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评论文章

心脏手术相关急性肾损伤

Florian G. Scurt (D)、 Katrin Bose、 Peter R. Mertens (D)、 Christos Chatzikyrkou (D)、和 Carolin Herzog

摘要

AKI 是心脏手术常见的严重并发症，对患者的发病率和死亡率有重大影响。根据血清肌酐和/或尿量的变化，"肾脏疾病改善全球结果 "对 AKI 的定义被广泛用于分类和识别与心脏手术相关的 AKI（心脏手术相关性 AKI [CSA-AKI]）。发生 CSA-AKI 的术前、术中和术后风险因素多种多样，应尽早认识并解决这些风险因素，以加快诊断、减少发生、预防或减轻其破坏性并发症。至关重要的问题是，在心胸外科围手术期，血清肌酐作为肾功能的替代参数并不准确，因此有必要发现更具代表性的 AKI 病理生理学标记物。然而，除了组织金属蛋白酶抑制剂-2 和胰岛素样生长因子结合蛋白 7 比值外，目前仍缺乏其他具有可接受的灵敏度和特异性的诊断生物标志物。本文全面综述了 CSA-AKI 的各个方面，包括发病机制、风险因素、诊断、生物标志物、分类、预防和治疗管理。

Kidney360 5: 909-926, 2024. doi: https://doi.org/10.34067/KID.0000000000000466

导言

心脏手术是 AKI 的重要风险因素，影响

患者，导致死亡率增加、住院时间延长和大量医疗费用。

即使是肾功能完全恢复的患者，在随后几年中患 CKD 和死亡的风险也会增加。9-11 心脏手术相关性 AKI（CSA-AKI）的发病机制是多方面的，包括肾血流量减少、脱落的栓子阻塞肾动脉以及心肺旁路（CPB）的不利影响（缺血、溶血、炎症、氧化应激）。

此外，手术中和手术后使用的药物也会造成肾损伤。这些因素共同导致肾功能不全和与CSA-AKI相关的特征性电解质失衡。

目前 CSA-AKI 的诊断方法存在局限性，阻碍了早期干预和对患者的个体化管理。研究人员正在积极探索更早、更精确诊断的新策略，包括确定每位患者 AKI 的具体病因。此外，还在努力开发评估完全恢复潜力和预测长期预后的方法。此外，还在研究先期诊断的可能性，以便在 AKI 发病前进行干预，同时根据患者的个体情况制定个性化的风险分层和管理策略。

这篇综述强调了目前使用既定标准进行 CSA-AKI 诊断的局限性，并深入探讨了目前诊断方面的进展，包括早期诊断和病因诊断、肾功能恢复潜力评估以及预后。我们进一步探讨了在个性化风险分层和管理策略的框架内，通过先期诊断预防 AKI 的可能性。因此，我们在 PubMed 上进行了有针对性的文献检索，确定了高质量的观察性研究、随机对照试验、系统综述和荟萃分析，探讨了心脏手术与 AKI 之间的联系。我们将 AKI、ARF 和心脏手术作为搜索关键词。本综述优先考虑可靠的研究，同时也承认在全面覆盖所有文献方面存在局限性。

诊断、流行病学和经济学后果

心脏手术有很大的 AKI 风险，其发生率从

到

不等，具体取决于以下因素

特定程序。这种并发症带来了巨大的临床和经济负担。由于液体复苏对诊断指标的影响，心脏手术后的 AKI 诊断标准，包括肾病改善全球结果（KDIGO）、风险、损伤、衰竭、肾功能丧失、ESKD 和 AKI 网络（表 1）可能并不可靠。

虽然KDIGO显示了前景，但仍有必要开展进一步研究，以确定这一患者群体的最佳诊断标准。

心脏手术后，近五分之一的患者会出现 AKI。然而，AKI的严重程度与手术方式存在显著差异，冠状动脉旁路移植术（CABG）手术（

）与瓣膜手术（

）或主动脉手术（29%）的发生率最低，而冠状动脉旁路移植术（CABG）手术（

）的发生率最高。

此外，还存在明显的地域差异，亚洲的发病率最高，欧洲最低。

术后出现 AKI 会延长重症监护室和整个医院的住院时间。

院内死亡率高达

，长期死亡率攀升至

，肾功能的早期恢复可改善长期预后；然而，即使完全恢复也会增加术后数年患慢性肾脏病和死亡的风险。

经济效益显著，在不需要 RRT 的情况下，住院费用超过

，而在需要 RRT 的情况下，住院费用超过

。

病理生理学

CSA-AKI 的病因复杂且涉及多个方面，因此是一项重大挑战。要制定有效的预防和治疗策略，最重要的是了解患者手术过程中发生的各种损伤（图 1）。

肾脏灌注不足，尤其是在缺氧的髓质区，是 CSA-AKI 发病机制的核心。

CPB通过引入次优流速和压力、非搏动性灌注、血液稀释以及栓子形成和复温的可能性，大大增加了这一风险。

此外，低心输出量和低血压会激活血管收缩途径，从而进一步影响灌注。

手术过程中的静脉充血和出血加剧了供氧不足的问题。

CPB 期间供氧失衡的关键作用怎么强调都不为过。血红蛋白浓度降低和这种技术固有的血液稀释会降低血液的携氧能力，从而可能导致 AKI。Ranucci 等人的研究表明，CPB 期间供氧的最低点（临界阈值为

