
急性肝衰竭病死率高,其导致的高胆红素血症往往加重多器官功能衰竭及死亡。胆红素吸附治疗既能特异性清除体内大量胆红素,又能重复使用自身的血浆和白蛋白,减少过敏反应。胆红素吸附材料采用吸附树脂及高分子吸附剂,可在肝衰竭挽救性治疗中达到更佳疗效,提高患者存活率。国内儿童肝衰竭应用胆红素吸附较少,宜进行多中心临床合作研究评价疗效。
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高胆红素血症是肝衰竭的常见病症,持续而严重的高胆红素可使线粒体氧化耦联作用脱节,影响脑细胞能量代谢,临床可导致肝性脑病。胆盐可刺激迷走神经抑制心脏传导,并可引起肾小管发生胆栓而造成肾功能障碍等[1,2],常规药物治疗疗效不理想,是患者死亡的主要原因之一。近年来随着人工肝技术的发展,胆红素吸附技术开始应用于肝衰竭挽救性治疗,对血浆中的胆红素和胆汁酸有很强的吸附作用。胆红素吸附技术是将患者的血浆引出体外并经过胆红素吸附柱,通过吸附的方法来清除体内大量胆红素,最后将净化后的血浆回输患者体内的一种血液净化疗法。
正常的pH条件下,胆红素分子呈脊瓦状刚性折叠,亲水基团包裹在分子内部而疏水基团暴露在分子表面,所以胆红素呈现疏水性和脂溶性。通常情况下,胆红素以"胆红素-白蛋白"复合体模式运送至肝脏,并被肝脏摄取,在胆红素-尿苷二磷酸葡萄糖醛酸转移酶的催化作用下,胆红素在肝细胞的内质网中与葡萄糖醛酸结合形成胆红素葡萄糖醛酸酯,也称为结合胆红素,结合胆红素水溶性增强,不易通过生物膜,能够通过肾脏随尿排出。如果患者肝细胞受损严重,肝脏无法正常代谢体内的胆红素,肝内葡萄糖醛酸减少,葡萄糖醛酸转移酶受抑制,从而对非结合胆红素的摄取能力降低,造成血中非结合胆红素升高。
高胆红素血症预示着患者可能出现了溶血性黄疸、肝细胞性黄疸、阻塞性黄疸等,此时患者肝脏出现病变或者胆管阻塞,导致血液中胆红素剧增。高胆红素血症患者往往血液中胆红素>340 μmol/L,属于重度黄疸。肝脏代谢功能下降,大量的胆红素聚集肝脏,进一步加剧肝脏的损伤。高胆红素血症时,患者往往出现消化不良、皮肤瘙痒、腹痛、肝性脑病等症状,严重时引起肝衰竭和多脏器功能衰竭。
儿童急性肝衰竭是一种罕见但是具有生命威胁的疾病。儿童急性肝衰竭通常定义为:原先无肝脏损害,8周内突发严重肝功能障碍,注射维生素K1无法纠正的凝血障碍,凝血酶原时间>20 s或国际标准化比值>2.0,可无肝性脑病;或肝性脑病合并凝血障碍,凝血酶原时间>15 s或国际标准化比值>1.5[3]。凝血功能障碍和肝性脑病是急性肝功能衰竭最重要的临床表现。近年来许多学者认识到肝性脑病在肝衰竭患儿中出现晚,部分婴儿和年龄较小的患儿甚至不出现肝性脑病而直接进入终末期。由于肝源很有限,故以血液净化为代表的体外肝脏支持系统(非生物型人工肝)对儿童急性肝衰竭的治疗显得尤为重要。
胆红素分子中含有四个亚胺基,两个羧酸基,因此可以作为吸附树脂上功能基作用的位点,通过相互的氢键和静电作用被吸附到树脂上;同时由于游离胆红素是脂溶性的,具有一定的疏水结构,因此又可以通过疏水作用被吸附到树脂上。故在胆红素吸附中,同时存在静电作用、氢键作用和疏水作用三种吸附作用,且最终的吸附性能是三种吸附作用共同作用的结果。因此胆红素吸附剂对血浆中的胆红素有特异性吸附作用,清除胆红素效率高,且对生命体征和内环境影响小。由于对胆红素有较强的特异性吸附作用,在治疗过程中不需要补充血浆、白蛋白等血制品,因此不存在交叉感染、蛋白质过敏等不良反应,是临床上一种安全有效的治疗手段。
血浆置换能够清除多种毒素[2],但治疗需要大量的血浆或白蛋白,容易受血浆用量限制,特别是罕见血型患者,而且血浆有导致过敏反应及输血感染等并发症可能。非生物型人工肝如分子吸附再循环系统(MARS)、普罗米修斯系统[4]等治疗尽管对毒素的清除作用好,被广泛使用于临床[5],但治疗时需要特定的机器,操作相对复杂,治疗时需消耗大量白蛋白,且胆红素清除不理想。
胆红素吸附克服了血浆用量限制、血浆过敏和输血感染风险等不良反应,且对血浆中胆红素清除的选择性更高,对肝功能衰竭产生的其他有毒物质也具有一定的清除作用,使肝脏的代谢、合成功能得到暂时的部分代偿,为肝细胞再生创造了条件,为病变肝脏再生、恢复功能赢得了宝贵的治疗时间,明显改善预后,为肝功能衰竭的替代治疗提供了更多的选择[6],较大程度地提高了患者生存的机会。
