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重组人促红细胞生成素用于围术期纠正贫血的研究进展

来源:临床麻醉学杂志2016年7月第32卷 作者:南昌大学第二附属医院 人气: 发布时间:2016-11-10
摘要:围术期患者的贫血现象十分普遍。即使术前无贫血的患者,也可能因术中失血量多导致术后出现贫血。贫血不仅能作为独立危险因素增加术后并发症、死亡率并延长住院时间,而且能与患者术前已存在的基础疾病联合影响患者的远期生存率及生活质量。 目前国内外纠正贫

围术期患者的贫血现象十分普遍。即使术前无贫血的患者,也可能因术中失血量多导致术后出现贫血。贫血不仅能作为独立危险因素增加术后并发症、死亡率并延长住院时间,而且能与患者术前已存在的基础疾病联合影响患者的远期生存率及生活质量。
目前国内外纠正贫血的最常用方式是同种异体输血,术前贫血的患者术中输血率高,但同种异体输血的弊端日益显现:血源紧张、细菌污染、感染性疾病传播、溶血反应、输血反应及输血相关急性肺损伤等,输血相关不良反应及致死作用日益被人们发现及重视。术前贫血、术中失血及同种异体输血与术后并发症、死亡率及患者预后密切相关。最新的“患者血液管理策略(patientbloodmanagement)”提倡最大限度减少同种异体输血,以获得更好的临床预后。

重组人促红细胞生成素(recombinanthumanerythropoietin,rhEPO)是促红细胞生成素的基因类药物。促红细胞生成素(erythropoietin,EPO)是人体造血的必需激素之一,可促进红系祖细胞的分化和增值并延缓其衰老,提高血红蛋白水平从而改善贫血症状。近年来,其在改善围术期贫血当中的应用日益广泛,许多术前严重贫血及术中失血量大的外科大手术中使用rhEPO 来纠正贫血,减少同种异体输血输注,改善预后。鉴于目前国内对rhEPO 用于围术期纠正贫血的治疗策略应用及相关研究较少,本文就rhEPO 应用于围术期纠正贫血治疗的研究进展做一综述。

rhEPO的促造血机制

EPO 是由人体7q22号染色体编码的一条含193个氨基酸的多肽链通过蛋白修饰作用最终形成的含165个氨基酸的活性糖蛋白,主要由肾脏近球细胞合成并分泌,相对分子质量约30.4kDa。rhEPO 是利用基因工程技术将人类的红细胞生成素基因转入哺乳动物细胞内,高效表达产生的基因序列与生物活性与EPO 完全相同,仅糖基结构有微小差别的基因类药物,是第一个被克隆的促造血因子。

自1989年开始,rhEPO 在临床上被广泛用于肾性贫血等各种原因引起的慢性贫血的治疗。一方面,血液中的EPO 与骨髓中12系造血祖细胞表面EPO 受体结合,能促进红系造血祖细胞的增殖、分化,经由后期母红细胞祖细胞引导出明显的刺激集落的生成效果,在高浓度下,亦可刺激早期母红细胞祖细胞而引导出集落的形成;另一方面,rhEPO 同时是一种有效的抗凋亡因子。它能通过保持线粒体膜稳定、上调bcl-2、bcl-xl基因的表达以及抑制caspase-3激活等多种机制对抗细胞凋亡,故而红系祖细胞和原始红细胞及一系列造血细胞的凋亡延缓,两种因素共同作用使正常人体内红细胞的数量保持相对稳定,贫血患者体内的红细胞数量增加,血红蛋白浓度升高,直接提高了血液的携氧能力,增加了各器官组织的氧供。

多个临床研究证明,rhEPO 在围术期可在有效减少同种异体血的输注率及输注量的同时提高围术期血红蛋白水平,纠正贫血,作为造血的必需因素之一发挥重要作用。

rhEPO与其他血液保护策略联合使用

rhEPO 与铁剂的联合使用  铁是成熟血红蛋白合成的必需原料之一。长期贫血或慢性消耗性疾病引起的贫血或消瘦的老年人常伴有一定程度的铁缺乏,而术中术后出现各种类型炎症反应,使循环中炎性细胞因子肝杀菌肽的骤增,肝杀菌肽是铁转运的重要调节因子,可抑制肠道内铁的吸收及全身铁的动员,从而引起功能状态铁的缺乏,导致生成的血红蛋白为携氧功能欠佳的乏铁血红蛋白。在Hallet等的研究中,术前或术后给予患者一定量的铁剂能增加患者的网织红细胞数及血红蛋白且减少输血率,但并不减少需要输血患者的输血量。

