白蛋白，不只是复苏液体
白蛋白，不只是复苏液体
白蛋白作为人体内最主要的天然胶体分子，在物质转运、结合及维护血浆胶体渗透压方面发挥了关键作用。危重病患者常见低白蛋白血症，然而这一现象究竟是导致患者预后不良的原因，还是仅作为病情严重程度的标志物，时至今日仍存争议，这导致使用白蛋白的指征、时机及治疗目标未能达成共识。荟萃分析显示严重脓毒症患者使用白蛋白复苏与晶体液比，更易使血流动力学稳定，并可减少液体入量，90 d病死率亦呈下降趋势［1］。2021年拯救脓毒症运动指南建议，脓毒症患者使用大量晶体液复苏时联合使用白蛋白。白蛋白作为复苏液体在临床工作中广泛应用，但其具有的其他特性，如抗氧化应激、免疫调节、维护血管内皮细胞完整性，更加值得关注。
一、白蛋白生理功能的再认识
白蛋白分子Cys34位点的还原修饰反应、非糖基化的精氨酸和赖氨酸位点发生糖基化、特有的17个二硫键和Cys34含有的一个游离硫醇基团结构，是参与氧化应激、糖尿病等疾病过程的分子基础，其中高度活化的Cys34、Lys199及Tyr411残基使白蛋白具有多种酶活性，如酯酶、烯醇化酶、葡萄糖醛酸酶和过氧化物酶。白蛋白几乎能与所有的内源性或外源性物质结合。上述特性使白蛋白能主动或被动参与药物及毒物的代谢过程。白蛋白在生理状态下与多糖包被牢固结合，并通过胞吞转运作用插入血管外间质，防止多糖包被成分降解，保持血管内皮多糖包被层的完整性，限制血浆内相对分子质量大于70 000的分子通过，而低蛋白环境能使多糖包被快速崩解脱落［2, 3, 4］。外源性输注白蛋白具有减轻药物毒性，维持药效，促进血管内皮多糖包被结构重建和功能恢复的生理学基础。
二、白蛋白保护血管内皮细胞的潜力
1. 白蛋白与多糖包被：严重脓毒症、创伤、烧伤等重大疾病引发的全身性炎症反应会导致血管内皮多糖包被结构破坏，引起血管内皮通透性增加，导致组织水肿、白细胞黏附增加及血小板活化，进一步加重局部炎症反应和促凝状态。白蛋白作为整合多糖包被的分子，具有减轻上述损伤的潜力，且已部分得到验证。Jacob等［5］取猪心脏冷缺血4 h后，采用Bretschneider溶液（组氨酸色氨酸酮戊二酸溶液，histidine-tryptophan-ketoglutarate）+1%人血白蛋白为保存液，对其冠状动脉进行再灌注，结果显示，加入人血白蛋白的保存液可使心室湿干重比降低、冠状动脉流出液中的蛋白聚糖-1（syndecan-1）和硫酸乙酰肝素（heparan sulfate）含量下降，提示白蛋白能减轻缺血再灌注损伤导致的内皮多糖包被降解。Job等 ［6］发现，4%白蛋白能增加牛肺血管内皮细胞多糖包被的厚度，多糖包被的柔软度与白蛋白呈浓度依赖性。白蛋白发挥保护作用的机制可能与1-磷酸鞘氨醇（sphingosine 1-phosphate，S1P）有关，血S1P浓度对减轻血管内皮损伤具有重要作用，S1P亦能预测感染性休克患者发生凝血功能障碍的风险［7］。S1P能抑制基质金属蛋白酶与细胞膜受体结合，阻止基质金属蛋白酶发挥降解多糖包被的作用［8］。红细胞和血小板是人体S1P的主要来源，白蛋白缺乏状态下其释放S1P明显减少，白蛋白和高密度脂蛋白既促进S1P释放亦是S1P的主要载体。Diebel等［9］将人脐静脉内皮细胞单层在模拟休克的流体动力学环境中培养，结果显示，S1P+脂蛋白、S1P+白蛋白、S1P均使内皮细胞损伤减轻，表现为可溶性血栓调节蛋白（soluble thrombomodulin）降低，血管生成素-2/1（angiopoietin-2/1）比值下降，蛋白聚糖-1、硫酸乙酰肝素脱落减少，避免多糖包被厚度削弱。从上述研究看，S1P可能是白蛋白保护内皮细胞的重要作用靶点，但白蛋白的作用靶点并非单一，外源性输注白蛋白对多糖包被完整度的保护效应及机制亦需临床研究进一步验证。
