血浆作为容量耗竭性休克的复苏液体：潜在的风险和获益
血浆作为容量耗竭性休克的复苏液体：潜在的风险和获益
梁宇鹏 翻译
重症行者翻译组
1. 概述
休克是指为满足输送代谢所需氧气的循环容量相对或绝对不足的临床状态。虽然休克状态在流行病学、病因和病例生理学途径上存在差异，但都有内皮屏障功能障碍这样一个共同特点。不同类型，例如出现在大手术、创伤和脓毒症后的休克状态，均可导致强烈的宿主促炎症反应和随之而来的内皮细胞高通透性。内皮屏障的丧失导致液体渗漏至周围组织，造成水肿、组织缺氧和器官衰竭。这种液体丢失进一步加剧了休克期间的血管内循环容量不足。显而易见的，感染性和创伤性休克在病因、宿主和凝血反应的启动方面存在差异，是不同类型的存在。但是，内皮细胞的激活和内皮屏障完整性的丧失是这两种休克状态的共同之处。
对于创伤所致的休克，目前的复苏策略包括早期输注全血或等比例的血浆、血小板和红细胞。复苏的目标在于确保足够的氧气输送和凝血障功能障碍得到纠正。因有研究表明，相较标准治疗，高剂量或早期的血浆输注可提高患者的生存率，因此，输注血浆可能在（创伤性休克的）复苏中发挥关键作用。一旦进行了手术止血，通常的做法是停止输血。但是，作为持续存在的炎症反应和内皮细胞激活的结果，患者可能持续的存在以输注晶体液作为处理手段的对液体的依赖。但是，在创伤失血性休克患者中，晶体液开放性输注与死亡率的增高和内皮细胞通透性的增高、炎症反应和重要器官灌注的下降相关。
依照指南中的建议应用晶体或胶体液进行容量复苏是感染性休克的基础治疗方法。但是，同创伤失血性休克相比，限制性液体平衡可以降低脓毒症患者器官衰竭发生率和死亡率。最有可能的是，休克状态下液体输注量与不良结果之间的相关性与多糖包被脱落增加、粘附和紧密链接被破坏以及与可渗透性内皮的高渗透性导致内皮渗漏梯度增加有关。
综上所述，因血管内容量相对或绝对不足，休克患者可能需要扩容以维持灌注压。这给休克的治疗提出了挑战，因液体治疗既是（休克）治疗的基石，又是（休克治疗的）敌人。不同的液体可能对内皮完整性有不同的影响。低蛋白质含量液体似乎会加剧多糖包被脱落，相反，例如血浆等富含蛋白质的液体在保护多糖包被和内皮屏障功能方面可能优于生理盐水。
休克状态下应用血浆进行扩容初看起来似乎存在争议，但我们需要考虑的事实是，尽管每年有数百万患者接受了血浆输注，但我们目前对其作用机制仍知之甚少。在创伤性失血中，输注血浆可能通过减少出血而改善患者的生存率。普遍的看法是血浆是一种通过补充凝血因子起作用的促凝血血制品。但是，因血浆中同时含有凝血因子和抗凝蛋白，血浆对凝血的净影响可能是中性的。与此一致，输注血浆可增加凝血因子的数量，同时提高抗凝血蛋白的水平，因而凝血酶的生成不变，至少在伴随炎症驱动致消耗性凝血病的非出血危重患者中如此。尚不明确血浆在创伤性失血性休克患者中的作用机制是否与凝血功能障碍得到纠正直接相关。在失血性休克大鼠中应用血浆进行复苏可在一定程度上改善凝血酶形成紊乱，而晶体液不具备此作用，但尚不清楚这是否与避免稀释性凝血病或者血浆的特定促凝作用相关。血浆的其他保护性机制可能会得到更多的认知。这些（血浆的保护性作用机制）可能包括保护多糖包被、降低炎症反应和减少内皮渗漏。