围术期口服或静注铁两种给药方式用于多数患者补铁效果无显著差异,但口服铁的吸收部位主要在十二指肠及空肠上段,存在胃肠道疾病的患者因疾病本身及急慢性炎症反应反复或长期存在,体内肝杀菌肽水平明显高于正常,口服吸收率不同程度减低。静注铁更能促进其有效利用,但同时也增加了过敏及注射部位感染的风险,使用中应谨防铁超负荷引起的心脏及肝脏损伤。多数实验及研究却认为,围术期单纯补充铁剂不足以降低患者的围术期输血率以及术后发病率、死亡率、住院时间等主要远期预后指标。

越来越多实验将铁剂与rhEPO 在术前同时补充,取得了良好的升高血红蛋白同时减少输血率及输血量的效果。在一组心脏瓣膜的手术中,Yoo等将研究组术前1天静脉给予500IU/kg的EPO 与200mg铁,结果研究组中需要接受输血的研究数(22例)比注射生理盐水的对照组(32例)少,且输血量显著降低[研究组每例(3.7±2.1)U,对照组每例(1.6±0.9)U]。得出该结果的原因不仅仅是rhEPO 与铁对于造血促进作用的单纯叠加,还有rhEPO 对铁吸收利用的协同作用。EPO 的抗炎作用可抑制肝杀菌肽及IL-6等炎性细胞因子在围术期的释放,从而减轻铁利用障碍,减轻血清中铁的相对缺乏。rhEPO 和铁剂联合应用于围术期尚属于新的血液保护策略,对其安全性的临床研究相对缺乏,目前尚未发现二者合用会增加并发症发生率和死亡率的报道。

rhEPO 与自体输血(autologousblooddonation,ABD)的联合应用  围术期ABD 常见的方式是预存式自体输血(pre-operativeautologousblooddonation,PABD)及术中自体血回输,多用于神经和关节的手术,不仅能有效减少血资源的浪费,减少不必要的输血反应及配血错误,而且相对于同种异体输血而言能增加体内抗感染相关因子及具有免疫增强作用的肿瘤坏死因子-α(TNF-α)及补体C3水平,增强患者术后免疫系统抗感染能力。但PABD临床应用周期长,延长了住院时间增加了住院费用,且对于术前贫血严重的患者来说无疑加重了围术期缺血,还可能存在预存血量不能满足手术要求的情况。

有报道指出,围术期PABD 与使用rhEPO 在提高血红蛋白水平方面效果相当,而使用rhEPO 的治疗周期更短。拟实施脊髓手术前预存式ABD的儿童及少年每次采血前皮下注射2400U 的rhEPO可使围术期同种异体输血率大大减少(4%),每次rhEPO 注射1周后血红蛋白水平升高0.29g/dl,且术前低血红蛋白组与高血红蛋白组采血量相当。Colomina等的研究证实,对于脊髓手术的患者,术前估计失血量是总血容量的30%左右时,rhEPO 可替代自体血回输达到目标血红蛋白量,减少输血,也减少了ABD对血液的浪费;而估计失血量约是血容量50%时,自体血液回输联合皮下注射rhEPO 可使PABD 术前采血的同时不影响血红蛋白浓度,从而避免95%的患者输同种异体血;而估计失血量达到接近100%时,自体血液回输联合皮下注射EPO 可减少80%患者的同种异体血输注。

rhEPO在围术期的适应证及用法

rhEPO 围术期适应及停用指征   国内外对于围术期rhEPO 的用量及使用时机还无统一的意见。目前普遍认为,术前各种急慢性原因导致贫血(成年男性血红蛋白<120g/L,女性血红蛋白<110g/L,孕妇血红蛋白<100g/L)及术前估计失血量较多的择期手术患者是围术期应用rhEPO的主要指征。各种原因引起的血液高凝状态及未控制的严重高血压患者使用时血栓栓塞风险增加,一般不推荐使用;对该药过敏的患者禁用;除此之外rhEPO 的使用基本无绝对禁忌。在对人类卵巢癌和乳腺癌样本的最新研究中,EphB4作为促红细胞生成素受体通过STAT3触发下游信号促进rhEPO 诱导肿瘤的生长和散播;在肿瘤相关性贫血的研究中,受肿瘤的影响,造血干细胞分化受抑制,炎性介质长期作用,铁利用降低,仅约60%(甚至更低)的患者对rhEPO 治疗有效,故rhEPO 用于癌症手术围术期的安全性及有效性目前尚存在争议。对于术前血红蛋白高于130g/L的患者,rhEPO 会增加血液黏稠度,使血栓栓塞的风险增加,此时不宜继续使用;当使用rhEPO 过程中血红蛋白达到140g/L(也有研究认为达到150g/L)时,应及时停用并严密监测凝血指标,谨防各种形式的血栓栓塞的发生。