2. 白蛋白与内皮细胞黏附连接：血管内皮细胞黏附连接是维护内皮屏障功能最重要的结构。一项纳入228例严重脓毒症合并急性呼吸衰竭患者的研究发现，急性肾损伤需要肾脏替代治疗、出现两个以上器官功能障碍的患者，血浆可溶性血管内皮钙黏蛋白浓度更高，提示内皮细胞黏附连接破坏与脓毒症器官功能障碍有关［10］。尽管白蛋白保护内皮黏附连接的机制尚需要探索，但已有临床研究支持白蛋白可能减轻黏附连接损伤的观点。Piotti等［7］回顾分析了严重脓毒症或感染性休克患者应用白蛋白复苏的研究显示，在晶体液复苏基础上使用20%白蛋白，能降低感染性休克患者入组后第1、2、7天血管内皮钙黏蛋白浓度，而血管内皮钙黏蛋白能独立预测住ICU期间是否使用肾脏替代治疗。Iba等［11］则发现，白蛋白在体外能明显中和组蛋白，并减轻内皮细胞破坏。Meegan 等［12］的研究证实，瓜氨酸化组蛋白3能导致细胞间黏附连接开放及细胞骨架重排，从而破坏微血管内皮屏障功能。由此推测，白蛋白可能通过减轻组蛋白介导的黏附连接开放及细胞骨架重组，维护内皮细胞屏障功能。这些研究提示，输注白蛋白不只是扩容和维持胶体渗透压，维护内皮细胞结构和功能的完整亦是其发挥治疗作用的要点。
3. 白蛋白的抗氧化应激作用：白蛋白是富含巯基的化合物，其结构中的Cys34具有极为强大的自由基清除作用，血浆白蛋白承担了超过80%的自由基清除任务［13］。低白蛋白血症可导致血管内皮一氧化氮生成增加，血管对一氧化氮的敏感性下降，不利于血管舒缩功能的维持，输注白蛋白改善血管张力具备生理学基础。Meziani等［14］ 发现，内毒素小鼠模型应用4%人血白蛋白复苏，能部分缓解脂多糖诱导的低血压，完全阻断脂多糖导致的血管对苯肾上腺素低反应性，并改善肌源性血管张力，上述保护效应与阻止血管壁核因子-κB、诱导型一氧化氮合酶、过氧亚硝基的过表达相关，提示白蛋白能通过抗炎、抗氧化应激机制，对内毒素休克动物模型的血管功能产生保护效应。白蛋白亦通过金属螯合作用参与铜离子的转运，后者作为参与还原反应多种酶类的辅助因子，能发挥抗氧化活性。白蛋白的分解代谢为细胞合成含硫醇的分子提供含硫氨基酸的来源，通过调节细胞内谷胱甘肽水平，保护细胞免受氧化应激。白蛋白与多不饱和脂肪酸、胆红素、同型半胱氨酸和氧甾醇的结合能力，亦间接起到抗氧化作用，如胆红素与白蛋白亚结构域IB结合后，抑制脂质过氧化，防止α-生育酚被过氧自由基损伤，从而延长氧化应激压力下人体心室细胞的生存时间。白蛋白不仅能限制氧化应激产物的产生，亦能与一氧化氮结合形成S-硝基硫醇，在抗氧化应激的同时延长对血小板的抑制作用。白蛋白的抗氧化应激作用不但影响血管张力，对炎症反应和凝血功能的调控亦起着复杂的影响。
