临床输血不良反应预防措施

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临床输血不良反应预防措施

由于其在增强组织器官氧供，挽救生命中的重要作用，输血（红细胞输注）治疗已成为临床最重要的治疗手段。以美国为例，每年约有3～4百万患者需要接受输血治疗。但是这项常规治疗方法也像其他治疗手段一样伴随着不良反应和并发症的发生。急性输血反应发生率大约在1/5左右，其中严重不良反应的发生率达到0.5％。因此，如何降低输血不良反应的发生率，减轻不良反应的严重程度已经成为目前临床研究的热点问题。

雷翀第四军医大学第一附属医院（西京医院）麻醉科主治医师

目前倡导的理念是将输血治疗的整个过程当成药物治疗来对待。这就意味着在血液制品的生产、储备、分发和临床应用的整个过程中严格按照药物生产、研发和临床转化流程实施，并且严格应用治疗指征，在达到治疗标准（indication）的情况下考虑使用，只有这样才有可能最大限度地减少输血不良反应的发生。

明确红细胞（rbc）体外储存后发生的改变及其输入体内后与受体之间的相互作用是最终减轻红细胞输入不良反应的关键。红细胞经体外储存后发生的代谢改变，变形能力降低、细胞破裂和氧化应激等“储存损伤”是红细胞在体外储存过程中发生的重要变化，红细胞回输入受体体内与易感受体发生相互作用导致一氧化氮的生物利用率（no bioavailability）降低，体内非游离铁含量增加，氧化应激反应增强是rbc回输不良反应发生的关键所在。目前认为降低输血不良反应的措施应该集中于两个方面：一是改善rbc体外储存的质量，减少储存损伤的发生；二是减少储存rbc与受体之间的相互作用。

当然，最理想的情况是输入新鲜的，没有发生“储存损伤”的红细胞。已有的研究已在小鼠输血模型中证实输入储存红细胞（srbc，储存时间为14天）后受体小鼠体内发生的明显炎症反应和免疫应激反应，而这些反应在输入新鲜红细胞（frbc，储存时间＜24小时）后不发生[1]。但是临床实践中，由于rbc的短缺和血库“先到期先发放”的原则指导下，给所有患者输入没有储存损伤的新鲜rbc显然是不现实的。研究者已经将研究重心集中在明确输血不良反应发生的机制，从中寻找应对措施来减少输血不良反应的发生。

一、no与rbc相互作用

（一）机制研究

no是人体生理功能发挥的重要分子。no具有扩张血管、抑制血小板活化、介导免疫反应、参与神经传递等重要作用。目前研究表明，no对红细胞增殖具有调节作用。外源性的no抑制红细胞前体细胞的增长和克隆，no抑制血红素介导的红细胞前体细胞分化；同时no还抑制红细胞的血红蛋白化。红细胞分化后，细胞内no含量显著降低。内皮源性no合酶（enos）基因敲除小鼠循环系统内红细胞的清除速度与野生型小鼠相比明显加快。说明no参与维持红细胞的生理状态，维持红细胞存活，减少红细胞凋亡。

研究发现，红细胞内含有诱导型no合酶（inos）和内皮型一氧化氮合酶（enos），还具有酶活化需要的cam，同时还发现红细胞内具有活化的enos蛋白。说明红细胞自身能合成no。no在红细胞内的储存主要通过和血红蛋白（hb）结合[2]：no与氧合血红蛋白反应生成高铁血红蛋白和硝酸盐；no与去氧血红蛋白结合形成亚硝酰血红蛋白［hbfe(ii)no］。这两种形式的结合在生理状态下非常稳定，此时hb的作用为破坏no的生物活性。正常情况下，hb被红细胞膜包裹，与no的结合率很低。一个单位的浓缩rbc中含有42.5～80 g的hb。随着储存时间的延长，溶血发生率增加，rbc储存液中游离hb含量逐渐增多，在储存6周时储存液中游离hb的浓度达到0.02 mm。储存rbc回输后，由于rbc的进一步破坏，循环中游离hb浓度达到1 mm。游离血红蛋白与no的结合能力与红细胞内hb相比大大增加（500～1000倍）。hb对no的快速清除，大大降低了血管内no的生物利用率，导致全身和肺血管阻力增加，血压增高；肺通透性增加发生输血诱导的肺损伤，导致死亡率增加。最近的研究发现[3]，溶血后nos（no氧合酶）发生解偶联，降低了no的产生，从而进一步降低no的生物利用率。

no与hb还有其他的结合形式：no与血红蛋白四聚体上beta－93半胱氨酸巯基结合形成s－亚硝酰血红蛋白（snohb）。这种结合形式受hb氧合状态调节，在hb氧合时较去氧合时结合紧密。这种形式的结合是no调节血流的理论基础：hb携带no流经氧分压低的组织时，no从sno-hb中释放，扩张血管、增加血流量、增强氧输送。最近的bennett-guerrero[4]等研究发现体外储rbc中sno-hb的含量急剧下降，体外存储3小时后sno-hb的含量与新鲜血液相比存在显著差异，同时储存红细胞在低氧时对微循环的扩张能力明显降低，导致组织氧供降低。另一研究小组也发现[5]：储存血液中sno-hb浓度明显降低，红细胞介导的低氧性血管舒张与sno-hb浓度呈正相关（见图1）。

