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第六章 血栓弹力图在脓毒症患者中的应用与挑战
脓毒症是住院ICU患者的主要病因,病死率极高,超过40%。其病理改变涉及过度炎症反应、凝血紊乱、免疫抑制和细胞凋亡。而过度炎症反应和凝血紊乱之间的交互作用被认为是脓毒症最根本的病理改变 [1]。脓毒症疾病进程中凝血功能障碍与患者死亡率增加及临床不良事件相关;及时判断患者凝血状态,给予恰当的处理,可能会改善临床预后 [2]。Panigada等 [3]证明能否纠正脓毒症凝血障碍是影响患者转归的独立因素。在脓毒症早期及时发现凝血功能紊乱,有效监测凝血功能变化,有助于评估患者的病情、危险分层和预后,并及时干预 [4]。
一、凝血状态的检测和评估
分析患者凝血状态是一个十分复杂的过程,临床传统的凝血测试如:部分凝血酶原活化时间(APTT)、凝血酶原时间(PT)、国际标准化比值(INR)仅能检测凝血初级阶段,反映4%凝血酶生成,不能体现凝血过程中血小板与凝血因子相互作用,不能反映促凝与抗凝系统的平衡状态,在反映机体低凝状态的准确性方面饱受争议,临床以PT,APTT,INR延长作为输注新鲜冰冻血浆纠正低凝状态的标准常常造成过度治疗 [5-6];血浆纤维蛋白原水平(Fbg)和血小板计数仅是对数量的反映,并不能反映功能状态;纤维蛋白降解物(FDP)和D-二聚体(D-dimer)是纤维蛋白降解过程中的产物,不能反映凝血启动及血凝块生成,通过增高D-二聚体及FDP能发现纤溶亢进,但其特异性差:在某些血栓患者中D-二聚体及FDP却在正常范围内,而另外免疫性疾病等患者却存在非特异性增高等表现,从而限制其临床应用 [7]。抗凝系统功能异常常常可以通过测定血清中的抗凝因子如:抗凝血酶(AT),蛋白C,蛋白S,组织因子途径抑制物(TFPI)实现,然而在临床实践中却不易应用推广 [7];因此,传统凝血检测只能反映凝血过程中某一阶段或某种凝血产物,不能反映凝血全貌,具有较多的局限性 [4,8]。
二、血栓弹力图在凝血功能检测中的应用
血栓弹力图(thrombelastogram,TEG)是血栓弹力仪描绘出的特殊图形,用微量全血检测血小板、凝血因子、纤维蛋白酶原,纤维溶解系统和其他细胞成分之间的相互作用,提供凝血整个过程的资料并能进行连续监测,准确提供患者的凝血概况(图1-6-1) [4,8]。
血栓弹力图的主要指标:
(一)反应时间(reaction time,RT;or clotting time,CT)
血样放入TEG分析仪内到第一块纤维蛋白凝块形成之间的一段潜伏期,反映参加凝血过程(内源性,外源性和共同途径)所有凝血因子的综合作用。正常6~8分钟,使用抗凝剂或凝血因子缺乏可使RT延长,而血液高凝状态则使RT缩短;RT值延长能够通过输注FFR(新鲜冰冻血浆)而纠正,使用抗凝剂延长的RT值可被抗凝剂的拮抗剂而纠正。
图1-6-1 动态监测凝血概况
(二)凝固时间(k-time;clot formation time,CFT)
RT终点到描记图幅度达20mm所需的时间,反映纤维蛋白和血小板在凝血块开始形成时的共同作用结果,即反映凝块形成的速率K值的长短受纤维蛋白原水平高低的影响,而收到血小板功能的影响则较小;影响血小板(PLT)功能及纤维蛋白原(Fg)的抗凝剂能延长K;K值延长可被冷沉淀或FFP而纠正。
(三)α角
反映纤维蛋白和血小板在凝血开始形成时的共同作用结果。从血凝块形成点至描记图最大曲线弧度作切线与水平线的夹角,正常为50°~60°;α角度与K时间密切相关,影响因素均为Fg和PLT;α角度不受其低凝状态的影响,较K时间更全面;
(四)图中两侧曲线的最宽距离(MA;Maximum clot firmness,MCF)
表示血栓形成的最大强度或硬度,及血凝块形成的稳定性,正常为50~60mm,它主要受纤维蛋白原及血小板(数量、质量)影响,血小板的作用(约占80%)要比纤维蛋白原大(约占20%);血小板数量或质量的异常都会影响到MA值。
(五)CL30
测量在MA值确定后30分钟内血凝块溶解剩余的百分比(CL30=100×(A30/MA))。CL30<85%提示处于高纤溶状态,即纤溶亢进;应使用抗纤溶药来纠正。
(六)LY30(lysis index 30min after CT)
MA值后30分钟血凝块幅度减少速率;LY30正常参考范围:0~7.5%,LY30>7.5%提示处于高纤溶状态,应使用抗纤溶药来纠正。
(七)CI值(凝血综合指数)
用来描述患者的总体凝血状况,正常参考范围:-3~+3;CI<-3低凝状态,CI>3高凝状态