per

）是 CSA-AKI 最准确的预测指标。

虽然中度血液稀释（血细胞比容

）被认为是可以接受的，但极度血液稀释和输血都会增加 AKI 和透析风险。

胆固醇栓塞更可能发生在术前或手术过程中，会进一步加重缺血并引发炎症。

缺血再灌注损伤使 CSA-AKI 的发病机制更加复杂。这种损伤的特点是线粒体功能障碍、有害分子（活性氧）生成增加、炎症和氧化应激加剧。

心脏手术会因 CPB、缺血再灌注和氧化应激引发全身炎症。这种涉及免疫系统和内皮的级联反应可以

表 1.诊断心脏手术相关性 AKI 的不同标准

AKIN，AKI 网络；d，天数；h，小时；KDIQO，肾病改善全球结果；kg，公斤；mg，毫克；

mol，微摩尔；ml，毫升；RIFLE，风险、损伤、衰竭、肾功能丧失和 ESKD；SCr，血清肌酐。

图 1.与心脏手术相关的 AKI 的主要致病机制，基于参考文献。9.AKI 的主要致病机制可归因于与大手术、脓毒症或全身低灌注相关的各种因素。在所有情况下，由炎症、麻醉、容量变化和心肌抑制等因素引发的全身和肾小球血流动力学变化都会导致 GFR 的初始下降，而这种下降可能是可逆的。除血流动力学变化外，败血症和手术组织损伤都会导致 DAMPs 和 PAMPs 的释放。这些分子模式会被 TLRs 识别，导致释放促炎介质，如各种 ILs（IL-1、IL-2、IL-6 等）、TGF

、TNF、IFN

和趋化因子。用于治疗感染的抗菌药物也可能导致肾损伤。DAMPs 和 PAMPs 以及特异性免疫反应和其他炎症介质会导致炎症细胞进入肾小管。这些毒素和介质可能直接作用于内皮，或在肾小球中被过滤，造成肾小管细胞、内皮和微循环损伤。严重的损伤可导致全身血流动力学纠正无效的持续性临床 AKI。液体超负荷和腹腔隔室综合征等危重病因素会增加肾小管压力和减少肾小球灌注，从而进一步导致 AKI。在全身灌注不足的情况下，心输出量过低也会导致 AKI 的发生。

图 1.由出血、低血容量、急性心力衰竭或心脏骤停等因素引起的血流动力学变化可导致 GFR 的可逆性下降，而缺血和再灌注的直接影响以及 DAMPs 和其他炎症介质可导致持续性 AKI。在最初的损伤之后，肾损伤的持续炎症性质可能会导致持续性损伤，即使在全身灌注恢复后也是如此，而且可能与第二次全身血管扩张反应有关，如心脏骤停复苏后常见的情况。(DAMP，损伤相关分子模式；PAMP，病原体相关分子模式；TLR，收费样受体。

导致肾小管损伤和 AKI。

电路材料本身会加重炎症。

血流不足造成的组织缺氧和内皮损伤会进一步加剧炎症。

炎症反应会破坏肾脏供氧并促进 AKI，而 CPB 期间溶血释放的游离铁会进一步加剧氧化应激。

除了低灌注这一核心损伤外，还有一些因素会加剧 CSA-AKI 风险。心脏手术患者经常接触肾毒性药物，如抗生素和非甾体抗炎药。

影响血流动力学的药物，如血管紧张素转换酶抑制剂和抗血管紧张素转换酶抑制剂（ARB），也会导致CSA-AKI。

手术过程中的血流动力学变化会引发神经激素适应性变化，从而导致肾灌注减少，增加 AKI 风险。

感染性心内膜炎患者的化脓性栓塞构成了额外的威胁。

最后，虽然证据仍不确定，但基因多态性可能会影响 CSA-AKI 的易感性。

CSA-AKI 的预防和治疗识别 CSA-AKI 高风险患者、风险预测模型、康复前治疗

早期识别高危患者对于预防 CSA-AKI 至关重要。已确定的风险因素包括人口统计学（年龄、性别）和既往病症（慢性肾脏病、糖尿病等）（表 2）。术前优化这些合并症至关重要，尽管它们是不可改变的。

临床和手术风险因素已被纳入克利夫兰诊所评分等预测模型（表 3）。

这些模型可以准确预测重症患者的病情。

表 2.心脏手术相关性 AKI 的风险因素
与患者有关的因素

高龄
心源性休克（需要 IABP）
慢性阻塞性肺病
充血性心力衰竭
糖尿病

与程序有关的因素

CPB 时间
交叉夹持时间
血液稀释

术前因素

高龄
慢性阻塞性肺病
糖尿病
女性性别
心力衰竭
左冠状动脉主干疾病
肝病

术中因素

CPB 持续时间
CPB 非脉冲、低流量、低压灌注
深低温循环骤停
栓塞
血液稀释

术后因素

动脉粥样硬化
低血压
血管强烈收缩
肾毒素
女性性别
左心室射血分数
左冠状动脉主干疾病
需要紧急手术
外周血管疾病
原有的慢性肾脏病
曾做过心脏手术
溶血
泵内与泵外
脉动灌注与非脉动灌注
低心输出量状态或低血压（急性心肌梗死引起的心源性休克、心肌梗死的机械并发症）
肾毒素
外周血管疾病
肾功能障碍
CPB 持续时间过长导致溶血和血红蛋白尿
低温 CPB
手术类型（瓣膜手术、瓣膜和冠状动脉手术、急诊手术和重做手术）
静脉充血
心输出量低（肥厚型心脏收缩力下降、血容量不足和房室同步性缺失）
败血症
静脉充血