本综述重点关注于激活的内皮可能（从血浆中）的获益机制，对血浆作为休克复苏液体的潜能进行讨论。比较血浆与其他液体对内皮完整性（标志物）影响的研究显示血浆对创伤性（模型）和感染性（模型）休克都有影响。由于内皮完整性的丧失可能是休克的共同特性，我们将对这两种休克状态进行讨论。
2. 血浆对内皮多糖包被的影响
多糖包被是一层凝胶状物质，富含碳水化合物，位于血管腔内，锚定于葡聚糖、蛋白多糖和其他膜糖蛋白上。（多糖包被）与内皮细胞间连接一起控制内皮屏障的完整性。多糖包被成分，例如syndecan-1和硫酸乙酰肝素等在休克状态下的脱落可影响血管内皮的通透性。相较野生型小鼠，脂多糖刺激导致syndecan-1敲除小鼠更高的肺水肿、器官衰竭和死亡率证实了syndecan-1在保护内皮屏障完整性方面的作用。
2.1. 创伤
创伤患者循环中多糖包被成分水平与不良结局相关。在一项评估院前应用血浆的研究中，相较标准治疗，早期应用血浆与有关多糖包被脱落的标记物水平、炎症细胞因子和血管内皮生长因子的下降相关。由于（输注血浆组）这些标志物（水平）在复苏停止后很长一段时间内仍然（低于标准治疗组），因此院前输注血浆的有益作用的一个可能机制似乎是多糖包被获得保留。有趣的是，院前输注血浆对TBI亚组患者也是有益的。虽然（我们）尚不明了（院前输注血浆的）机制，但血浆在TBI（这一）特定背景下的有益作用可能与降低内皮功能障碍的发生而非扩容相关，这（院前输注血浆）可能有助于保护血脑屏障。因血浆可能对那些经过长时间转运的患者更为有益，故血浆的益处可能也与休克持续时间及因此带来的内皮损伤的严重程度相关。相较晶体液，血浆与保留多糖包被层厚度相关，改善氧供、降低炎症反应、内皮损伤、毛细血管渗漏以及由此带来的组织水肿的实验创伤模型进一步提供了对这一概念的证明。
2.2. 脓毒症
多糖包被在感染性休克患者中也会出现降解，（降解的）严重程度与器官衰竭和死亡率相关。虽然不能排除受疾病严重程度影响的可能，但感染性休克复苏期间的晶体液用量与降解程度相关，循环内高浓度的硫酸肝素证明了这一点。相较晶体液，在啮齿动物脓毒症模型中，输注血浆与死亡率下降、内皮损伤和肺水肿的减少相关。一项于重症患者中进行的观察性研究结果显示，输注血浆与循环中syndecan-1水平降低相关。值得注意的是，将血浆置换作为顽固性感染性休克最后治疗手段的研究表明，与历史对照或儿童和成人的倾向匹配分析相比，血浆置换可降低死亡率，改善器官衰竭。
综上所述，休克可导致多糖包被脱落。相较晶体液，输注血浆或许在保留多糖包被方面更为有效。
3. 血浆中可能介导休克状态下保护作用的相关成分
3.1. 白蛋白
循环中的蛋白质对内皮细胞的健康和稳定具有重要意义。血浆中含量最高的蛋白质是白蛋白，其平均浓度为30-50克/升。白蛋白的主要功能是维持血浆胶体渗透压和调节内皮细胞的通透性。休克患者往往出现低蛋白血症，后者与死亡率相关。在体外，去除白蛋白会导致可能由基质金属蛋白酶（MMPs）将多糖包被成分从底层内皮上裂解所导致的多糖包被降解。在体内，白蛋白能够保留多糖包被，这种作用似乎不依赖于渗透压，因为在相同的渗透压下，（其他类型的）胶体似乎没有这种恢复作用。在失血性休克啮齿动物模型中，相较晶体液，应用5%的白蛋白（与体内白蛋白含量类似）进行复苏，保留了多糖包被的厚度，并与更低的syndecan-1脱落相关。