重症急性胰腺炎相关肾损伤的发病机制和诊疗进展
摘要
急性肾损伤是重症急性胰腺炎(SAP)的常见并发症,即使轻微的肾损伤也可导致患者的病死率升高。提高医护人员对急性肾损伤的认识,早期预防、准确诊断、恰当干预急性肾损伤能提高SAP生存率。临床虽已建立一系列基于生物化学和影像学的早期诊断策略,但其大规模应用仍需大样本的临床验证。目前临床仍缺乏治疗SAP相关肾损伤的有效药物,肾脏替代疗法是当前的主要手段,其治疗模式和干预时机有待于今后高质量的临床研究进一步探索和验证。
急性胰腺炎(acute pancreatitis,AP)是临床常见急症,尤其重症急性胰腺炎(severe acute pancreatitis,SAP)起病凶险、病程复杂、病死率高,并发症涉及全身脏器。SAP胰腺外器官损伤中肾功能损伤发生率仅次于循环障碍和肺功能障碍,且急性肾损伤(acute kidney injury,AKI)是SAP常见死亡原因之一,发展至急性肾功能衰竭(acute renal failure,ARF)后病死率高达80%,出现ARF后其他脏器衰竭发生率也明显上升,这已经成为SAP诊治中面临的重大问题和挑战。现结合复旦大学附属中山医院临床实践和近期的研究进展对SAP相关AKI的发病机制和诊疗策略进行综述。
SAP相关AKI的发病机制仍未完全阐明,目前研究认为主要与有效循环血量不足、血流动力学异常、微循环障碍、炎症介质等因素相关。
1.肾脏血流动力异常和微循环障碍:
①肾素-血管紧张素系统。SAP时肾素-血管紧张素系统激活,血管紧张素Ⅱ(angiotensin Ⅱ,ATⅡ)水平升高,肾血管阻力增加,血流量减少,肾脏滤过和吸收能力下降,肾皮质、肾髓质微循环障碍。同时,胰腺组织局部存在完整而独立的肾素-血管紧张素系统。
②胰源性肾毒素。SAP时激肽释放酶-激肽系统激活,释放大量消化酶,损伤肾血管,增加血管通透性,导致肾血管出血、血栓形成和循环障碍;同时消化酶促进微循环障碍,加重肾脏缺血、缺氧。
③内皮素和一氧化氮。内皮素是强烈的缩血管活性肽,可导致肾小球的入球小动脉和出球小动脉收缩,血液中高浓度内皮素-1参与SAP相关性肾损伤的发生。一氧化氮和一氧化氮合酶在肾缺血、缺氧引起肾功能损害的过程中对肾脏起保护作用,但大量的一氧化氮又能导致低血压、低灌注,有自由基损伤作用。
④血栓素A2和前列环素。血栓素A2造成微循环障碍,导致肾脏组织缺血、缺氧和坏死。有研究发现,SAP时血浆和肾组织中血栓素A2水平明显升高,与肾损害的严重程度呈正相关。前列环素能扩张血管,增加肾脏血流量和肾小球滤过率,SAP动物模型应用前列环素类似物和血栓素A2合成抑制剂能减轻肾脏组织的病理改变。
2.炎症介质:
SAP相关AKI时体内白细胞过度激活产生炎症级联反应,肾系膜细胞和肾小管上皮细胞分泌多种前炎症因子,同时机体也释放抗炎因子。SAP持续发展和形成多器官功能障碍综合征(multiple organ dysfunction syndrome,MODS),不仅与炎症递质过度表达和分泌有关,而且与机体产生内源性抑制物不足有关;这些物质相互关联,共同参与SAP相关AKI的发生、发展。TNF-α是SAP时最早出现并起关键作用的细胞因子,其诱导产生的IL-6和IL-1β促进内皮素-1合成,收缩肾血管,同时下调血栓调节蛋白活性,加重肾缺血缺氧和血栓形成,还能释放大量一氧化氮和氧自由基直接损伤肾组织。NF-κB在SAP相关AKI中也起重要作用,与TNF-α、IL-6等共同引起炎症级联反应,同时肾脏内NF-κB的激活可促进细胞间黏附分子-1的表达,导致中性粒细胞向肾脏聚集,引起直接肾毒性作用。
3.其他机制:
SAP时大量组织液和炎性渗出液进入第三间隙导致低血容量,酸中毒引起高钾血症和水电解质酸碱平衡紊乱,使肾血管收缩、肾组织缺血缺氧,加重肾脏损害;同时,SAP相关的胰周炎性渗出、腹腔间隔室综合征对AKI也起到重要作用。此外,高三酰甘油血症相关胰腺炎患者AKI发生率更高,高三酰甘油血症是AP早期发生AKI的独立危险因素。肥胖也会增加SAP相关AKI等不良后果的风险,近期体外研究表明不饱和脂肪酸具有促炎作用,释放细胞内钙,抑制线粒体复合物Ⅰ和Ⅴ,并引起组织坏死。
SAP相关AKI的发生率为10%~42%,多发生于SAP病程的前2周。SAP相关AKI主要表现为少尿和(或)无尿、血尿素氮和(或)肌酐升高、高尿酸血症、电解质紊乱、等渗尿、管型尿等。改善全球肾脏病预后组织(Kidney Disease: Improving Global Outcomes,KDIGO)2012年制定了统一的AKI诊断和分期标准,旨在于识别和及早干预肾小球滤过率(glomerular filtration rate,GFR)开始下降、甚至肾脏有损伤(组织学、生物标志物改变)而GFR尚正常的阶段。目前常用的诊断标准主要依据2013年KDIGO标准:血肌酐升高绝对值>0.3mg/dL(即>25μmol/L);或血肌酐水平比基础值升高>50%;或尿量减少(尿量<0.5mL/kg),时间超过6h。根据肌酐和尿量来进行分期,分为1、2、3期。SAP相关AKI的分期越高,预后越差,当前指南上将血肌酐≥171μmol/L诊断为SAP相关AKI,但其实这已经偏晚,研究其他可用于临床实践且更为敏感的GFR标志物有助于早期诊断AKI,从而改善预后。
