强离子隙在急危重症中的应用

李露茜，梁璐，陈放，路潇，杨伟红

(河北大学附属医院，河北 保定 071000)

急危重症患者常因内环境紊乱出现各种复杂的酸碱代谢失衡，严重影响生存质量，及时检测与评估患者的酸碱代谢对疾病的诊断、治疗及预后具有重要的意义[1]。评估酸碱失衡的指标，如pH值、阴离子间隙(anion gap，AG)和强离子隙(the strong ion gap，SIG)都对病情有预测能力。有研究表明，SIG能同时测定阴离子差及强离子差(strong ion difference，SID)2个指标，它的计算不仅包含了Na+、K+、Ca2+、乳酸(lactate，Lac)，还包括白蛋白(albumin，Alb)、Mg2+、磷酸盐(phosphate，Phos)等血气、生化指标，测量结果更准确[2]。在诊断复杂的酸碱紊乱和预测急危重症患者的病死率方面，SIG是最强的量化指标[3]。因此，本文主要描述SIG指标在临床急危重症中的应用。

1 SID与SIG

SIG的别称为未测定阴离子，是除构成AG主要成分的Alb、Phos和Lac以外的其余未测量的阴离子的总浓度[4]。Alb和Phos所带的负电荷用A-表示，见图1[5]。ATOT表示所有弱酸的总和，本文主要指Alb和Phos[6]。SID是所有强阳离子与所有强阴离子之间的差值，是驱动水分解的主要动力[6]。由于电中性定律，强离子带电的总和与弱离子带电的总和相互平衡，即表观强离子差(the apparent strong ion difference，SIDa)等于有效强离子差(the effective strong ion difference，SIDe)，相关公式：

Alb的单位为dag/L，Phos的单位为cg/L。正常情况下SIDa与SIDe值相等，SIDa与SIDe之间的任何差异，都表明存在未测量的强离子，表示为SIG，即：

SIG=SIDa-SIDe[9]，

SIG>0时，表明存在未测定的阴离子(硫酸、酮酸、枸橼酸、丙酮酸、醋酸、葡萄糖酸等)，提示代谢性酸中毒；SIG<0表明存在未测定的阳离子，这种情况很罕见[10-12]。SIG是具有重要应用价值的全新诊断酸碱失衡的指标，适用于Alb、Phos等非碳酸氢盐缓冲系统有异常的急危重症患者[10]。SIG与修正Alb后的AG值(albumin-corrected anion gap，AGac)有极高的相关性(r2=0.934)[6，13]。SIG值的测定无需额外增加患者的治疗费用，在基于患者血气和血电解质检测结果的基础上，应用Stewart Figge方法学的方程式计算得到，是量化急危重症患者酸碱代谢紊乱的重要指标[14]。目前并未完全明确SIG的组分、来源及生化性质，可能是由外周组织在全身缺血缺氧条件下代谢生成的，与失血性休克密切相关[15]。

图1 强离子隙图解

2 SIG指标在临床急危重症中的应用

2.1 急性农药中毒

2.1.1 急性百草枯中毒

农药种类常用的有4种，分别是杀虫剂、除螨剂、杀菌剂和除草剂。百草枯是中国目前广泛应用的除草剂之一，因误服或自服百草枯中毒的案例不占少数，致死率极高，目前没有特效疗法，主要以对症治疗为主。因此，早期评估急性百草枯中毒患者的病情对治疗与预后至关重要。目前国内已有研究，SIG作为判断急性百草枯中毒患者酸碱平衡紊乱的指标，对死亡预后的预测价值高于传统的pH、AG、Lac、碱剩余(base excess，BE)等指标[16]。SIG能够准确判断代谢性酸中毒中未测定的阴离子，检测早期SIG水平能有效评估百草枯中毒患者的病死率。

2.1.2 急性有机磷农药中毒

急性有机磷农药中毒是常见的急危重症，容易发生呼吸衰竭，导致内环境紊乱，如呼吸性酸碱失衡、Alb降低、电解质紊乱等。有研究发现，SIG与急性有机磷农药中毒患者的病情严重程度密切相关，在评估患者的预后方面具有较高的特异度及敏感度[17]。SIG值越高，急性有机磷农药中毒患者的预后越差。

