不同血液净化模式对维持性血液透析患者蛋白结合类毒素的清除效果

2016-06-01李新伦伦立德

肾脏病与透析肾移植杂志 2016年5期

张宏李新伦伦立德

张宏李新伦伦立德

目的：探讨不同血液净化方式对维持性血液透析(MHD)患者蛋白结合类毒素清除的效果。方法：选取符合入选标准的MHD患者136例，经4周洗脱期，随机分成4组：低通量血液透析 (LFHD)组、高通量血液透析(HFHD)组，血液透析滤过(HDF)组和血液透析联合血液灌流(HD+HP)组，采用高效液相色谱串联质谱法(HPLC-MS/MS)方法测定不同血液净化方法治疗前后血清、透析废液和血液灌流器中马尿酸(HA)、硫酸对甲酚(PCS)、硫酸吲哚酚(IS)、3-羧基-4-甲基-5-丙基-2-呋喃丙酸(CMPF)的浓度，观察对蛋白结合类毒素的清除效果。结果：四种模式皆能有效清除HA，各组之间无差异。对血清PCS的清除,HDF组和HD+HP组的下降率高于LFHD组(P<0.01)和HFHD组(P<0.05，P<0.01)。对血清 IS的清除，HDF组和HD+HP组高于LFHD组、HFHD组(均P<0.05)。对于血清CMPF的清除，HD+HP组和HDF组明显高于LFHD组、HFHD组(P<0.01),HD+HP组高于HDF组(P<0.01)，LFHD组与HFHD组相比无差别(P>0.05)。结论：四种方式对于蛋白结合力较低的蛋白结合类毒素清除效率接近于小分子毒素的清除效果；HDF、HD+HP对中等蛋白结合力的蛋白结合类毒素的清除能力优于HFHD、LFHD；HD+HP清除高蛋白结合力的蛋白结合毒素的能力最佳，HDF次之，LFHD和 HFHD几乎无效。

蛋白结合类毒素低通量血液透析高通量血液透析血液透析滤过血液灌流

随着慢性肾脏病(CKD)的进展，患者体内蛋白结合类毒素的血清浓度逐渐升高，至CKD 5期达到高峰[1]。蛋白结合类毒素在CKD患者体内蓄积与其首要死亡原因心血管事件密切相关[2]。随着对蛋白结合类毒素生物效应的不断认识，清除维持性血液透析(MHD)患者体内蛋白结合类毒素成为热点。因为蛋白结合类毒素与白蛋白结合的特性，使得常规血液透析(HD)对其清除有限。然而，目前低通量血液透析(LFHD)、高通量血液透析(HFHD)和血液透析滤过(HDF)对蛋白结合类毒素清除效果的研究结论不一[3-4]；血液灌流(HP)是常用的临床吸附方法，其填充剂树脂具有多孔、吸附物质种类较多等优点，可吸附清除各种炎症因子、药物等，广泛应用于急性中毒、内毒素血症及肝衰竭[5]的治疗,有可能对蛋白结合类毒素有较高的清除效率[6]，但至今为止国内外采用HP清除蛋白结合类毒素的研究尚未见报道。本研究选择具有代表性的蛋白结合类毒素——马尿酸(HA)、硫酸对甲酚(PCS)、硫酸吲哚酚(IS)、3-羧基-4-甲基-5-丙基-2-呋喃丙酸(CMPF)，比较LFHD、HFHD、HDF和HD+HP这4种不同血液净化方式对蛋白结合类毒素的清除效果。

对象和方法

研究对象选取2014年12月至2015年10月中国人民解放军空军总医院血液净化中心的MHD患者，入选标准：(1)透析龄>3月；(2)自体动-静脉瘘功能良好者；(3)无残余肾功能者；(4)规律透析，3次/周，4h/次；(5)已签署知情同意书。排除标准：(1)已知对透析器材料有过敏反应、禁忌证或不能耐受者；(2)血小板计数<60×109/L者；(3)有其他凝血障碍者，有严重出血倾向或活动性出血者；(5)合并感染、心力衰竭及恶性肿瘤者。

最终入取患者136例，男89例、女47例，年龄20～78岁，平均(59.0±14.6)岁，透析龄(45.6±20.3)月。原发病包括慢性肾小球肾炎48例、糖尿病肾病23例、高血压肾病32例、多囊肾2例、慢性间质性肾病12例、狼疮肾炎10例及IgA肾病9例。