AKI相关生物学标志物的研究涉及许多方面,如胱抑素C、中性粒细胞明胶酶相关蛋白、肾损伤分子1、尿细胞因子、尿肝脂肪酸结合蛋白、尿胰岛素样生长因子结合蛋白7、基质蛋白金属酶组织抑制剂-2、巢蛋白、热休克蛋白、血管生成素-2等的动态变化能更及时地提示早期AKI。近期研究表明,血清降钙素原可预测AP患者AKI的发展,也可用于AKI预后的动态评价,其预测价值优于CRP、IL-6和血清淀粉样蛋白A。中性粒细胞与淋巴细胞比值与AP病情的严重程度和病程中肾脏功能的损伤密切相关,对SAP相关AKI的诊断具有较高效能。此外,基于CT的影像学评价在SAP相关AKI的诊断中也具有一定价值。一项研究发现在CT指数中,EPIC评分与急性生理学和慢性健康状况评价Ⅱ评分和Ranson评分具有良好相关性,能较好地预测SAP相关AKI;另有研究提示改良的肾缘分级(MRRG评分)与SAP相关AKI的发生和病死率密切相关,肾旁后间隙受累是SAP相关AKI的不良预后因素。
既往研究显示,SAP相关AKI的危险因素有血尿素氮、年龄、休克、乙醇、慢性疾病史、心力衰竭、造血系统衰竭等;SAP合并AKI时病死率会明显增高,病死率增高的危险因素包括肾脏疾病既往史、低氧血症、急性冠状动脉综合征、MODS等。
SAP急性期病死率高,通常伴有脏器功能衰竭,最易受累的脏器系统依次是循环系统、呼吸系统和肾脏,因此治疗的重点是保护上述脏器功能。目前还没有针对SAP相关的脏器功能衰竭的特效药物,近期发表在Nature Medicine杂志上的研究发现,色氨酸代谢的关键酶犬尿酸-3-单加氧酶是SAP相关MODS发病机制的核心因素;动物实验证实其抑制剂GSK180对SAP相关MODS具有良好的保护作用,但该研究成果的转化仍有待漫长的临床验证。此外,越来越多的临床前和临床研究证据支持硬膜外镇痛对AP的有益作用,如增加肠屏障功能,改善胰腺和肾脏灌注,降低肝损伤和炎症反应,降低病死率,相关多中心随机对照试验正在进行中。
在SAP相关AKI的临床治疗过程中,除了针对SAP本身的处理以外,早期液体复苏和维持水和电解质平衡对肾脏的保护作用十分重要,同时针对全身炎症反应综合征的治疗,如乌司他丁、中药复方制剂等,能够减少促炎介质释放,提高抑炎介质水平,避免瀑布样级联反应,降低AKI的风险。早期肠内营养对于维护重症患者的肠道功能、预防感染具有重要作用,能有效降低AKI的风险。此外,腹腔高压和(或)腹腔间隔室综合征的监测与处理也能够改善AKI的预后。
对于SAP相关AKI的患者,除以上治疗措施外,肾脏替代治疗是最重要的临床治疗策略。连续性肾脏替代治疗(continuous renal replacement therapy,CRRT)的时机、剂量与模式选择与其他原因所致AKI的治疗原则相似。开始CRRT的绝对适应证包括:①顽固性高钾血症(血钾>6.5mmol/L);②严重代谢性酸中毒(pH值<7.15);③对利尿剂无反应且引起器官功能障碍的液体超负荷;④出现尿毒症性并发症。相对适应证包括:①对利尿剂无反应的液体超负荷;②肾功能急剧恶化,且潜在病因无法快速逆转,行呋塞米应激试验(呋塞米,1.0~1.5mg/kg一次性静脉注射)后的2 h尿量<200 mL。常用的CRRT模式包括连续性静脉-静脉血液滤过、连续性静脉-静脉血液透析和连续性静脉-静脉血液透析滤过。目前,对于CRRT治疗剂量尚无统一推荐,2项大规模多中心随机对照试验(ATN研究和RENAL研究)推荐CRRT的处方剂量为25~30 mL/(kg·h),但这一方案仍需进一步真实世界的临床验证。此外,CRRT由于高通量滤器对中、大分子炎性因子的清除能力有限,采用高截留膜滤器行高容量血液滤过或者集成血液净化技术治疗SAP可能具有更好的发展前景。
AKI是SAP临床常见并发症,即使轻微的肾损伤也可导致患者的病死率升高,所以早期预防、准确诊断、恰当干预AKI是提高SAP生存率的重要诊治策略。SAP相关AKI的发病机制仍未完全阐明,进一步深入探讨其分子机制能更好地指导临床诊治。同时,提高医护人员对AKI的认识,早期诊断和多学科诊疗模式(multi-disciplinary team, MDT)治疗AKI,对改善SAP预后和降低病死率至关重要。近期研究虽已建立一系列基于生物化学和影像学的早期诊断策略,但其大规模应用仍需大样本的临床验证。此外,临床仍缺乏SAP相关AKI的特效药物,SAP基础治疗和肾脏替代疗法是当前的主要手段,肾脏替代治疗的模式和干预时机尚缺乏统一标准,有待于今后高质量的临床研究进一步探索和验证。
参考文献(略)
来源: 中华消化杂志, 2019,39(5)
作者: 沈锡中, 吴盛迪 复旦大学附属中山医院消化科
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