按机器要求连接管路,使用普通肝素盐水500~1 000 ml(20~40 mg/L)预冲洗管路,保留20 min后,再给予生理盐水1 000 ml冲洗。吸附治疗抗凝策略与大多数血液净化相似,常规使用肝素抗凝,也有学者提出应用低分子肝素,用量根据凝血酶原活动度(prothrombinactity)调整。血浆分离器在血浆吸附治疗中将血液分离为血浆和血细胞,一般采用膜式血浆分离器,面积为0.12~0.8 m2;跨膜压控制在150 mmHg(1 mmH=0.133 kPa)以下;血流量要求<150 ml/min。动脉端引血通过血浆分离器分离出的血浆,经过胆红素吸附灌流器吸附后流入静脉端重回入体内。国外一般血流速度150~200 ml/min,流速越快,吸附率越低,达到吸附平衡的时间越长;反之,流速越慢,吸附率越高,达到吸附平衡的时间越短。血流速度太慢,凝血机会相对增加,应适当提高肝素剂量。1次吸附时间不应超过3 h,灌流2 h吸附剂已接近饱和,特殊的组合治疗时间可以延长6~8 h。血浆胆红素吸附一般每隔1~2天进行1次,连续3~4次以后每周1~2次,每例患者平均治疗3~5次,根据患者实际情况决定治疗周期和次数[7]。
治疗期间临床注意监测意识状态、尿量、有无穿刺部位渗血及消化道出血,以及心率、血压、腹围、腹内压等指标。实验室指标注意监测凝血谱、血气、血生化和肝肾功能。患者一旦出现面色苍白、精神反应差、心率增快、毛细血管充盈时间延长等临床表现时需及时补充容量。但急性肝衰竭患儿补液量需酌情控制,经补液治疗后血压仍不上升者,需使用多巴胺、去甲肾上腺素等升压药物。
胆红素吸附适合于存在高炎症介质和高胆红素血症诱导肝损伤伴严重黄疸患者,儿童中如重症噬血细胞综合征、严重系统性红斑狼疮导致的肝损害。由于吸附材料的限制,体外循环量较大,主要应用于年长儿童(体重>20~30 kg)合并严重黄疸的肝衰竭患儿[7]。
通常采用吸附树脂及高分子吸附剂,由于用于血液灌流的高分子吸附材料要直接与人体血液接触,因此必须符合以下要求:(1)对人体安全无毒;(2)具有稳定的化学性质;(3)具有较高机械强度,不破碎和脱落;(4)具有良好的血液相容性;(5)不损害有关组织,不引起热源、过敏及毒性反应,不致癌;(6)易对制剂进行灭菌和储存。
吸附树脂的类型、颗粒大小和孔率决定了对胆红素的吸附能力。吸附树脂具备与白蛋白竞争吸附胆红素的能力,血浆中游离胆红素被吸附后,与血浆白蛋白结合的胆红素部分解离再被吸附,而白蛋白及凝血因子未被吸附清除,最后将"净化"的血浆和血细胞一起回输患者体内。常见的吸附树脂有以下几种类型,分别进行阐述。
主要通过分子间范德华力作用,可选择性吸附相对分子质量500~5 000的中分子物质。填料是由乙烯和二乙烯苯聚合而成的中性大孔树脂,比表面积大,其芳香环和乙烯基对各种亲脂、疏水基团有很强的亲和力,可以吸附极性和非极性物质,吸附效果良好,具有较好的特异吸附性能和生物相容性。
HA系列吸附剂对中分子物质有较好的吸附性,对改善重型病毒性肝炎临床症状和降低血清胆红素有一定作用,组织相容性好,对其他血液成分影响小,临床应用时不良反应少。
由大孔阴离子交换树脂和阳离子交换树脂组合而成,其中阴离子树脂部分可吸附间接胆红素,而阳离子树脂部分吸附直接胆红素。文献提出直接胆红素和间接胆红素的吸附率均超过60%[8]。
壳聚糖是一种含有大量羟基、氨基、乙酰氨基的天然高分子物质,化学性质比较活泼,具有很好的亲水性和生物相容性,天然的广谱抗菌活性,无毒,完全的生物降解性,且容易改性,容易通过成盐、酰化、酯化、醚化、氧化、水解、配位、接枝共聚与交联等多种反应进行化学改性,得到一系列壳聚糖衍生物,对组织不产生毒性影响,无溶血效应,可以和游离脂肪酸及胆汁酸结合,是开发生物医用高分子吸附材料的理想原材料。
目前对壳聚糖树脂的研究比较多,其良好的血液相容性和亲水性等特点是一个主要的考虑方面。通过接入氨基、羧甲基等活性基团或者涂层氨基酸等方法来增加树脂与胆红素的作用位点,进而增加吸附量,但若能再进一步提高对高离子浓度和白蛋白溶液中胆红素的吸附容量,壳聚糖树脂在血液净化材料领域定将有广大的发展前景。