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在不同氧浓度条件下，rbc根据其中hb氧饱和度，通过对no的结合和释放调节组织器官中的no生物利用率。a. 循环中的no被hb转化成sno，根据局部血流情况，rbc调通过对sno的输送来调节血管扩张。b. hb中与氧结合的不同状态改变hb的变构和对no的结合，在氧含量低的组织中，去氧hb（deoxyhbfeno）释放no，调节血管的扩张状态，而在氧含量高的组织中，氧合hb（oxysnohb）储存no。c. rbc通过对其内no的调节，根据组织氧分压的不同调节血管张力，实现低氧性血管扩张。

（二）防治措施

以上研究结果表明，储存红细胞中no的生物活性降低，减少了红细胞的血管扩张效应、降低全身或局部血流量。恢复no的生物活性有助于维持红细胞的功能，增强输入红细胞的效果。

nicolay等[6]报道给予no生成物（1 μm硝普钠或者100 μm papanonoate）之后，由细胞内钙离子超载、糖原耗竭和高渗透压诱导红细胞膜皱缩、红细胞凋亡明显降低。这是在体外对rbc的形态和功能进行研究，利用no生成物处理的储存rbc回输体内后是否能降低不良反应的发生还需要进一步的实验研究。

rbc储存后sno-hb含量急剧下降，导致回输后组织低氧性血管扩张反应受损，导致输血相关性的缺血事件的发。利用液态no溶液对储存红细胞进行重新亚硝酰化[7]，分别在小鼠、大鼠和羊等动物模型中观察了重新亚硝酰化对储存rbc回输不良反应的影响，发现在小鼠模型中，储存rbc输入不但不能改善组织器官氧供反而使器官氧供进一步降低，而输入重新亚硝酰化的储存rbc显著改善组织氧供。大鼠失血性休克模型中，补充sno-hb的储存rbc输入改善了组织缺氧症状。在羊模型中，输入储存rbc导致血流动力学变化，肾血流降低，肾功能损伤被补充sno-hb的储存rbc完全逆转。

在体外对储存rbc（srbc）进行sno-hb的补充再回输给受体能显著降低输血不良反应的发生，如果给受血者补充no能否发挥同样地效果？为此，我们课题组进行了相关的研究，分别在小鼠、羊和志愿者模型中，我们发现[8-12]：

1. srbc回输的不良反应的发生是rbc与受体相互作用的结果，受体对srbc回输不良反应的易感性存在差异，如存在内皮功能障碍，no生成缺乏的糖尿病受体和需要接受大量rbc输入的失血性休克受体尤为敏感；

2. 给予补充外源性no能够有效预防和缓解部分不良反应的发生。给受体吸入80 ppm no后，srbc所致的血管收缩、炎症反应、氧化应激损伤、器官功能衰竭程度明显降低，同时提高了受体的生存率。

二、游离铁含量增加——铁超载

（一）机制研究

每毫升rbc中含有约1 mg铁，每单位rbc中含有约200mg铁。需要慢性输血的患者每年输血获得5～8 g铁，这些额外的铁沉积于皮肤、心脏、肝脏和内分泌器官，导致铁超载诱导的内分泌失调（生长迟缓，糖尿病，甲状腺功能底下和性腺机能减退）是不可逆的。三分之二的患者死于铁超载相关性的心脏病。患者之间器官功能失调的程度相差很大，与铁超载没有直接的关系。当体内铁的总含量达到20 g就可能发生亚临床心脏功能失常（图2）。

目前研究表明，铁超载与急性输血相关不良反应有关。随着储存时间的延长，rbc内非转铁蛋白结合铁（ntbi）显著增加。而rbc储存过程中转铁蛋白和铁蛋白的含量不发生显著变化，细胞外的铁超过了蛋白的结合能力导致游离铁含量增加。铁含量的增加与蛋白质氧化相关，研究表明储存14天的rbc内ntbi显著增加，伴随蛋白质氧化反应增强。同时储存rbc的抗氧化能力减弱，储存25天的rbc抗氧化能力降低30％。促氧化和抗氧化平衡失调导致氧化应激反应的发生，导致输入储存时间超过2周的rbc后发病率和死亡率增加。