研究方法

一般情况 136例MHD患者经过4周洗脱期后，随机分为4组，各组基线资料见表1。四组患者的年龄、透析时间、透析前肾功能、血清HA、PCS、IS和CMPF水平无差异，具有可比性。

表1 各组患者基本资料

HD:血液透析；HFHD：高通量血液透析；HDF：血液透析滤过；HP：血液灌流

治疗方案 LFHD组：使用德国贝朗低通量聚砜膜透析器,Diacap LOPS15，3次/周，4 h/次，血流量220～260 ml/min,低分子肝素抗凝，透析液流量500 ml/min。HFHD组：使用山东威高通量聚砜膜透析器,HF18，超滤系数49 ml/(h·mmHg),3次/周，4 h/次，血流速度240～260 ml/min，低分子肝素抗凝，透析液流量600 ml/min。HDF组：使用德国贝朗高通量聚砜膜透析器,Diacap HIPS18,1次/周，4 h/次，血流速度220～260 ml/min，均采用后置换，置换液量按超滤血流比30%计算，低分子肝素抗凝，透析液流量500 ml/min。HD+HP组：1次/周，使用珠海健帆HA-80型树脂血液灌流器和德国贝朗低通量聚砜膜透析器,Diacap LOPS15，灌流器串联在透析器之前，灌流时间2h，血流量180 ml/min，2h后撤下灌流器后恢复血流速220～260 ml/min，普通肝素抗凝，透析液流量500 ml/min。上述治疗方案均采用碳酸氢盐透析液。

观察指标

标本采集 LFHD组、HFHD组及HDF组患者分别在透析开始前及结束时于内瘘动脉端处采血，HD+HP组在透析开始及灌流结束后采血，分离血清置于-80℃保存至检测。应用连续性部分透析液收集法[5]收集四组患者透析过程中废液，透析结束后将收集的透析废液充分混匀，取10 ml置于-80℃保存；此外，HD+HP组留取血液灌流器，利用旋转蒸发的方法提取血液灌流器中的蛋白结合类毒素。

旋转蒸发法提取蛋白结合类毒素去离子水冲洗血液灌流器直至流出液体澄清，利用排气泵将无水甲醇泵入血液灌流器中，浸泡>30 min，然后用6倍柱体积的无水甲醇溶液洗脱，将洗脱液置于蒸发瓶中加热至甲醇挥发完全。甲醇重复溶解后再次提纯，最后用甲醇定容-80℃保存。

生化检查我院检验科自动生化分析仪检测血清及透析废液中尿素氮(BUN)。

蛋白结合类毒素的检测采用高效液相色谱串联质谱法(HPLC-MS/MS)检测血清、透析废液及提取液中HA、PCS、IS及CMPF的浓度。

蛋白结合类毒素的清除计算公式溶质下降率(RR)：RR(%)=(透析前浓度-透析后浓度)/透析前浓度×100%，计算患者BUN、β2-MG、HA、PCS、IS及CMPF的下降率。溶质清除总量(TSR)：TSR(mg)=C×(Qd+Quf)×t[4]，其中C为透析废液中蛋白结合类毒素的浓度(mg/L)，Qd为透析液流速(ml/min)，Quf为全程平均超滤率(ml)，t为透析时间(min)。血液灌流器中TSR(mg)=C0×V0，其中C0为灌流器中提取蛋白结合类毒素的浓度(mg/L)，V0为蛋白结合类毒素定容的容积(ml)。Kt/V=-ln(R-0.008×t)+(4-3.5×R)×UF/W,其中R为透析后/透析前尿素的比值，t为每次透析治疗小时数(h)，UF为每次透析治疗中超滤量(L)，W为患者透析治疗后体重(kg)。

统计学处理采用SPSS 17.0软件进行统计学分析，正态分布的计量资料用平均数±标准差表示，采用t检验或单因素方差分析,P<0.05为差异有统计学意义，P<0.01为统计学差异显著。

结果

小分子溶质的清除情况 LFHD组、HFHD组、HDF组及HD+HP组Kt/V分别为1.32±0.28、1.32±0.21、1.38±0.27和1.41±0.32，各组之间比较差异无统计学意义。LFHD组、HFHD组、HDF组及HD+HP组BUN下降率分别为(65.29%±5.25%)、(69.04%±6.24%)、(68.01%±6.08%)及(70.87%±9.07%)，各组之间比较差异无统计学意义。