COPD，慢性阻塞性肺病；CPB，心肺旁路；IABP，主动脉内球囊反搏泵。

表 3.心脏手术相关性 AKI 的不同临床预测模型

克利夫兰诊所评分的变量

梅塔评分的变量

简化肾脏指数的变量

测试群：

验证组群：

验证组 1：

验证组 2：

AUC 测试队列：0.81 (

CI 0.78 至 0.83 )

AUC 测试队列：0.81 (95% CI

)

AUC 验证队列：0.82 (

CI 0.80 至 0.85 )

AUC 验证队列 1：

、

) AUC 验证队列 2：

、

包括变量（分）

女性性别 (1)

55 岁或以上（0-10）

术前 GFR (1-2)

充血性心力衰竭 (1)

非白人种族 (2)

需要药物治疗的糖尿病 (1)

左心室射血分数

(1)

术前 SCr (5-40)

左心室射血分数

(1)

术前主动脉内球囊泵 (2)

纽约心脏协会 4 级心力衰竭 (3)

曾接受过心脏手术 (1)

慢性阻塞性肺病 (1)

用口服药物治疗的糖尿病 (2)

术前主动脉内球囊泵 (1)

胰岛素依赖型糖尿病 (1)

胰岛素依赖型糖尿病 (5)

非选择性手术 (1)

曾做过心脏手术 (1)

慢性阻塞性肺病 (3)

手术类型 (1)

急诊手术 (1)

近期心肌梗塞 (3)

手术类型（0-2）

曾做过心脏手术 (3)

术前 SCr（0-5）

心源性休克 (7)

手术类型（0-7）

得分范围：

括号中的数字表示可能的点数。AUC：曲线下面积；CI：置信区间；COPD：慢性阻塞性肺病；SCr：血清肌酐。

但其主要局限是依赖于静态数据，可能无法捕捉到手术对 AKI 影响的动态特性。未来的模型将纳入实时数据，如血流动力学和不断变化的肾脏生物标记物，有望对所有阶段的 AKI 进行更全面的预测。

术前康复计划旨在提高患者的适应能力，减少心脏手术后的并发症。这些计划建议在术前至少 4 周开始实施，已显示出在缩短住院时间和减少肺部并发症方面的益处。

然而，还需要进一步的研究来确定其对预防 CSA-AKI 的效果。

KDIGO 护理包

2012 年 KDIGO 指南建议采取各种支持性措施来预防和治疗 AKI。这些措施包括停用肾毒性药物、优化液体状态和血液动力学、使用功能性血液动力学监测、定期监测血清肌酐和尿量、避免高血糖等建议。

围手术期用药，肾毒素

某些药物会大大增加发生 AKI 的风险，尤其是在易感人群中。在使用包括氨基糖苷类和万古霉素在内的抗生素时，个体化给药方案和细致的监测至关重要。

对于原有疾病的患者，谨慎使用非甾体抗炎药和探索替代镇痛药对防止损害肾功能至关重要。

一般建议在使用造影剂后至少延迟 48 小时进行手术，以减少肾脏损伤。

虽然血管紧张素转换酶抑制剂和ARB的围手术期管理仍在研究中，但根据急性疾病质量倡议（ADQI）/围手术期质量倡议和KDIGO捆绑建议，在手术前24小时停用血管紧张素转换酶抑制剂和ARB，并可能将停用时间延长至手术后48小时，可进一步降低AKI风险。

葡萄糖稳态

围手术期高血糖与心脏手术患者的死亡率、发病率增加以及发生 AKI 的风险增加有关。

虽然最初的研究表明，通过强化胰岛素治疗严格控制血糖（

）可能会带来益处，但随后的研究对这一策略提出了质疑。

目前的证据显示，将血糖水平维持在

以下，而不采取激进的胰岛素干预措施，为这类患者提供了更安全、更有效的方法。

静脉输液和利尿剂

心脏手术会破坏体液平衡，影响肾脏灌注并可能导致 AKI。液体过量和不足都会带来风险，导致内皮损伤、水肿和 AKI。最近的研究表明，液体正平衡会增加 AKI 风险，接受宽松液体策略的患者死亡率更高，心血管并发症更多，住院时间更长。