CI计算公式:CI=0.2454R+0.0184K+0.1655MA-0.0241a-0.0220
表1-6-1 不同参数代表的凝血状态 [9-11]
TEG能够准确而全面的提供患者的凝血状态,在器官移植、心外科手术、创伤后、麻醉过程中,TEG能即时判断患者凝血状态的改变,指导临床纠正低凝(包括输注血浆、鱼精蛋白等)及抗凝(低分子肝素等)治疗,其应用价值已受到肯定;而TEG检测脓毒症患者凝血状态的改变的临床应用研究尚处于起步阶段。
三、TEG早期预测脓毒症及脓毒症休克
Brenner等 [12]比较脓毒症休克,术后非脓毒症SIRS及健康自愿者发现TEG能够敏感发现成人感染性脓毒症;TEG中纤溶指数(Lysis index)是预测脓毒症休克的可靠指标;同时TEG快速测定后发现:脓毒症并发DIC患者均处于低凝状态,而脓毒症非DIC患者则表现出高凝状态;对比全血阻抗测试,血小板聚集率在脓毒症DIC患者中显著降低,而在非脓毒症患者、脓毒症非DIC患者、健康自愿者之间却无显著差异,TEG在脓毒症鉴别方面具有优势;Adamzik等 [13]同样发现TEG为鉴别成年人感染性脓毒症与非感染性脓毒症的有效工具,LYsis index为鉴别严重脓毒症的特异性指标,其最佳截点96.5%,预测敏感性84.2%特异性94.2%,ROC曲线下面积0.901( CI:0.838~0.964)显著高于PCT ROC曲线下面积0.756( CI:0.666~0.84)(PCT预测脓毒症的最佳节点2.58ng/ml,敏感性70.2%;特异性75.0%),而常用感染标记无CRP,IL-6并不能有效鉴别感染性SIRS及非感染性SIRS;除外在成人中的应用价值,TEG在婴幼儿同样具备脓毒症鉴别力:有文献发现在低龄儿(<6个月)及新生儿中发现,TEG有助于快速确诊脓毒症,与血常规及常规凝血指标相比:TEG(MA,a显著降低)能敏感发现术后感染,快速鉴别出脓毒症患儿与非脓毒症SIRS患儿 [14-15]。
而与上诉实验相反,TEG在另一些实验中却不能有效反映脓毒症凝血异常:Durila等 [16]分析脓毒症患者发现,对比常规凝血指标显著异常(INR,D-dimer,and fibrinogen levels显著增高),脓毒症患者TEG参数并无显著改变;而Durila等 [17]及Umgelter等 [18]在食管切除术后患者及硬化症患者中发现TEG并不能有效鉴别感染性脓毒症与非感染性SIRS。
根据上述实验异质性结论考虑:各学者对TEG各指标解读存在差异,不同实验关注TEG指标不同,检测TEG时间存在差异,对于高凝、低凝定义存在差异,因此判断结论各异;时效为影响TEG的主要因素之一,TEG参数随疾病进程变化:脓毒症为一种动态演变进展的疾病,脓毒血症休克前期,凝血指标可能处于正常范围,TEG无改变;而休克早期凝血因子低功能TEG表现出诱发出血风险,而休克期TEG转化为原发性纤溶亢进,而多器官功能衰竭TEG则表现为血小板功能及凝血因子功能亢进、高血栓风险形成,各项指标变化与病情的进展明显相关性,因此不同实验个患者间比较时限不同,可能结论相异;而笔者近期的一项前瞻性脓毒症实验中动态观测TEG变化发现,TEG能够敏感鉴别脓毒症及严重脓毒症,动态监测有助于评估患者疾病进展。
四、TEG有助于评估疾病的状态,预测预后
Daudel等 [19]发现,脓毒症患者疾病严重程度与SOFA评分及APACH II显著相关,TEG(CFT MCF)值越低,器官衰竭的程度越重(SOFA评分越高);Tsai等 [20]发现,TEG K-值与log(Ln)(ALT);α-angle与Ln(ALT);MA值与Ln(ALT)相关,TEG可能为内毒素致肝损害的评价工具,可预测肝功能衰竭,Adamizik等 [21]于98名脓毒症患者的队列研究发现,TEG指标与代表疾病严重程度的SAPS II及SOFA评分显著相关,与SAPS II及SOFA评分相比较,低凝是30天死亡的强有力的独立预测因子,TEG(CFT,MCF,a角)指标存在一项及以上异常,预测30天死亡能力更强。
Ostrowski等 [22]在连续监测患者TEG改变后发现,MA有助于发现低凝状态,低凝(MA<51mm)为28天死亡率的独立预测因素;Massion等 [23]进一步发现由于持续缺乏凝血酶而至持续低凝状态为住院死亡的独立预测因子;Sivula等 [24]与常规凝血实验比较,TEG/ ROTEM多个参数对脓毒症DIC具有鉴别价值{ROC曲线下面积:CFT0.815(CI0.624-0.935)MCF(0.891(CI,0.715~0.975),α-角(0.828(CI,0.639~0.943)),而多个指标联合预测DIC的敏感性100%,特异性75%,阳性似然比4.0,阴性似然比0。
