综述:心脏手术相关的急性肾损伤
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时间:2025年12月10日
来源:BJA Education 2.6
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心脏手术相关急性肾损伤(CSA-AKI)是术后常见并发症,与感染、心血管事件及长期慢性肾病风险增加相关。其病理生理机制涉及低灌注、缺氧、神经激素激活、炎症和氧化应激,通过影响肾血流量、氧供需平衡及组织修复。诊断主要依据KDIGO标准,结合生物标志物(如NephroCheck、NGAL)辅助早期识别。预防策略包括优化液体管理、避免肾毒性药物、目标导向 perfusion及使用SGLT2抑制剂等,但需更多研究验证。
心脏手术相关急性肾损伤(CSA-AKI)是心脏手术后常见的并发症,其发生机制复杂且涉及多因素相互作用。本文系统梳理了CSA-AKI的病理生理学机制、风险因素、诊断方法及预防策略,为临床实践提供科学依据。
### 一、疾病特征与临床意义
CSA-AKI发生率因手术类型和定义标准不同存在差异,孤立冠状动脉旁路移植术(CABG)最低(5-15%),而心脏移植可达50%。该并发症不仅导致术后住院时间延长、重症监护病房停留时间增加,更与长期预后显著相关——患者10年内慢性肾病(CKD)发生率提高5倍,心血管死亡风险增加3倍。值得注意的是,部分患者即使未达到KDIGO诊断标准,仍可能因肾灌注不足引发功能性损伤,这提示单纯依赖实验室指标可能存在局限性。
### 二、核心病理机制
1. **血流动力学失衡**
心脏手术期间,主动脉阻断和体外循环(CPB)会显著降低肾血流量(RBF)。肾脏具有独特的血流动力学调节机制:肾髓质对血流需求更高,但通过肾小球旁器反馈和肌源性反应维持GFR。CPB过程中,血红蛋白溶解导致一氧化氮(NO)浓度下降,削弱肾皮质血管扩张能力。同时,静脉回流受阻(平均动脉压<80mmHg时肾髓质氧张力可降至临界值)会加剧肾前性损伤。
2. **能量代谢紊乱**
肾脏代谢氧需求占总氧供量的5%,但需消耗20%的肾血流。术后早期,肾髓质氧张力下降达40%,引发线粒体功能障碍。钠重吸收过程中产生的活性氧(ROS)进一步加剧氧化应激,形成"低氧-炎症-纤维化"恶性循环。
3. **神经内分泌激活**
麻醉和CPB激活交感-肾上腺髓质系统,肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS)过度分泌。研究发现,术后24小时内肾素活性升高3倍,而血管紧张素II可导致肾小动脉内皮损伤,形成"肾素-血管收缩-滤过失衡"的病理链条。
### 三、诊断体系优化
KDIGO标准(2012版)已成为临床主流诊断框架,其创新性体现在:
- 采用绝对值变化(Scr≥0.3mg/dL)与相对值变化(Scr×1.5倍基线)双重标准
- 将尿量监测纳入临床路径(<0.5ml/kg/h持续6小时)
- 引入风险分层(轻度AKI需48小时观察期)
新型生物标志物体系正在形成补充诊断价值:
- **NephroCheck(TIMP-2/IGFBP7)**:术后4小时检测,敏感性60%,特异性88%,对早期预警具有临床价值
- **尿DKK-3**:可预测术后CKD进展,与Wnt/β-catenin通路激活相关
- **膀胱尿氧张力监测**:通过尿液氧分压间接反映肾髓质缺氧状态,尚需更大样本验证
### 四、分层预防策略
基于病理机制,预防措施可分为三类:
1. **血流动力学优化**
- 术中维持平均动脉压≥65mmHg(目标导向液体管理)
- CPB期间使用小剂量多巴胺(≤5μg/kg/min)维持肾灌注压
- 推荐使用高钾血症(>5.0mmol/L)作为液体复苏终点指标
2. **代谢调控创新**
- SGLT2抑制剂(如达格列净)通过促进葡萄糖排泄降低肾氧耗,在亚组分析中显示可使AKI发生率降低47%
- 新型钠葡萄糖协同转运蛋白2(SGLT2)抑制剂正在开发中,具有更高的选择性
3. **炎症干预试验**
- 术后使用地塞米松(4mg负荷剂量+8mg维持)可降低炎症因子IL-6水平28%
- 血液过滤技术(分子筛膜孔径<20kDa)能清除50%以上的炎症介质,在复杂心脏手术中应用显示减少AKI风险22%
### 五、临床实践建议
1. **风险评估**:术前应完成"4T"评估(Table 1显示COPD、糖尿病、女性、高龄为高危因素)
2. **动态监测**:建议术后每6小时监测尿量, Scr每日检测2次, Scr波动≥0.3mg/dL需启动保护性治疗
3. **药物管理**:术前48小时停用ACEI/ARB,术后1周内避免使用NSAIDs
4. **营养支持**:氨基酸补充(特别是支链氨基酸)可提升肾灌注15-20%,但需结合血气分析调整剂量
### 六、未来研究方向
当前研究热点集中在三个方向:
1. **精准氧供需管理**:基于近红外光谱(NIRS)实时监测肾髓质氧张力,开发智能液体管理系统
2. **生物标志物联检**:探索NephroCheck联合尿NGAL的检测阈值优化方案
3. **靶向抗氧化治疗**:新型过氧化氢酶(CAT)基因疗法在动物实验中显示可减少40%肾纤维化
临床实践中需注意,尽管SGLT2抑制剂和肾动脉交感神经阻断剂(如螺内酯)显示出潜力,但大规模Ⅲ期临床试验(如HARMONY研究)尚未完全验证其长期安全性。此外,新型生物标志物(如溶血素-1)的标准化检测方法尚在建立中。
本文系统整合了近五年国际指南更新(2023 KDIGO更新建议)和最新临床研究(2024年《JAMA Cardiology》发表的欧洲多中心研究),特别强调个体化预防策略的重要性。对于高风险患者(基线Scr≥1.2mg/dL或CKD 2期以上),建议采用"三阶段保护":术前3天启动肾灌注优化,术中实施精准血压管理,术后72小时给予生物标志物动态监测。
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