液体的选择也会影响 AKI 的发生。由于羟乙基淀粉会增加 AKI 风险，因此不建议高危患者使用羟乙基淀粉。

与

生理盐水相比，平衡晶体液（如乳酸林格氏液）的 AKI 风险较低，因为它可能会引起氯化物引起的并发症。

共识指南推荐使用平衡晶体液而不是生理盐水进行复苏。

"心脏手术中的白蛋白 "试验发现，醋酸林格氏液和

白蛋白在 AKI 方面没有显著差异，但白蛋白可能会增加出血和其他并发症，因此限制了其使用。

虽然利尿剂是常用药物，但襻利尿剂会降低肌酐清除率，而醛固酮拮抗剂可能会增加 AKI 风险；因此，不建议将其用于预防 AKI。

甘露醇可用于 CPB 起始治疗，但对肾功能无明显改善，目前不推荐用于此目的。

肌力和血管加压支持，平均动脉压目标值压力

心脏手术会破坏血流动力学，可能会因肾脏灌注受损和缺血而导致 AKI。虽然一些研究将术中低血压与 AKI 风险联系在一起，但另一些研究显示，在手术中针对较高血压并无明显益处。

肌力药物和血管加压药物（NE、血管加压素、多巴胺、血管紧张素 II [AT2]）旨在改善低心输出量和低血压时的肾脏灌注和血压。虽然血管加压素最初显示出治疗血管性休克的前景，但由于支持性证据有限，ADQI 小组建议将 NE 作为一线选择。

然而，PREV-AKI 研究表明，如果将多巴酚丁胺纳入 KDIGO 护理包，则可有效预防 AKI。

旁路手术期间的血管痉挛需要增加血管加压药和输液，会使肾脏灌注恶化，增加 AKI 风险。

最近的研究表明，AT2可能是一种治疗特定患者群体血管性休克和AKI的有效药物。术后高肾素血症与较高的 AKI 风险有关，AT2 可减少肾素和 NE 的需求，同时保留醛固酮，而 NE 则不同。

虽然还需要进一步研究，但AT2减轻AKI的潜力值得探讨，尤其是在血管痉挛和有肾素-血管紧张素阻断史的患者中，以改善预后。

血流动力学监测和改善

两项大型试验研究了 KDIGO 套件对高危心脏手术患者 AKI 的预防作用。这两项研究都采用了连续心输出量监测，并优化了平均动脉压和心脏指数。

与标准护理相比，在单中心试验中，捆绑疗法显著减少了严重的 AKI（2 期和 3 期），但在多中心试验中，只有严重的 AKI 才显示出这种益处。该研究采用算法优化血液动力学，旨在将平均动脉压维持在 65 mm Hg 以上，心脏指数维持在

per

以上。这就需要通过输液管理和多巴酚丁胺给药来实现这些目标，因此导致干预组的输液和多巴酚丁胺用量增加。

生物标志物指导下的肾脏保护护理包

早期发现肾脏的细微变化（亚临床 AKI）对于及时干预心脏手术至关重要（图 2）。ADQI小组提出了一个新的AKI定义，整合了功能和损伤标志物，以实现早期检测并预防长期并发症。

目前已经出现了几种有前景的生物标志物，它们的作用各不相同（表 4）。PrevAKI-1和PrevAKI-2等临床试验表明，以（组织金属蛋白酶抑制剂-2）

（胰岛素样生长因子结合蛋白7）等生物标志物为指导的KDIGO护理捆绑包可显著降低高危患者的AKI发生率。

此外，TRIBE-AKI 研究表明，将特定生物标志物（IL-18 和中性粒细胞明胶酶相关脂质体）与临床因素结合起来，可进一步改善 AKI 预测。

术中和术后策略药物干预

右美托咪定是一种

肾上腺素能受体激动剂，是一种具有潜在肾保护作用的药物，但在各项研究中显示的结果不一，一些试验引起了人们对潜在副作用的担忧。

进一步

图 2.可能需要诊断的 AKI 阶段。根据参考文献 252 绘制。

标记

肾上腺素的描述/来源

优势

缺点

研究实例

胱抑素 C

- 半胱氨酸蛋白酶抑制剂 - 肾小球，近端小管

- 水平不受性别或肌肉质量的影响

- 与 SCr

相比，有关胱抑素 C 对 CSA-AKI 的预测价值的研究结果相互矛盾。

- 在一项前瞻性队列研究中，有 72 患者的尿胱抑素

成为心脏手术后AKI的预测指标

。

TIMP-2、IGFBP7

- 细胞周期停滞的尿液生物标志物 - 近端小管

- 与标准临床评估相比，尿液中（TIMP-2）和（IGFBP7）的乘积测量在对 AKI 风险进行分层方面具有更优越的诊断性能

- TIMP-2 具有促进细胞增殖的能力，在肾细胞癌中有很强的表达

- TIMP-2 水平的升高可能是非特异性的，可能是由于滤过时近端肾小管重吸收功能受损，而不是原位肾小管损伤造成的。

- 事实证明，（TIMP-2）和（IGFBP7）的产物

是预测 AKI 的一个指标。

包括 51 名接受

治疗的儿童。

- TIMP-2 和 IGFBP7 的性能优于现有的

预测中度至重度

522 名脓毒症、休克和重症患者的 AKI

手术和创伤

- 荟萃分析

验证了其疗效

TIMP-2×IGFBP7用于预测 CSA-AKI

以

为临界值（灵敏度：

0.89 ，特异性： 0.48 ，诊断几率比：

- 使用 TIMP-2 和 IGFBP7 而不是

正常的 KDIGO 护理捆绑，明显

降低 AKI 严重程度，术后

肌酐升高，重症监护室和住院时间延长。

住院

迪克考夫-3

- 肾小管间质纤维化的调节剂（持续肾小管压力的标志物）

- DKK3 是唯一经过验证的 CSA-AKI 生物标记物，可在损伤发生前测量风险 - 可能与慢性肾脏病的严重程度无关

- Dickkopf 3 水平的变化并非 CSA-AKI 独有；在其他形式的 AKI 中也可观察到其水平升高；此外，它不被认为是 CSA-AKI 早期诊断的标志物