在内毒素血症大鼠模型中，白蛋白输注在减少内皮功能障碍的同时降低了炎症和氧化应激。白蛋白(或血浆)这种保护性作用的机制尚不完全明了，但可能涉及脂质介质鞘氨醇-1-磷酸(S1P，图1)。输注血浆或源自血浆的白蛋白可刺激S1P从其主要来源(红细胞和血小板)的释放。S1P在休克状态下通过降低氧化应激和减少细胞因子分泌、强化内皮细胞紧密连接和抑制MMPs来保护内皮屏障功能。在感染性休克患者中，低水平的S1P与器官衰竭和死亡相关。据我们所知，目前缺乏失血性休克患者血浆中S1P水平的数据。
在感染性休克患者中输注白蛋白研究的主要终点结果显示（输注白蛋白）对死亡和器官衰竭的发生没有影响。但是，事后分析结果显示，在感染性休克亚组患者中（输注白蛋白）有潜在的益处。同样，相较晶体液，在低蛋白血症患者中白蛋白可减少器官衰竭的发生。尽管对更可靠的大规模研究进行数据汇总显示出了白蛋白的益处，对这些研究进行的Meta分析仍得出了相互矛盾的结果。在这些研究中，内皮功能障碍并未被作为主要终点。因此，尚不清楚血浆是否因含有白蛋白而有益。除白蛋白外，其他蛋白质也可能在休克状态下多糖包被的保存中起到作用。
3.2. 脂联素
脂联素是一种产自脂肪组织的细胞因子。脂联素在循环血浆中的浓度为2-30μg/ml，约占血浆蛋白质含量的0.01%。包括参与葡萄糖和脂质代谢在内，脂联素具有众多生理功能。同时，脂联素具有广泛的抗炎和血管保护作用（图1）。研究显示，在脓毒症小鼠模型中，同野生型小鼠相比，脂联素敲除小鼠血管黏附分子上调、促炎细胞因子差生增加和更严重的器官衰竭，这提示了脂联素在保护内皮屏障功能中的作用。脂联素在体外研究中显示出了可降低TNF-α诱导的内皮通透性增加的作用。
一方面，脓毒性休克患者血浆脂联素水平降低与器官衰竭和死亡相关。另一方面，过高的脂联素水平也与死亡相关。这些相互矛盾的数据表明脂联素具有双重调节作用。在创伤性失血性休克患者中可以观察到脂联素水平的下降。在失血性休克小鼠模型中，脂联素水平的下降在输注血浆或脂联素后得到了纠正，从而避免了内皮渗透性的上升。由于血浆中脂联素的耗竭未能避免渗透性上升，脂联素似乎介导了血浆复苏的保护性效应。
3.3. 抗凝血酶
抗凝血酶（AT）是一种产自肝脏，具有抗凝特性的糖蛋白（图2，图3）。AT水平在创伤性失血性休克和感染性休克中都存在下降并与器官衰竭相关。在一个失血性休克临床前模型中，应用血浆进行复苏相较对照组上调了syndecan-1在肺组织中的表达，这提示了多糖包被的完整。AT缺乏的血浆不能恢复syndecan-1的表达，而缺乏AT的血浆在得到纯化AT补充后维持了syndecan-1表达证实AT在保存多糖包被中的作用。在脓毒症的研究中，补充AT未能显示降低死亡率的效应。但一些观察性研究结果确实显示，在脓毒症引起的弥散性血管内凝血患者中补充AT可以降低死亡率。
3.4. ADAMTS13