蛋白结合类毒素的清除情况将毒素根据其与白蛋白结合的亲和力蛋白结合类分为高蛋白结合力、中蛋白结合力及低蛋白结合力三种类型[7]。本实验中的CMPF、IS和PCS、HA分别代表这三类蛋白结合类毒素。表2显示四种蛋白结合类毒素的分子量及蛋白结合力。

表2 蛋白结合类毒素的特性

HA：马尿酸；PCS:硫酸对甲酚；IS：硫酸吲哚酚；CMPF：3-羧基-4-甲基-5-丙基-2-呋喃丙酸

蛋白结合类毒素透析前后毒素的浓度及溶质下降率和溶质清除总量见表3～5。对于HA的清除，四种方式之间无差异；对于PCS及IS的清除，HDF及HP清除效果较好；对于CMPF的清除，HP最佳，其中LFHD及HFHD不能有效清除。

表3 各组治疗前后对血清溶质浓度的变化

BUN：尿素氮；HA：马尿酸；PCS:硫酸对甲酚；IS：硫酸吲哚酚；CMPF：3-羧基-4-甲基-5-丙基-2-呋喃丙酸；LFHD：低通量血液透析；HFHD：高通量血液透析；HDF：血液透析滤过；与治疗前相比，a:P<0.05，b:P<0.01；与LFHD比，c:P<0.05，d:P<0.01；与HFHD比，e:P<0.05；与HDF比，f:P<0.05

表4 各种蛋白结合类毒素血清下降率的比较

HA：马尿酸；PCS:硫酸对甲酚；IS：硫酸吲哚酚；CMPF：3-羧基-4-甲基-5-丙基-2-呋喃丙酸；LFHD：低通量血液透析；HFHD：高通量血液透析；HDF：血液透析滤过；与LFHD组比,a:P<0.05,b:P<0.01；与HFHD相比，c:P<0.05，d:P<0.01；与HDF相比，e:P<0.01

表5 各种蛋白结合类毒素溶质清除总量的比较

讨论

心血管事件是MHD患者死亡的重要原因[8]。MHD患者血管钙化、动脉粥样硬化的患病率及心血管事件的发生率远高于正常人群[9-10]。PCS和IS在体内激活NADPH酶，产生大量氧自由基，引起血管内皮细胞发生氧化应激反应，损伤血管内皮细胞，导致血管钙化、冠状动脉疾病及心血管事件的发生[11-12]。高浓度的PCS和IS均是心血管事件的独立危险因素，可导致全因死亡率的增加[12]。因此，如何有效清除MHD患者体内蛋白结合类毒素显得尤为重要。

本实验比较了LFHD、HFHD、HDF及HD+HP对蛋白结合类毒素的清除效果，结果提示这四种血液净化方式对蛋白结合类毒素均有一定的清除能力，但是清除效率差异较大。HA作为一种与白蛋白亲和力较低的蛋白结合类毒素，在LFHD组、HFHD组、HDF组及HD+HP组中血清下降率分别约为58%、62%、64%及59%，四种方式对其清除率接近于对小分子溶质BUN的清除率。蛋白结合类毒素在机体中主要与白蛋白结合[13]，常规HD难以将其清除出体外，其主要清除游离形式的蛋白结合类毒素，HA蛋白结合率较低(约55%)，血清中游离形式的HA较多，所以四种方式均可对其有效清除。

对于PCS与IS的清除，LFHD组与HFHD组血清下降率及透析废液中溶质清除量无明显差异，LFHD对PCS及IS的血清下降率分别约为31%、34%，而HFHD对这两种毒素的清除较LFHD相比并无优势，这与Meert等研究结果相符[14]。HDF组和HD+HP组中PCS及IS的血清下降率达45%～50%，同时HDF组透析废液中PCS和IS的溶质清除量约为LFHD及HFHD组的2.5倍，HD+HP组血液灌流器中的溶质清除量约为LFHD及HFHD组2倍。可见HDF和HD+HP对PCS和IS的清除优于LFHD和HFHD。推测原因是HDF结合弥散与对流在清除蛋白结合类毒素中发挥协同作用，清除效果优于单一血液透析方式；HDF并不是通过对流直接提升IS 和 PCS的清除，而可能是对流通过增加液体的滤过压力而使更多蛋白结合类毒素分子在透析膜表面与透析液更充分接触，使得结合形式的毒素与白蛋白解离而被清除，即提高了游离部分毒素的弥散作用。同时,吸附也是清除蛋白结合类毒素的重要作用机制。本研究中HDF组与HD+HP组对PCS及IS的清除并无差异，这可能与我们实验仅仅测得HP前后(即治疗2h)血清蛋白结合类毒素的浓度有关，但是LFHD也可清除部分蛋白结合类毒素，所以HD+HP治疗4h后，PCS、IS的血清下降率可能大于HDF组，前期我们实验组的结果证实这一结果[15]。