2.2 脓毒症

脓毒症是临床中较为常见的急危重症类型，患者体内急剧增多的炎症因子及氧耗，导致组织缺氧，机体酸碱失衡和电解质代谢紊乱。以前多用急性生理学及慢性健康评估Ⅱ系统(acute physiology and chronic health evaluation Ⅱscoring system，APACHEⅡ)评估脓毒症患者的预后，但评估结果滞后，不能及时满足临床治疗的需求。有研究指出，SIG与APACHEⅡ有很好的相关性，通过研究证实SIG能预测脓毒症患者的预后，SIG值越大，预后越差，当SIG值超过6.57 mmol/L时，患者的死亡风险很高[14]。但SIG预测脓毒症的特异度及敏感度相对较低，可能是因为影响脓毒症患者预后的因素很多，酸碱紊乱只是其中之一[18]。因此，在临床工作中应结合其他指标综合评估脓毒症患者的预后，以便做出最准确的判断。

2.3 呼吸系统疾病

2.3.1 急性呼吸衰竭

急性呼吸衰竭患者的酸碱紊乱情况复杂，传统血气分析方法很难评估患者的酸碱紊乱，SIG预测急性呼吸衰竭患者的死亡风险强于AG，且SIG的敏感度高达1.00，说明只要有死亡风险都能被诊断出；SIG的阴性似然比低至0，说明只要SIG的检测结果低于截断值，就能立刻排除患者死亡风险[19]。当其截断值设置为6.77 mmol/L时，SIG可作为急性呼吸衰竭患者死亡风险的预测因子，提示预后不良[19]。

2.3.2 重症肺炎

重症肺炎是因肺部感染导致多器官功能障碍的临床综合征。SIG预测重症肺炎患者的预后能力优于传统的pH、AG、Lac、BE等指标，并能准确监测和评估机体氧代谢和组织灌注，SIG值增高提示无氧代谢增加，患者的预后较差[20]。SIG对重症肺炎患者的诊断、治疗与病情监测具有重要的指导意义，在重症肺炎病死率的评估中也有较大的应用价值[21]。

2.3.3 特发性肺纤维化

特发性肺纤维化是一种慢性的肺间质纤维化性炎症，患者表现为活动性呼吸困难，渐进性加重。有研究证实，SIG可以在一定程度上反映特发性肺纤维化患者的呼吸功能及微循环缺氧情况[22]。特发性肺纤维化患者血清SIG水平明显升高，随肺功能恶化，SIG水平逐步升高，通过长期的治疗，患者的肺功能逐渐改善，SIG水平也随之回落[22]。SIG可以在一定程度上评价特发性肺纤维化患者的内环境，并判断疾病预后。

2.3.4 急性呼吸窘迫综合征

急性呼吸窘迫综合征是指由于各种肺内和肺外疾病导致的急性弥漫性肺损伤以及进而发展的急性呼吸衰竭。急性呼吸窘迫综合征的具体发病机制至今仍未明确，目前已经证实炎性细胞和炎性介质是启动早期炎症反应和维持炎症反应的2个主要因素。研究者们发现急性呼吸窘迫综合征患者的血清SIG明显升高，且随呼吸衰竭程度加重升高更明显[15]。SIG水平与肺损伤指数评分呈正相关，SIG对急性呼吸窘迫综合征患者的早期诊断、风险评估及治疗评价均具有重要的指导意义[15]。

2.4 心血管疾病

在心血管疾病方面，有关研究表明，心力衰竭患者由于心室射血功能受损，血液量无法满足人体正常需要，体内常会出现不同程度的电解质紊乱症状，比如低钠血症，Ca2+内流等，导致患者体内酸碱失衡[23]。SIG对扩张型心肌病患者发生心力衰竭的预测能力高于传统的血清利钠肽、AG指标，具有较高的特异度及敏感度。SIG的截断值为6.03 mmol/L，即当患者的SIG值高于其截断值时，就有发生心力衰竭的风险[23]。在SIG对急性心肌梗死致急性心力衰竭的预测作用的研究中显示，SIG是其预后的独立预测指标，SIG值越大，预后越差[24]。SIG在对慢性心力衰竭患者的早期诊疗及病情严重程度的监测中同样具有指导意义[25]。