rhEPO使用策略及演变

较早期的实验多数主张术前用rhEPO 将血红蛋白升至目标水平后再实施手术,这种做法升高血红蛋白的效果直观且作用显著,但rhEPO 注射次数繁琐,且延长住院时间,增加住院费用,患者接受度低;近期的研究中很多研究人员尝试术前短时间内(术前1~2d或1周内)静脉给予rhEPO,也取得了一定的升高血红蛋白、减少输血的效果,且未增加并发症发生率及死亡率。使用这种方法的患者血红蛋白水平的升高主要在术后2周~1月,利于患者术后恢复,但对于术中急性失血造成的器官缺血缺氧损害作用不明确。也有国外学者将拟行择期日间手术的贫血患者的贫血状况评估及rhEPO的使用以门诊定期随访复查的方式进行,这种方法的创新性在于稳定提高血红蛋白的同时节省了住院时间减少了住院天数,但不适用于限期手术和急诊手术,且rhEPO 使用过程中的不良反应不易监测与及时控制。

rhEPO在围术期使用的不良反应及预防措施

rhEPO过敏、注射部位感染、血栓栓塞是围术期rhEPO使用的主要不良反应,但发生率均较低。其中因血红蛋白浓度升高引起的血液黏稠度增加从而导致下肢深静脉栓塞、肺栓塞、矢状窦血栓形成及由此引发的脑血管病变及心肌梗塞目前受到最广泛的关注。多数研究认为,rhEPO 的使用本身不会增加血栓栓塞的发生,实施关节大手术的患者、老年患者,合并有诸如癌症、肾衰竭等严重并发症或基础疾病的患者发生血栓栓塞危险因素多,血栓栓塞的发生率也相对增加,使用时须加用标准抗凝治疗,血栓栓塞可以得到很好控制;而一般小儿及青少年血栓栓塞危险因素极少,其血栓栓塞发生率也极低,故这类人群围术期可不使用抗凝治疗。
血栓栓塞的发生发展缺乏敏感的实验室指标,且难以用超声定位等方式及时直观监测,目前建议对于高危因素多的患者围术期均使用rhEPO 的同时加用抗凝治疗(化学药物抗凝效果优于物理方法抗凝)来最大程度预防血栓栓塞的发生,用药前后严密监控血红蛋白水平,可将血栓栓塞的发生率控制在极低的水平(小于1%),保证了rhEPO 使用的安全性。rhEPO 在围术期应用的其他器官保护作用除红细胞前体外,EPO/EPO 受体系统在巨噬细胞、平滑肌细胞、骨骼肌成肌细胞、神经元细胞、肾脏细胞、心肌细胞以及视网膜神经节细胞中均有表达,rhEPO 对器官及组织的抗氧化、抗凋亡及抗炎作用陆续被发现,其对各种器官的保护作用的研究也越来越多。
rhEPO 能增强超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化酶、过氧化氢酶等抗氧化酶的活性,上调抗氧化酶的表达同时下调氧自由基的产生发挥其抗氧化作用;同时能减少体内多种致炎因子的释放,减轻炎性细胞的浸润损伤;rhEPO 用于心血管手术可减少围术期急性肾损伤发生率,但对于术前有急性肾损伤高危因素的患者则无作用,这与前述rhEPO 能介导多种信号系统对抗细胞凋亡有关;也有研究认为EPO 亦能抑制失血性休克患者缺血性损伤后神经细胞的凋亡,改善患者远期预后;同时实验证明EPO 对于脊髓术后失明及心律失常同样有效果,与其抑制视网膜神经节细胞及心肌细胞凋亡的作用密不可分。但目前尚无围术期使用rhEPO 纠正贫血的同时能否同时起到相关的器官保护作用及二者之间相互影响的相关研究。

小结

rhEPO 作为个体化输血策略的新方法之一,研究及应用前景广阔。围术期使用rhEPO 可有效促进红细胞生成,提高患者血红蛋白水平,减少同种异体输血率,降低输血及失血相关并发症,铁剂或ABD与rhEPO 联合使用升高血红蛋白的效果更优,且不增加并发症发生率及死亡率,但对患者住院天数及术后恢复情况等远期预后影响则不明确。rhEPO 在围术期的使用时机及剂量目前尚无统一意见,从使用rhEPO 到生成足够数量的成熟红细胞使患者术前达到目标血红蛋白水平需要一定时间,故而需要更长的住院时间,增加了患者的住院费用,这是目前国内围术期rhEPO 使用的最大限制。

拟行择期手术的贫血患者以门诊方式定期接受rhEPO 治疗并复查血红蛋白水平是推广rhEPO 围术期应用的新的尝试,但其安全性及规范治疗方法仍需进一步探索及完善。rhEPO 使用并发症发生率低,且只要严密监测患者血红蛋白水平,掌握停用指征,高危患者同时加用化学药物抗凝治疗,均能在取得显著效果同时减少血栓栓塞等并发症的发病风险。不仅如此,rhEPO 可起到有效的器官保护作用,适当剂量的rhEPO 升高血红蛋白的同时的肾保护、脑保护和神经等保护作用亦值得进一步探索。

作者:南昌大学第二附属医院

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