内皮细胞被激活后分泌血管性血友病因子（VWF），该因子可形成具有高血小板结合能力的多聚体（ULVWF）。正常情况下，ADAMTS13（一种具有I型血小板反应蛋白活性的解聚素和金属蛋白酶，成员13）可将ULVWF多聚体切割成更小的片段，降低其促凝活性。在创伤和脓毒症等多种原因休克状态下，VWF释放增加并多聚化，同时ADAMTS13水平下降（图2，图3）。这种 ADAMTS13与ULVWF 的失衡与脓毒症和创伤患者的器官衰竭相关。血浆中含有正常水平的 ADAMTS13。我们发现，在脓毒症患者中输注血浆提升降低的ADAMTS13 水平与释放到循环中的 VWF 减少相关。除了改善ADAMTS13的活性缺失之外，血浆置换通过清除抑制性抗体和ULVWF改善血栓性血小板减少患者体内ADAMTS13与ULVWF的失衡。血浆置换降低重症COVID-19感染患者急性肾损伤的发生率与（血浆置换）改善ADAMTS13与VWF间的失衡相关。在创伤模型中，补充ADAMTS13已被证实与内皮通透性和器官衰竭发生率降低相关，但目前缺乏在创伤患者中的临床研究。
综上，我们强调了应用血浆可能获益的一些潜在途径，尽管我们对（这些潜在途径）仍缺乏完全的理解。虽然目前没有发现特定的生理途径，但血浆在多糖包被脱落方面至少不劣于晶体。（输注血浆）的获益由其中那种成分所介导仍是一个重要的研究问题。
4. 血浆对内皮表面的潜在整体益处
循环血浆中特定的蛋白质或肽类可能对内皮细胞壁产生影响外，血浆还可能具有其他重要益处。大约三分之一的循环血容量紧邻内皮表面且不流动。这种不流动的血浆与多糖包被和内皮表面上，以及流动血浆中的蛋白质存在动态平衡。虽然缺乏数据，我们推测血浆在维持固定（不流动）容量与循环容量间的自然平衡方面优于晶体液。
5. 血浆对休克状态下氧供和组织灌注的潜在影响：一些概念的总结
（输注血浆存在）可能存在多种保护机制(图4)。如果血浆相较晶体液能够减少内皮渗漏，应用血浆将会改善血管内容量增加、改善氧输送，并可能减少器官损伤，至少在组织灌注(而不是细胞耗氧)受损的休克状态下如此。此外，如果血浆可以防止稀释性凝血功能障碍及伴随而来的出血导致的失血，（输注血浆）将增加血管内容量。最后，血浆可以改善与患者凝血状态相关的凝血系统不平衡。通过纠正促凝过程过度激活和降低微血栓驱动的内皮细胞激活，血浆可能有助于改善微血管灌注和减少器官损伤。不仅脓毒症患者，在最初的出血中幸存的创伤性休克患者中也能很容易看到这种促凝系统的过度激活转化为高凝状态。反之，在低凝状态患者中，血浆可通过恢复凝血能力来降低失血量。然而迄今为止能够证实这些概念的临床证据仍然很少。此外，如果这些概念成立，我们还不知道哪种机制的相关程度是最高的。
6. 血浆制品间的差异
一般而言，目前有三种不同的血浆输注制品，单供体新鲜冰冻血浆（FFP），多供体混合溶解洗涤血浆（SDP）和单供体或多供体混合病毒灭活血浆的干血浆。传统上，FFP一直是唯一可用的产品。最近，为了减少输注血浆导致的不良事件，许多国家已改用SDP。SDP是一种经过多个洗涤和过滤步骤的混合（通常超过100例供体）血浆产品。如前所述，混合血浆稀释了可能诱发TRAIL的有害（抗HNA和HLA）抗体。洗涤过程清除了血制品中脂质包裹的病毒、细胞和包括细胞因子在内的细胞源性碎片。此外，相较FFP，SDP中残留的细胞和细胞源性微颗粒数量更低。所有这些介质的减少理论上可以降低输注血浆导致的免疫反应。
在体外，相较FFP，应用SDP（进行内皮细胞培育）减少了LPS诱导细胞因子的产生，虽然（两种培育方式）在内皮通透性方面没有差异。