聚丙烯酸酯应用广泛,特点是孔隙率大,具有良好的亲水性、机械性和血液相容性,且来源广泛,制备方法简单,柔韧性良好,含有较多的活性基团,可以和其他单体反应得到多种高聚物,根据不同分类的配基进行表述。如含氨基和羟基的树脂,与胆红素分子中的羧基相互作用,增加对胆红素的吸附[9]。含染料配基的树脂,主要依靠染料自身的醚基与微球的羟基作用共价结合到聚合物上,能够亲和分离白蛋白。含白蛋白配基类树脂,是依靠胆红素上的羧基和白蛋白上氨基的静电作用以提高材料对胆红素的吸附竞争力。
在聚丙烯酸酯树脂上接入氨基、羟基等活性基团,到转向三嗪染料、人血清白蛋白等亲和配基,它们具有特异性好、吸附量大等特点,但若要推向临床,仍有很长的路要走。
β-环糊精由7个葡萄糖分子组成,分子形如一个圆筒,是外部含有大量的羟基,内部为一疏水空腔的超分子化合物,可以对许多有机物质产生包络作用。
亲和膜分离技术兼具亲和色谱和膜分离的优点,分离过程选择性好,特异性高,而且操作简便,易于放大,将成为生物分离工程中的一项重要技术[10]。微滤膜具有表面积大、扩散路径短、操作压力低等优点,采用具有"亲和"基团的微滤膜进行胆红素吸附,流体将以对流方式通过膜,可在不影响吸附结合作用的前提下最大限度地提高操作速度。血液相容性好的材料如壳聚糖、聚丙烯基膜等亲水性物质,具有良好的孔径分布范围和机械强度的微孔性材料如纤维素膜和尼龙膜,它们一般要经过亲和性良好的壳聚糖等材料涂层或接枝后再进行使用。在配基的选择上,则一般是聚赖氨酸、白蛋白等生物配基,它们对胆红素的吸附具有特异性,吸附量大,但是存在的问题是如何保持其良好的生物活性。目前,亲和膜色谱已经发展成为一项非常独特的分离技术。然而,毕竟这门技术还很年轻,因此有待进一步的探索和研究,今后工作的重点应集中在寻找更理想的膜材料、开发新型的活化方法、寻找合适的配基;解决目前广泛存在的膜污染问题;更深入地揭示亲和作用的原理,即分离理论的进一步完善以及亲和膜分离技术的放大研究等方面。总之,研制亲和性和生物相容性良好的膜是透析膜发展的推动力。
杨杰等[11]研究表明血浆胆红素吸附治疗优于血浆置换,胆红素吸附能有效降低血清胆红素水平,降低炎症因子水平,改善肝衰竭患者预后,与血浆置换比较,血浆胆红素吸附无明显不良反应,不受血浆用量限制,无输血感染风险。也有文献提出胆红素吸附联合血浆置换治疗高胆红素血症是安全有效的,并发症发生率低[12]。
近年一些新的组合式胆红素吸附可达到更佳的疗效。彭小贝等[13]利用连续性肾脏替代治疗的设计特点,在不改变设备硬件的情况下,对治疗管路进行改装,串联胆红素吸附器,实现了床旁血浆胆红素吸附联合连续性静-静脉血液滤过治疗25例次。血浆胆红素吸附采用相对特异性的吸附柱,利用血浆分离灌流清除以胆红素为主的毒素,但无法清除水溶性毒素,而连续性静-静脉血液滤过可持续清除水溶性毒素,同时能清除一些炎性介质及细胞因子,但需补充大量血浆,因此联合后可达到同时清除胆红素及水溶性毒素的目的,且缓解了血浆供应短缺的困难,节省了再购买专用设备的费用。根据疗效分析,联合治疗后患者总胆红素、直接胆红素水平显著降低,各项生化指标和部分临床症状均有改善,但对外周血白细胞计数、血小板计数、电解质无明显影响,且血液相容性好,患者容易耐受。郝玮玮和徐峰[14]进行血浆置换联合胆红素吸附研究,结果表明亚急性晚期肝衰竭患者采用血浆置换联合胆红素吸附治疗仅能改善临床症状,可为患者向肝移植过渡提供准备时间,但无益于改善存活率。
由于胆红素吸附对胆红素有特异性的吸附作用,而对其他小分子物质如炎症因子的吸附作用很小,因此适用于单纯胆红素升高且病情不甚严重的肝衰竭患者。因此在治疗适应证的选择上要注意伴有高胆红素血症的各种重型肝炎,不能单一地选择胆红素吸附治疗,单用胆红素吸附不能提高重型肝炎的抢救成功率,宜与其他人工肝支持疗法有选择性地联合应用治疗各种重型肝炎。胆红素吸附治疗在成人急性肝衰竭中已较广泛应用,但在国内儿科尚未广泛应用,下一步宜进行随机对照和多中心合作临床研究进行疗效评价,以便确定合适的血液净化治疗儿童急性肝衰竭的时机、适应证和模式。





