- 术前尿液中的 DKK3 水平可识别高风险患者并预测术后 AKI（概率临界值为 0.31 、敏感性

、特异性

、正似然比为 3.64, and negative likelihood ratio 0.30

- 术前高水平与长期肾功能显著下降有关，反映了 AKI 到 CKD 的转变

NGAL

- 肾小管损伤的血清和尿液标记物

- 肾小球、远端肾小管、集合管

- 在肾缺血再灌注损伤后，其水平会迅速升高 - 对 CSA-AKI 具有很高的诊断价值，尤其是在基线肾功能正常的患者中

- NGAL 水平的变化不仅限于 AKI；年龄、贫血、癌症、慢性肾脏病和炎症也会影响 NGAL 水平 - NGAL 被认为在缺血性损伤中具有潜在的肾保护作用

- TRIBE研究表明，测量尿液和血浆中的NGAL浓度可增强对CSA-AKI风险的预测

。

表 4.续

标记

肾上腺素的描述/来源

优势

缺点

研究实例

KIM-1

- 跨膜糖蛋白 - 肾小管损伤的尿液标志物

- 高灵敏度和特异性

- 关于

的预测价值，儿科研究得出了相互矛盾的结果。

- 一些研究认为 NGAL 对 CSA-AKI 的预测价值中等准确，而另一些研究则认为没有预测价值

- CPB 后发生 AKI 的儿童尿 KIM-1 水平升高

L-FABP

- 小细胞质蛋白 - 肾小管损伤的尿液标记物

- 尿液中的 L-FABP 水平是不良结果的预测因子，包括 RRT 需求或死亡或 RRT 的复合终点

- 在慢性肾功能衰竭患者

中也可观察到尿液中 L-FABP 水平升高。

- L-FABP水平可中度预测CSA-AKI

- CPB后发生AKI的儿童尿液中L-FABP水平升高

IL-18

- 促炎细胞因子 - 近端小管

- 缺血再灌注损伤后水平升高

- 相对于肾前衰竭，IL-18水平可能会在内在性 AKI 中特别升高

。

- CSA-AKI 的早期预测指标

- 一项前瞻性研究显示，20 名心脏手术后发生 AKI 的患者尿 IL-18 水平升高

机器人 4

- 在内皮细胞中表达的跨膜受体 - 内皮功能障碍的标志物

- 心脏手术后出现一过性升高（与 NGAL 相反，后者在手术后 24 小时内仍保持升高）。

- ROBO4 的表达并不局限于肾脏，因为在造血干细胞中也能观察到

- 在一项针对 32 名患者的研究中，ROBO4 升高是 CPB 后发生 AKI 的早期预测指标，与术后 2 小时的 NGAL 阳性相关

。

Semaphorin 3A

- 在发育中的肾小球、荚膜细胞和集合管中表达

- 早期尿液中的精蛋白 3A 水平与临床结果（如 RRT 需求和住院时间）相关

。

- 现有证据需要更大规模的研究来验证，因为目前的数据仅来自于一项小型的单中心研究

- 事后分析表明，尿液中的精蛋白 3A 可预测

后 2 小时的 AKI。

网林 1

- 肾小管损伤标志物

- 临床前研究表明，它在急性肾功能衰竭后很早就出现在尿液中（1-3 小时内），与急性肾功能衰竭的持续时间和严重程度以及住院时间相关

。

- 慢性肾脏病患者的内皮素 1 水平也会升高

- 在一项对 26 名患者进行的研究中，CPB 后 AKI 的早期预测指标被确定为在 CPB 后 6 小时达到峰值

。

CCL-14

- 从肾小管上皮细胞释放，是肾损伤时趋化和单核细胞-巨噬细胞再招募的诱导因子

- 对疾病的预期严重程度和进展提供诊断见解 - 将持续性 AKI 患者与肾功能恢复患者区分开来，后者的表现不受慢性并发症和慢性肾功能衰竭的影响

- 不是 CSA-AKI 早期诊断的标志物

- 经证实可预测

CSA-AKI

期患者队列中的持续性 AKI 和 RRT 需求。

CCL-14，C-C-motif 趋化因子配体 14；CPB，心肺旁路；CSA-AKI，心脏手术相关性 AKI；DKK3，Dickkopf-3；ICU，重症监护室；IGFBP7，胰岛素样生长因子结合蛋白 7；KDIGO，肾脏疾病改善全球结果；KIM-1，肾损伤分子 1；L-FABP，肝脂肪酸结合蛋白；NAG，