4. 白蛋白的免疫调节和抗凝作用：严重脓毒症患者的免疫和凝血功能紊乱一向备受关注，二者相互依存、相互影响，然而对免疫和凝血功能的干预治疗仍不明确。体外实验和动物实验已发现，白蛋白与细菌产物如脂多糖、脂磷壁酸或肽聚糖结合，上调抗原提呈细胞的主要组织相容性复合体Ⅱ表达，进而促进T细胞活化。内毒素小鼠模型应用白蛋白，能降低内毒素诱导的核因子-κB活化和肿瘤坏死因子α基因表达［15］。内毒素大鼠模型应用白蛋白复苏，能降低缺氧诱导因子（HIF）-1α基因表达，从而缓解阻止缺氧，并改善心肌收缩力［16］。白蛋白具有与肝素类似但较弱的抗凝作用，可通过抗凝血酶加强对Ⅹa因子的中和作用，亦能抑制血小板聚集和活化［17］。白蛋白同时具备免疫调节和抗凝作用，对减轻感染、缺血缺氧等应激状态下的内皮损伤提供了新思路。
三、危重病患者使用白蛋白的展望
白蛋白作为复苏液体以外的作用，在临床研究中逐渐获得关注。一项Ⅱ期临床试验评价了白蛋白保护内皮多糖包被的有效性和安全性，研究纳入72例腹部外科手术（肝脏、胰腺、结直肠手术）且围术期出现应激状态的成人患者，干预组患者于手术前静脉推注16 mg地塞米松，并静脉输注20%白蛋白100 ml，之后序贯静脉滴注3.3%白蛋白1 200 ml；对照组患者予生理盐水、平衡盐溶液输注，结果显示，干预组患者术后第一天硫酸乙酰肝素和C反应蛋白降低，术后相关并发症的发生率下降。术后第一个24 h的血糖峰值、入ICU比例及住院病死率未增加［18］。Martin等［19, 20］观察了成人急性呼吸窘迫综合征（ARDS）合并低白蛋白血症患者使用呋塞米联合25%白蛋白，改善了第一个48 h内的氧合状态，且该效应维持至7 d，但白蛋白应用与否对30 d生存率无显著影响。考虑到危重病患者处于严重应激状态，如脓毒症、创伤、围手术期时，可能导致血管多糖包被的完整性破坏，外源性输注白蛋白导致白蛋白分子渗漏至血管外间质，从而加重组织水肿，因而未能有效提升血浆白蛋白浓度及维持扩容效果，由此部分学者认为，此类患者合并低蛋白血症时不应积极输注白蛋白。随着对白蛋白与血管渗漏相关理论的深入认识，这种理念已受到更多研究结果的挑战。Adamson等［21］通过白蛋白灌流增加离体大鼠肠系膜微血管外蛋白浓度，发现少量液体从血管内滤出至血管外，明显低于Starling理论的预测值，提示组织间隙液体的胶体渗透压可能并非是跨毛细血管内皮液体平衡的直接因素。烧伤和外科大手术等明确存在炎症反应的患者输注20%白蛋白，可产生持久的扩容效应，且效应与健康志愿者相似，而毛细血管渗漏并未出现明显增加［22, 23, 24］。白蛋白向血管外分布及通过淋巴系统重吸收回血液仍保持相对平衡的状态，并未在血管外间质中过多累积。现已达成的共识推荐，白蛋白用于失代偿性肝硬化合并大量腹水、急性肾损伤、肝肾综合征或自发性细菌性腹膜炎。20%白蛋白与利尿剂或肾脏替代治疗联合使用，可加强液体清除，特别是血清白蛋白<25 g/L的患者，将获得更好的脱水效果［25］。
围绕白蛋白的争论从未休止，针对特定人群如感染性休克、ARDS合并低白蛋白血症患者的高质量临床研究证据需进一步验证。白蛋白的使用不仅仅是作为纠正低白蛋白血症的治疗方法之一，或是作为复苏的液体，其抗氧化应激、保护多糖包被、抗炎抗凝等效应是否对严重脓毒症患者具有更好的治疗效应，仍需基础研究和前瞻性、高质量的临床研究进一步验证。
引用：刘一娜, 马晓春. 白蛋白，不只是复苏液体[J]. 中华内科杂志, 2024, 63(5): 430-433. DOI: 10.3760/cma.j.cn112138-20231024-00241.
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