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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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