-乙酰基-

-d-氨基葡萄糖苷酶 NGAL，中性粒细胞明胶酶相关脂褐素；ROBO4，迂回引导受体 4；SCr，血清肌酐；TIMP-2，金属蛋白酶组织抑制剂-2。

在这种情况下，需要进行研究以明确其作用。低剂量的心房钠尿肽能够减少对 RRT 的需求，降低 30 天死亡率和 AKI 发生率，而高剂量则可能导致不良事件。

同样，左西孟旦是一种对钙敏感的肌张力血管扩张剂，具有抗氧化、抗炎和抗细胞凋亡的特性，尽管它具有潜在的益处，但仍需进一步研究以确定其在预防AKI方面的功效。

虽然他汀类药物在其他心血管领域具有公认的益处，但其在预防心脏手术后 AKI 方面的作用仍不明确，不同研究报告的结果相互矛盾。

在一般心脏手术人群中，使用碳酸氢钠进行尿液碱化对预防 AKI 没有总体益处，但仍需进一步研究以确定其在特定患者亚群中的潜在作用。

对于接受心脏手术的患者，使用钠-葡萄糖共转运体2型抑制剂似乎是安全的，但有必要进行更多研究，以评估其在预防AKI方面的潜在作用。重要的是，最近的研究强调，建议手术前停用钠-葡萄糖共转运体2型抑制剂，以避免优生酮症酸中毒的风险。

虽然皮质类固醇旨在控制炎症，但大型试验发现，皮质类固醇对 AKI 并无总体保护作用。

不过，地塞米松治疗心脏手术试验的一项事后分析表明，地塞米松可减少晚期CKD患者对肾透析的需求。

白蛋白是一种对肾脏健康有潜在益处的蛋白质，具有结合毒素、清除自由基和维持毛细血管膜功能等特性。一项调查研究显示，在进行非体外循环心脏手术前给白蛋白水平较低的患者服用白蛋白可增加术中尿量，并降低术后肾损伤的风险。然而，另一项回顾性研究却未发现白蛋白的长期益处。

通过对各种药理药物（包括之前讨论过的药物）的全面研究，还没有发现预防 CSA-AKI 的确切候选药物。先前研究的局限性在于样本量小和方法上的严重异质性，因此有必要开展进一步研究，以确定有效的药物治疗策略。

中央人民广播电台

尽管最初有证据表明非泵 CABG 可降低 AKI 风险，但大型 RCT（CORONARY 和 ROOBY 试验）显示，与泵上手术相比，非泵手术在预防 AKI 方面没有显著差异。

虽然非泵手术具有减少出血和呼吸系统并发症等优点，但它也增加了早期血管再通和降低移植物通畅率的风险。ROOBY试验进一步表明，非体外循环手术没有生存或肾脏保护作用，甚至显示出较高的心脏死亡率。虽然 CPB 持续时间和技术等因素会影响肾损伤，但有证据表明 CPB 对 AKI 的总体影响可能有限，HEPCON 试验也证明了这一点。

CPB 上的目标定向供氧

最近的试验研究了在 CPB 期间使用目标定向供氧 (GDO) 来减少心脏手术后的 AKI。在 "目标导向灌注试验 "中，与标准方法相比，在 CPB 期间将供氧量维持在每