2.5 消化系统相关疾病

2.5.1 原发性肝癌

原发性肝癌患者的动脉血气酸碱失衡，是其重要的致死原因。有学者研究显示，异常凝血酶原、甲胎蛋白及SIG联合检测有利于原发性肝癌危重症患者酸碱平衡紊乱判断及病死率预测[26]。及时发现和纠正原发性肝癌患者血电解质紊乱及酸碱失衡，对多器官功能衰竭改善及预后有重要意义。SIG有望成为原发性肝癌患者临床全程诊疗监测中又一衡量病情轻重的风险因子。

2.5.2 急性胰腺炎

急性胰腺炎患者酸碱失衡是很常见的，且与病情预后密切相关，急性胰腺炎患者SIG升高可能与低灌注和微循环障碍有关。尽管AGac在检测SIG精确度很高，但SIG对急性胰腺炎预后的预测价值高于AGac，说明Phos对维持机体酸碱平衡有一定的作用[27]。研究发现，SIG与急性胰腺炎患者的肾功能损伤密切相关，可作为急性胰腺炎患者急性肾损伤的早期预测指标之一[27]。

2.6 肾脏疾病

2.6.1 肾性低蛋白血症

肾性低蛋白血症患者易发生各种复杂的酸碱平衡紊乱。有研究显示，AG对肾性低蛋白血症酸碱紊乱的诊断价值很高，但因AG易受其他因素的影响，是欠理想的判别指标[28]。SIG与AG的相关性最好，SIG越大，患者的病情越差，SIG对酸碱失衡的评估意义重大，是敏感度最高、最具鉴别诊断价值的指标，可用于评估肾性低蛋白血症患者的病情[28]。

2.6.2 急性肾衰竭

有研究[29]根据Stewart酸碱参数对急性肾衰竭代谢性酸中毒患者的病死率进行分析，SIG可作为急性肾衰竭全因病死率的预测因素，且预测能力比AG值及AGac更好，AG仅预测短期病死率，SIG可预测短期和长期病死率。急性肾衰竭患者的SIG值大于正常人，但在急性肾衰竭的患者中，SIG值越大，病死率越低，预后越好，SIG与预后的关系取决于SIG与血清肌酐、Cl-、Alb和Phos水平的相关性[29]。

2.6.3 肾病综合征

有学者在研究肾病综合征中酸碱紊乱时使用传统Boston方法和Stewart方法进行比较分析。Stewart方法强调Boston方法忽略的血清白蛋白水平。研究显示，肾病综合征患者患有原发性呼吸性碱中毒及低蛋白血症，导致ATOT及SIDa降低，SIG增加，表明患者血浆中存在Lac、尿毒症毒素或其他非挥发性酸，Stewart方法与Boston方法相结合，有助于分析肾病综合征患者的复杂酸碱代谢紊乱[30]。

2.7 创伤性疾病

2.8 糖尿病酮症酸中毒

糖尿病是常见的代谢性疾病，糖尿病酮症酸中毒是糖尿病最严重的急性并发症，以高血糖、高血酮和代谢性酸中毒为主要表现。其主要病理生理改变为代谢紊乱、脂肪大量分解产生酮体。动脉血气监测对判断危重症患者的呼吸功能和酸碱失衡类型、指导治疗、评估预后均有重要的作用。国内有学者研究表明，SIG诊断糖尿病酮症酸中毒的能力优于AG，当SIG的截断值为4 mmol/L时，诊断糖尿病酮症酸中毒的敏感度最高[35]。

3 结论

在判断急危重症患者酸碱代谢平衡紊乱时，SIG是一个全新的、重要的临床应用价值指标。该指标基于传统的现成血气分析和电解质检测的基础上，并不增加患者额外的经济费用，结果较稳定，对于酸碱平衡失调的监测比AG更准确。还有一些研究者表明，SIG在预测新生儿贫血、危重症儿童病死率、心肺复苏后及肾移植患者的酸碱代谢紊乱等方面有重要的临床意义[2，33，36-38]。可见SIG指标对急危重症患者的早期诊断、风险评估及治疗预后具有重要的指导价值。但也有学者对SIG作为死亡风险预测因子的观点提出质疑，并证明SIG对混合型急危重症患者的死亡预测能力较差[39]。有研究者推测SIG可能只在阳性的单一病种中可作为死亡风险预测因子，当研究对象为混合病种时，一些阴性病种就拉低了整体SIG预测死亡的能力[19]。因此，SIG的适用范围值得进一步研究探讨，以扩大其在临床疾病中的应用。