板、抗凝剂、激活的补体产物、游离血红蛋白、血浆蛋白以及凝血因子等，使血小板计数出现降低，凝血指标发生轻微的改变，但ABT后并不会对患者机体的凝血功能造成显著影响。同时也有学者建议通过限制ABT的量来降低术后凝血功能障碍的发生，而至于ABT量的安全范围，目前尚无统一标准。红细胞代偿性增多导致血小板的黏附、聚集及释放增多，可诱发凝血功能亢进[32]。

4.4ABT对内环境的影响 自体血回输需要用大量洗涤液进行冲洗，而洗涤液中含有大量的Na、C1-，大量输入体内后会引起机体内环境紊乱，导致高氯性代谢性酸中毒，甚至低钙、低镁。因此，大量自体血回输过程中需及时监测患者酸碱度及电解质变化，根据监测结果及时补充缺失的电解质，以防止患者内环境紊乱的发生。

综上，自体回收血液中红细胞的形态和功能上与术前基本相同，但同时受回收装置的吸引压力、手术类型、清洗液等因素影响。在炎症方面，回收的血液经过一系列处理后，炎症相关的实验室指标均有升高，但可通过LDF减少患者术后感染风险，同时也有研究表明，即使回收血液初期炎症相关指标有所上升，但是术后不同时间监测显示升高的炎症指标均恢复到术前正常水平。就凝血功能而言，有研究提示ABT与异体血回输的患者比较，两类患者发生凝血功能障碍的概率差异无统计学意义，回输血量的多少与患者术后出现凝血功能障碍有关，特别是大手术过程中使用的止血剂、止血海绵及胶体溶液混杂进入回收血，易引起机体凝血障碍[33]。为防止输血后血小板含量下降、纤维蛋白的含量降低、纤维裂解产物的含量增加及进纤溶亢进，大量自体血回输后需通过输注新鲜冰冻血浆或必要时补充血小板来改善凝血功能，以减轻或避免凝血功能障碍的发生。

当前ABT的应用已被作为反映医疗机构医疗质量的重要结构性指标之一，在血源日趋紧张的今天，ABT能减少异体血源的使用已被证实：它可以避免异体血液免疫、输血传播疾病；降低术中炎症反应程度,对血常规、凝血功能和免疫功能的影响较小；减少围术期异体输血，节约血资源；提高严重创伤失血性患者的整体救治水平；而ABT的合理应用也可缩短住院时间、减少患者住院医疗费用等[34]。

目前，血液成分是否能通过改良细胞分离器、吸引装置亦或是使用特制的清洗液让回输的血液更贴近生理状态，输注自体血量是否与凝血功能障碍有关，如何制定更有效合理的ABT方案，减少患者术后并发症及改善预后等，均有待继续深入探究。

作者贡献声明：冉小利：文献检索、论文撰写；吴朋：文献分析、论文修改；刘宿：审校