体内多余的铁对免疫功能发挥调节作用，同时对促炎和抗炎过程都有影响。研究发现肾移植患者移植之前接受输血，移植后排斥反应降低。输血产生的免疫抑制作用可能与铁超载有关。之前提到，输血与外伤患者院内感染增加有关。除了与免疫抑制有关之外，还可能与ntbi升高导致的感染的毒性和抗性增加有关。细菌通过载铁细胞和螯合作用对高铁的环境非常适应。假单胞菌属利用蛋白酶和弹性蛋白酶劈裂结合铁的转铁蛋白，形成铁螯合物。新形成的螯合物与中性粒细胞来源的氧化物反应产生细胞毒性的氢氧自由基造成氧化应激损伤。当铁的含量增加后，细菌能利用多余的铁将自身包裹进水化的多聚基质或生物膜中，增加对宿主免疫攻击和抗生素的抵抗性，造成顽固性感染。

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在清除输入新鲜rbc中含有的游离铁时，其过程与清除自然死亡rbc产生的游离铁相同，速度大约为1 mg/h。而输入储存rbc是，其中约有25％rbc在回输后的第一个小时内由于溶血等原因需要被清除，因此清除游离铁速率需要达到60 mg/h。如图2，巨噬细胞吞噬需要清除的rbc，产生游离铁。输入储存rbc是，大量的rbc被巨噬细胞吞噬，产生游离铁的同时分泌大量的炎性细胞因子，游离铁的量超过细胞膜上转铁蛋白的运输能力后，产生非转铁蛋白结合铁（ntbi）导致氧化应激和炎症反应。

（二）防治措施

这个理论认为输入储存rbc导致游离铁含量的增多是输血相关性不良反应发生的重要机制。为了证实这个理论，有研究者利用小鼠模型，首先证实了输入srbc后，在对rbc清除过程中，产生了il-6，il-1等大量炎性因子，体内ntbi增加的同时，体内亲铁性细菌的繁殖也大量增加[13]。在输血前给予小鼠120 mg/kg铁螯合剂dfo，显著降低了输入srbc引发的炎性反应。在健康受试者输入srbc也发现伴随ntbi含量的增加，但是目前还没有研究将铁螯合剂应用于临床，观察其是否能减少输血不良反应的发生。

三、中性粒细胞参与的氧化应激反应

（一）机制研究

储存浓缩rbc悬液中的中性粒细胞分解释放蛋白酶、脂酶和糖苷酶。这些酶类攻击rbc细胞膜表面的不同成分。蛋白酶使细胞膜表面的抗原消失，这一作用随着储存时间的延长而增强，血浆抗蛋白酶能削弱这一作用。磷脂酶等脂酶将三烷基-甘油脱烷基后形成溶血磷脂。这个过程产生大量的血小板活化因子（paf）。糖苷酶将糖脂和糖蛋白中的糖成分去除，残余部分使储存rbc与血管内皮细胞的粘附作用增强。糖苷酶能将储存rbc细胞膜上的唾液酸和其他糖基的成分去除，实验证明储存rbc与血管内皮细胞的粘附性以细胞膜糖成分的丧失呈正比。

脂质和蛋白质的氧化损伤也对储存rbc造成伤害。氧化损伤是指氢氧、过氧和烷氧等氧自由基使脂质和蛋白质发生氧化／过氧化和交联反应。氧化损伤是造成储存损伤的重要因素。低温储存下，氧化反应在体外储存rbc中发生速率远低于体内。由于体外储存的最长时间为42天，远短于rbc120天的寿命，因而储存rbc中氧化反应产物聚集量较低。但是rbc回输时，特别是在大量输血情况下，一次性输入聚集的氧化反应产物将引起不良反应的发生。在动物实验和临床研究中均发现氧化损伤导致溶血磷脂生成增加，介导输血相关性肺炎的发生。脂质过氧化产物以及微粒体的形成介导促凝和促炎反应，增加输血后凝集反应发生。大量输入氧化代谢产物造成免疫监视失调增加感染和肿瘤转移。