以上可降低轻度 AKI（AKI 网络 1 期）的发生率。

同样，另一项研究发现，未接受 GDO 的患者 AKI 发生率更高（根据 KDIGO 标准）。

这两项试验的分组分析表明，根据血细胞比容和体型等因素进行个体化氧输送可能比单纯依靠体表面积更有效。

GDO 符合欧洲心胸外科协会/欧洲心胸麻醉学协会/欧洲心血管灌注委员会的建议，即在 CPB 期间根据氧含量调整泵流量，以维持足够的肾脏灌注。

Ranucci等人和Mukaida等人的研究报告称，与标准技术相比，GDO可显著降低AKI（约

），这支持了其预防AKI的潜力，尽管存在样本量和方案差异的限制。

最近的一项荟萃分析进一步加强了这一证据。

CPB 复温温度

对心脏手术后 AKI 发生的复温策略和温度管理进行的研究表明，正常体温可能至关重要。一项由两部分组成的研究显示，与

相比，复温至

的患者发生 AKI 的几率更高，此外，另一项试验发现持续轻度低体温

对预防 AKI 没有益处。此外，一项大型多中心登记显示，高热灌注超过

会增加发生 AKI 的风险。这些研究结果表明，在整个围手术期（包括复温和手术）保持体温正常可能是预防 AKI 的关键。

贫血和输注包装红细胞

研究发现，贫血、输血与心脏手术患者发生 AKI 的风险增加有关。

一项大型研究发现，与单独输血相比，两者的共同作用会显著增加 AKI 风险，因此需要谨慎输血。

研究表明，在控制并发症方面，限制性输血策略（维持

或更高的血细胞比容）与自由输血策略同样有效，这一点得到了大型试验和荟萃分析的支持。

目前的指南建议，只有当血红蛋白低于

时才进行包装红细胞输注，这表明可接受的血细胞比容为

，并有足够的氧输送。

RRT

虽然目前还没有关于在 CSA-AKI 中启动 RRT 的明确指南，但目前的最佳实践主张将 RRT 保留用于那些拒绝医疗干预的难治性电解质、酸碱或容量管理问题。

最近的研究表明，在没有出现此类严重失衡的情况下过早启动 RRT 甚至可能是有害的，有可能增加低血压发作和低磷血症。

此外，来自 STARRT-AKI 试验的数据显示，与接受延迟 RRT 策略的患者相比，接受早期干预的 AKI-RRT 幸存者更有可能长期依赖 RRT。

因此、

细致的围手术期监测对于识别高危患者和根据特定的难治性临床指征确定是否需要进行 RRT 至关重要。

当需要进行 RRT 时，间歇式和持续式 RRT 都是 CSA-AKI 患者的可行选择。值得注意的是，持续性 RRT 通常是血流动力学不稳定患者的首选，因为与间歇性血液透析相比，持续性 RRT 的特点是液体清除、渗透压变化和电解质变化较慢，对细胞膜电位的影响最小。

清除细胞因子和溶血产物

尽管在心脏手术中使用Cytosorb过滤器通过体外细胞因子清除术清除炎症产物，但研究并未显示出明显的效果。

该技术清除无细胞血红蛋白的能力有限，对患者预后的改善也微乎其微。

此外，其使用仅限于涉及体外循环的特定情况。虽然可能需要进一步研究，但目前的证据并不支持在心脏手术中常规使用。

利用多普勒超声进行风险分层

通过多普勒检查血流的肾脏超声是识别 CSA-AKI 风险患者并对其进行分层的重要工具。

动脉评估

多普勒超声测量的肾动脉阻力指数升高可独立预测 CABG 手术后发生 AKI 的风险升高。此外，从肾动脉阻力指数推导出的肾小管内阻力指数变化也显示出早期检测 AKI 的潜力。205,206

静脉评估

多普勒超声在评估心脏手术患者肾脏充血方面的能力超过了中心静脉压。中心静脉压易受外界因素影响，而超声波则不同，它能直接评估器官静脉的波形。正常的肾静脉表现为连续流动，而异常波形（双相或单相）则与 AKI 和死亡率风险增加有关。

同样，非典型肝静脉血流和肝静脉较高的速度-时间积分比与 AKI 的发生有关。

此外，门静脉血流模式异常（表现为舒张期和收缩期血流速率的显著差异）与肾内静脉血流模式相结合时，可作为一种依赖性预测因子。

电子警报

实验室项目中的电子警报在早期 AKI 检测方面越来越受到重视。

通过识别血清肌酐的变化，这些警报可及时通知医生，并有助于更早地进行肾科会诊。研究报告显示，实施电子警报后，患者的治疗效果得到改善，这表明电子警报对住院治疗和出院后随访都有潜在益处。

CSAAKI 预防和治疗的新概念

肾功能储备

肾功能储备（RFR）反映了肾脏通过增加 GFR 来适应压力的能力。这种储备可防止 AKI，直至耗尽，导致 GFR 下降和风险增加。

与肌酐水平等传统方法相比，RFR测试测量的是静息状态下和受刺激后GFR的差异，能更灵敏地评估肾功能。

Husain-Syed等人的一项研究表明，使用蛋白质负荷测试评估术前RFR较低的患者，即使术后肌酐恢复到基线水平，术后肌酐也更有可能出现一过性升高。

无创尿氧仪：心脏手术中实时肾脏监测的新方法

无创尿液血氧仪是评估心脏手术患者肾脏健康状况的一项前景广阔的新技术。它可以连续测量肾脏氧合的标志物（尿

），实时了解肾脏功能。

研究表明，较低的尿

与较高的AKI风险有关，这表明它具有作为早期预警系统的潜力。该技术可对肾脏供氧情况进行实时监测，从而及时采取干预措施，降低心脏手术后发生 AKI 的风险。

施用高铁血红蛋白和铁螯合疗法

动物模型显示，合血红蛋白疗法通过结合和中和游离血红蛋白，有望预防AKI。

目前仅在日本有售的人血红蛋白已证明，在 CPB 期间术中给大血红蛋白尿患者用药时，有可能降低 CSA-AKI 的发生率。

肝素是一种铁调节激素，目前正在研究它通过对肾小管细胞的保护作用预防 AKI 的潜力。

虽然动物研究表明其有益，但临床试验却很有限。

一项正在进行的随机、双盲、安慰剂对照试验 DEFEATAKI（ClinicalTrials.gov NCT04633889）正在评估铁螯合剂去铁胺在预防心脏手术后 AKI 方面的有效性。

一氧化氮

多项研究表明，一氧化氮可保护肾脏免受溶血相关损伤，从而有望降低心脏手术后 AKI 的发生率和严重程度。

然而，要充分了解其机制并优化临床应用，还需要进一步的研究。

对乙酰氨基酚

对乙酰氨基酚的抗炎和抗氧化特性可防止无细胞血红蛋白中有害的铁转化，从而防止溶血引起的肾损伤。

动物研究和观察数据表明，对乙酰氨基酚的使用与降低心脏手术患者的 AKI 风险之间存在潜在联系。

需要进一步的临床试验来确认其疗效。

雷珠单抗

目前正在对 C5 抑制剂（如 ravulizumab）进行研究，以针对补体激活，并可能预防患有慢性肾脏病的高危心脏手术患者发生 AKI。正在进行的ARTEMIS试验（ClinicalTrials.gov NCT04633889）正在评估ravulizumab在降低术后主要肾脏不良事件发生率方面的有效性。