CMPF是一种蛋白结合率几乎为100%的高蛋白结合类毒素，LFHD及HFHD透析后总浓度较透析前不但没有下降，反而升高，透析废液中浓度极微量，基本测不出。与Itoh等[16]报道相符，这主要是因为CMPF具有较高的蛋白结合力，血液中几乎没有游离形式的CMPF存在，并且透析后由于超滤脱水血液浓缩而导致了浓度的升高。HDF的血清下降率为8%，透析废液中溶质总量为3.7 mg，这可能与对流有关；而HD+HP组清除率可达30%左右，透析废液中溶质清除量可达到10 mg，可见HP对高蛋白结合率的蛋白结合类毒素清除的优势。这是因为血液灌流器中的树脂吸附剂可通过氢键、范德华力及分子筛作用特异吸附蛋白结合类毒素，清除的不仅仅为游离形式的蛋白结合类毒素，所以对高蛋白结合率的毒素体现出优势。

小结：LFHD、HFHD、HDF及HD+HP对蛋白结合类毒素均有一定的清除能力。四种方式对于较低蛋白结合力的蛋白结合类毒素清除效率均接近于小分子毒素的清除效果；对于中蛋白结合力的蛋白结合类毒素的清除，HDF、HD+HP优于HFHD、LFHD；对于高蛋白结合力的蛋白结合类毒素，HD+HP、HDF都能够部分清除，但以HD+HP效果最佳，但仍需进行长期临床研究，观察对患者远期预后的影响。

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(本文编辑逸沐)

Removal efficacy of protein-bound uraemic toxins by different blood purification strategies

ZHANGHong，LIXinlun，LUNLide

DepartmentofNephrology,AirForceGeneralHospital,Beijing100142,China

Correspondingauthor:LUNLide(E-mail:lunlideldm@163.com)

T Objective：To compare the efficiency of protein-bound uraemic toxins removal by four main strategies [low-flux hemodialysis (LFHD),high-flux hemodialysis (HFHD),hemodiafiltration (HDF) and hemoperfusion(HD+HP).] Methodology：This study was a prospective,randomized clinical trial.136 maintenance hemodialysi(MHD) patients were selected and after four weeks of run-in period they were randomly divided into four groups:LFHD group,HFHD group,HDF group and HD+HP group.Removal of hippuric acid(HA),p-cresyl sulfate (PCS),indoxyl sulfate (IS) and 3-carboxy-4-methyl-5-propyl-2-furanpropionic acid(CMPF) was determined by reduction ratios (RRs) and total solute removal (TSR) in continuously collected dialysate and HD+HP apparatus by high-performance liquid chromatography tandem mass spect-rometry(HPLC-MS/MS). Results：Plasma levels of the protein-bound toxins were significantly decreased by all treatment forms,but the removal effective were different.As for HA,the reduction rate were no difference in each group (P>0.05).As for PCS,HDF and HD+HP have higher RR than LFHD (P<0.01) and HFHD (P<0.05,P<0.01).As for IS,HDF and HD+HP have higher RR than LFHD (P<0.05) and HFHD (P<0.05). CMPF can hardly remove in LFHD and HFHD,while HDF and HD+HP have higher RR than LFHD (P<0.01) and HFHD (P<0.01). And HD+HP was higher than HDF (P<0.01). Conclusion：The remove efficacy of low affinity to human serum albumin protein-bound toxin were not significant different among groups. To remove middle affinity to human serum albumin protein-bound toxins,HDF and HD+HP were superior to HFHD and LFHD. To remove high affinity to human serum albumin protein-bound toxins,HDF and HD+HP can be partially removed,and HD+HP is the best. While HFHD and LFHD were hardly to remove.

protein-bound uremic toxin low-flux hemodialysis high-flux hemodialysis hemodiafiltration hemoperfusion combined with hemodialysis

10.3969/cndt.j.issn.1006-298X.2016.05.005

中国人民解放军空军总医院肾病科(北京，100142)

伦立德(E-mail:lunlideldm@163.com)

2016-05-04