除了对低凝状态的鉴别,McCrath等 [25]发现血栓弹力图MA能够预测术后血栓并发症,包括心梗发生;Cotton BA等 [26]发现(MA>72mm的患者)肺栓塞的机会是其他患者的5.8倍。
综上所述,TEG能够准确而全面的提供患者的凝血状态,有助于判断预后,但是目前缺乏高凝、低凝及纤维溶解等TEG的指标的规范化指导,结果判读缺乏统一规范。
五、通过TEG凝血指标指导临床治疗
Collins等 [27]及Andersen等 [28]等的实验证明,脓毒症患者存在PT、APTT延长,而TEG处于正常范围这种矛盾情况,可能与脓毒症患者凝血酶原消耗过多,凝血酶原延迟激活相关,而脓毒症患者内源性凝血酶原一旦激活其血栓形成强度与非脓毒症患者无显著差异,甚至轻度增高,Andersen等 [28]在脓毒症患者队列研究中发现根据传统凝血指标判断为低凝状态存在出血风险(PT减低及APTT延长)给予FFR的患者超过1/3的患者TEG正常、无出血倾向,因此以PT及APTT等常规方案延长作为脓毒症输注FFR的指标有可能造成血浆浪费,脓毒症患者目前尚无成熟的根据TEG参数指导成分输血的标准,但TEG指导创伤患者的输血已成为国内外共识。多个国外前瞻性研究证明,利用TEG指导输血,能够大大减少血液制品的用量,综合分析TEG各参数能够解决输血治疗中何时输、输什么,输多少的问题,提高输血疗效,减少不良输血反应,最大限度降低输血传播性疾病的发生。借鉴TEG指导输血的原则包括:①在预测患者大出血和红细胞输注方面,ACT预测价值要优于INR/PT/APTT [29],ACT>128秒能够预测患者6小时内可能大出血及需要输血,而ACT<105秒则意味不需输血 [30];②入院TEG可替代常规凝血指标作为指导急诊患者输注血液制品的依据,α角(<56°)较Fbg定量(Fibrinogen<180g/L)更有助于预测血浆输注 [29];③MA<55与PLT<50G/L比较,MA优于PLT计数指导血小板输注 [29];④LY30用于检测纤溶亢进 [29],LY30>15%避免晶体液的使用,LY30>3%使用氨甲环酸纠正纤溶亢进 [31];而利用上述原则指导脓毒症患者输血治疗是否有利于临床预后需要进一步多中心随机对照实验的检验。
另一方面,脓毒症高凝状态的抗凝治疗目前也尚无成熟结论:Gonano等 [32]发现与常规凝血测试无明显异常改变相比,TEG能够敏感地发现脓毒症高凝状态,但予抗凝血酶(AT6000IU iv+250IU/h)持续四天输注并不能逆转TEG高凝状态,使患者在28天及90天死亡率获益,但TEG存在趋于正常化的趋势,尽管无统计学差异。此试验与Warren等 [33]实验结论相反:应用TEC检测脓毒症患者与健康对照组相比较,高剂量AT有助于脓毒症患者凝血正常化发展,亚组分析发现合并应用肝素治疗能改善脓毒症DIC患者的28天及90天死亡率。相悖的实验结论考虑为:①入组患者凝血异常程度不同,Gonano可能排除了严重高凝患者,轻度凝血异常患者在抗凝治疗中的获益有限 [34];②可能与未合并应用肝素 [35],患者非显著DIC相关 [36]治疗,尽管没有降低28天死亡率,但与对照组比较能降低APACHEⅡ评分,缩短呼吸机通气时间、ICU住院天数,减少并发症 [37]。
2001年Bernard等 [38]倡导的PROWESS研究证明Recombinant human activated protein C(rhAPC)能够降低6.1%严重脓毒症患者的死亡率(24.7%,VS.30.8%)而同时增高3.5%的出血风险限制了其进一步临床应用;而Nilsson等 [39]利用TEG发现,rhAPC-独立影响凝血起始部分,对血小板功能及纤维蛋白原无显著影响,利用TEG监测不同药物浓度rhAPC治疗患者后凝血改变,有助于精准用药,控制出血风险,改善预后。Tsai等 [40]动物实验中证明应用加倍酯抗凝,有助于减轻肝脏及肺、肾等多器官衰竭情况,可以纠正脓毒症所致的TEG高凝状态,改善预后,而对于患者的抗凝策略还在进一步研究制定中。总之,TEG应用于指导脓毒症临床输血及抗凝尚处于起步阶段,需要多中心随机实验论证抗凝药用药时机,抗凝剂量及具体抗凝方案。
六、TEG应用的局限性[4]
TEG不能鉴别遗传性血小板功能障碍及药物诱导功能障碍;不能敏感的确认Von Willebarand因子(影响起始凝血)缺陷;不能评价XIII因子(影响纤维蛋白原交联稳定性)的作用;各种核心数据难以协同标准化分析。
(何婧瑜 王 晶)
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