如果成功，这种方法将为这一弱势群体提供一种新的治疗策略。

烟酰胺腺嘌呤二核苷酸

烟酰胺（NAM）腺嘌呤二核苷酸在生物体内无处不在，在细胞能量代谢和信号通路中发挥着关键作用。

早期研究表明，NAM或NAM核糖甙（重要分子NAM腺嘌呤二核苷酸的前体）可能有助于减轻心脏手术患者的AKI风险。

正在进行的试验，包括一项专为心脏手术患者设计的试验（ClinicalTrials.gov NCT04750616），正在评估它们的疗效。

远程缺血预处理

远程缺血预处理（RIPC）是一种模拟短暂的肢体血流限制和恢复以保护器官的技术，在预防心脏手术后 AKI 方面的结果不尽相同。虽然一项小型研究发现了其益处，但更大规模的试验却没有发现。

RIPC与特定麻醉剂（如异丙酚）之间的相互作用使情况更加复杂。

需要进行更多的研究，以确定 RIPC 是否对特定患者群体或手术环境有益。

特普拉西兰

一项 2 期临床试验研究了新型小干扰 RNA teprasiran 对减少高危心脏手术患者 AKI 的疗效。在 2 期试验中，与安慰剂相比，Teprasiran 能显著降低早期 AKI 的发生率、严重程度和持续时间。

这些令人鼓舞的研究结果促成了后续的 3 期试验（NCT03510897），其设计的主要终点是 90 天内的主要肾脏不良事件。然而，这项规模更大的试验因干预未能达到疗效结果而提前终止。

指导方针和建议摘要

专业协会已经制定了全面的指南来减轻 CSA-AKI。

这些指南优先考虑术中策略，如避免高热 CPB 灌注和实施定向供氧（1 级建议）。KDIGO 套件被推荐为针对高危患者的 2 类干预措施。该方案强调优化容量、尽量减少肾毒素暴露和维持血糖控制。对于无低血压的特定患者，可考虑使用非诺多泮（

级），但不鼓励围手术期使用多巴胺和甘露醇（3 级）。其他主要学会也提出了类似的建议，主张在搭桥过程中优化血流动力学管理，明智地避免使用肾毒性药物。

KDIGO 套件有望降低 CSA-AKI 的严重程度。多中心随机对照试验 PrevAKI 等研究报告称，在坚持捆绑治疗的情况下，中度至重度 AKI 病例显著减少

。

然而，一项荟萃分析表明，捆绑疗法的效果可能仅限于更严重的 AKI 阶段（2 或 3），而且令人担忧的是，捆绑疗法的依从率仍然很低，从

到

不等。

与心脏手术相关的 AKI 是心脏手术常见的重要并发症，不仅会增加围手术期的死亡率，还会增加短期和长期的死亡率和发病率。应对 CSAAKI 风险需要采取多方面的方法，包括血液动力学优化和支持性措施。欧洲心胸外科协会、欧洲心胸麻醉和重症监护协会以及欧洲心血管灌注委员会的联合指南、心血管麻醉医师协会的实用策略以及 KDIGO 护理包为 CSA-AKI 的预防和治疗提供了宝贵的框架。然而，还需要继续努力提高这些指南和策略的依从性，而且进一步的研究对于确定更多优化 CSA-AKI 预防的有效干预措施至关重要。

披露

每位作者提供的信息披露表可随同文章的在线版本在http://links.lww.com/KN9/ A517上查阅。

资金筹措

无。

作者供稿

概念化：Carolin Herzog, Florian G. Scurt.

数据整理：Florian G. Scurt.

项目管理：Florian G. Scurt.
监督：卡特琳-博斯

验证：Christos Chatzikyrkou, Carolin Herzog, Florian G. Scurt.

可视化：Katrin Bose, Florian G. Scurt.

撰写 - 原稿：Florian G. Scurt.

撰稿-审核与编辑Katrin Bose、Christos Chatzikyrkou、Carolin Herzog、Peter R. Mertens。

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德国马格德堡，马格德堡大学医院肠胃病学、肝病学和传染病学部

德国汉诺威，汉诺威医学院肾脏病与高血压系

通讯Dr. Florian G. Scurt, email：florian.scurt@med.ovgu.de

提前在线发表2024 年 5 月 1 日

F.G.S.、C.C.和C.H.对本研究做出了同等贡献。

版权 © 2024 作者。由 Wolters Kluwer Health, Inc. 代表美国肾脏病学会出版。本文为开放存取文章，根据知识共享署名-非商业性-禁止衍生许可 4.0 (CCBY-NC-ND) 条款发布，允许下载和共享作品，但需适当引用。未经期刊许可，不得以任何方式对作品进行修改或用于商业用途