在srbc中检测出很多促炎分子，包括细胞因子、组胺、溶血磷脂酰胆碱家族和其他能促发、维持或加剧炎性反应的生物活性物质。输血导致受体免疫状态的改变，使接受输血的重症患者易于发生sirs、败血症、院内感染和多器官衰竭，最终导致死亡率增加。随着储存时间的延长，rbc诱发内皮损伤和内皮活化。氧化应激损伤是输血相关性肺炎发生的重要机制：输血之前受体基础疾病状态，导致内皮活化，粘附因子和趋化因子表达增加，中性粒细胞聚集。输血时输入rbc储存过程中产生的生物活性因子的共同作用下，造成中性粒细胞介导的内皮损伤和肺损伤。诱病因素协同作用导致肺损伤的发生与血小板－中性粒细胞之间的相互作用有关。血小板诱发中性粒细胞产生氧自由基导致血管损伤。储存rbc促进血小板－白细胞之间相互作用的确切机制尚不明确，有可能是储存rbc过程中产生的微粒体激发血小板。微粒体表面表达的磷脂酰丝氨酸，提供了促凝表面导致血栓形成。

（二）防治措施

储存rbc中中性粒细胞介导的氧化应激损伤和炎症反应时输血相关不良事件发生的重要机制。在体外实验中，在制备浓缩rbc时，通过过滤法将其中的wbc含量减少（白细胞滤除，leukoreduction）能减轻酶损伤，从而增加储存rbc的恢复率并减少溶血。白细胞滤除使储存末期rbc的恢复率增加2％，同时将溶血程度减轻一半。目前已经有很多基础研究和临床试验观察了白细胞滤除对减轻输血不良反应的作用。对比分别输注经过滤除白细胞和保留白细胞rbc的两组患者，发现滤除白细胞组患者的死亡率降低1％，输血后发热反应的发生率降低了2％。目前输血后发热反应的发生率大约为1/330，因此2％的降低也具有显著的临床意义。在一项荟萃分析中，白细胞滤除能显著降低结肠和心脏手术患者输血后感染的发生率，并将绝对风险降低10％，相对风险降低36％[14]。在其他手术类型，如动脉夹层手术和胃肠道手术中，白细胞滤除显著降低了术后多器官功能衰竭的发生率和住院时间。虽然白细胞滤除能显著降低患者接受输血的风险，但是相对高的费用限制了其临床应用。很多专家认为白细胞滤除带来的收益不及其花费。当然这是相对于大部分健康的受体而言，对于临床上对输血不良反应易感的受体而言，白细胞滤除的优势不言而喻。

除了通过在储存rbc之前滤除其中的白细胞，从而减少在储存过程中白细胞释放细胞因子，还有一种方法是在输血前对srbc进行洗涤，去除srbc上清液中的细胞因子，氧化应激产物的同时还去除其中由于溶血产生的大量游离血红蛋白。我们在小鼠模型中证实[8]，输入srbc前对其进行洗涤再输入后，输血引起的血管收缩反应不再发生。在另一项研究中，对比洗涤对输血后充血性心力衰竭（taco）和输血相关性肺炎（trali）发生率的影响，两组患者都输入滤除了白细胞的srbc，输血前洗涤rbc将taco和trali的发生率从11/319,161降至0/97,445。在一项前瞻性随机对照研究中[15]，洗涤rbc输注显著降低儿童心脏手术术后血浆炎性因子水平，但对死亡率没有明显的影响。小样本的研究已经证实了洗涤rbc将rbc储存过程中产生的有害介质去除，对临床预后带来收益，但是这个结论仍然需要大规模、多中心、前瞻性的临床试验来证实，最终转化临床应用。

四、展望

输血后细菌感染、肿瘤复发、肺损伤、炎症反应、多器官功能衰竭、血栓形成等不良反应已经受到临床专家的重视和关注。针对其发生的机制，研究者们一直在尝试寻找有效地、能方便转化至临床使用的防治措施。很多方法已经在动物模型和临床前研究中证实了其有效性。但是要实现最终的临床转化还有很长的路要走。其原因在于：

1. 动物rbc本身的生理生化性质和储存体系与人rbc存在一定的差异；

2. 临床中存在很多混杂因素干扰；

3. 防治方法和干预措施除了的有效性之外，安全性和经济性是决定其临床应用的重要因素。只有解决了以上3个问题，才能实现我们的最终目标，达到安全用血，减少输血不良反应的发生，将储存红细胞中的“sour grapes”变成能拯救生命的“fine wine”！

输血不良反应处理措施2017-03-19 14:37 | #2楼

一、溶血反应

1、立即停止输血，给予氧气吸入

2、立即予皮下或肌肉注射0.1%肾上腺素0.5～1ml（紧急情况可静脉注射）。

3、静脉输入低分子右旋糖酐或706代血浆，以及地塞米松或氢化可的松，血压下降者静滴多巴胺或间羟胺。

4、保护肾脏。为解除肾血管痉挛，可行双侧腰封或肾区热敷。正确记录每小时尿量，测定尿血红蛋白，注意观察尿色。

5、密切观察病情，尤其血压、尿量，一旦出现尿少、尿闭者，按急性肾功能衰竭处理。