对比FFP与SDP的研究主要关注在（二者）对凝血功能的影响上。有关内皮保护，在一项于心胸外科手术患者中进行的初步研究结果显示，相较FFP，SDP与较少的Syndecan-1释放相关，并且降低了患者接受机械通气的时间。在不良事件方面，一项在危重儿童患者中进行的回顾性研究结果表明，SDP而非FFP，与患儿死亡率的降低独立相关。观察性研究也显示尽管临床实践中的其他因素也可能存在作用，在从应用FFP转换为应用SDP的医疗机构中TRALI的发生率出现了下降。在一项于儿童危重患者中进行的前瞻性观察研究中，相较FFP，应用SDP显示出了死亡率降低的效应。
冻干血浆可即刻应用于因继发低血压而需要进行紧急复苏的严重脓毒症患者提高了将血浆应用于此目的的可行性。来自体外和体内动物模型的数据显示冻干血浆同标准FFP具有相似的内皮保护作用，这表明冻干血浆在临床上可同样有效地改善血管内容积、氧输送和灌注以及止血平衡的实现。
7. 血浆应用于休克治疗中的障碍
7.1. 输血相关急性肺损伤
血浆可导致输血相关急性肺损伤(TRALI)。我们以前认为TRALI是一种与重症疾患相关，导致死亡率上升的综合征。因此，有关血浆可能是一种有益的复苏液体的假设似乎与我们之前的科学工作形成了强烈对比。然而，事实上正是我们之前的发现，血浆改善了内皮稳定性使我们得出了这一假设。鉴于TRALI的风险，在仅应用男性捐献者的血浆后，因抗体的减少，由血浆输注所导致的TRALI发生率下降了三分之二。另外，因剩余抗体的稀释，应用混合血浆也降低了TRALI的发生。余下的TRALI被认为由血浆之外的血制品所导致。
7.2. 输血相关心脏过负荷
类似TRALI，输血相关心脏过负荷（TACO）在危重患者中更为常见，（TRALI）通常表现为伴低氧血症的双肺浸润。与TRALI相反，TACO所致肺水肿的病理生理学基础是流体静力。（TACO的）危险因素包括心脏或肾脏疾病在内，与处理液体负荷能力下降相关的患者状态。因此，TACO可能与（输注）任何种类的血制品带来的容量负荷（增加）相关，而非与血浆特别相关。此外，在休克复苏过程中，循环容量的增加也是我们希望的一种干预措施。但是在治疗休克并发肾脏或心脏功能衰竭患者时可能会出现容量过负荷。已经证明，降低输液速度和应用利尿剂是可降低TACO发生风险的直接干预措施。
7.3. 献血者的缺乏
血浆是一种源自捐献者的血液制品。因此血浆的供应是有限的，尤其是女性被禁止捐献血浆（原文如此）。让社会认识到休克是一个重要的卫生保健问题，血浆是有益的，对保证足够的（血液的）捐献供应至关重要。此外，确定哪些血浆成分有益于休克治疗是合理和必要的步骤。基于特定的状态或患者因素，患者需要的（血浆）成分存在差别，补充（患者）需要的（血浆）成分将带来目标治疗。因此，有必要加深对血浆作用机制的理解。
8. 前进的方向
我们认为，有证据支持研究血浆治疗容量耗竭性休克的疗效，目的是保持内皮和上皮屏障的完整性，提高血管内容量，和最终的氧输送以减少细胞和器官损伤。尽管血浆在世界范围内广泛应用，有关血浆（如何作用于）器官衰竭的知识仍然非常有限。我们认为（血浆的）具体作用机制仍有待探索。因休克是一个重要的卫生保健问题，我们呼吁进行以改善对具体血浆成分介导有益作用的理解，最终朝向治疗休克状态的成分疗法为目标的研究。