围术期血气监测与家兔肾移植预后的关系

薛帅，钟自彪，兰佳男，胡前超，向涛，熊艳，王彦峰，叶啟发， （.武汉大学中南医院，武汉大学肝胆疾病研究院，武汉大学移植医学中心，移植医学技术湖北省重点实验室，湖北 武汉 43007；.中南大学湘雅三医院，卫生部移植医学工程技术研究中心，湖南 长沙 4003）

肾移植是治疗肾脏终末期疾病的最佳选择［1］。但是供体的缺乏促使了标准化心脏死亡器官捐献（donation after cardiac death，DCD）器官的广泛使用［2］，然而DCD器官存在较长的热缺血时间，其近远期疗效均较差。传统的静态冷保存 （static cold storage，SCS）与低温机械灌注（hypothermic machine perfusion，HMP）理论上更接近正常生理情况，理论上器官保护上具有潜在应用前景，并且对扩大供体池的研究也具有潜在意义，研究表明HMP能够有效改善DCD供肾的质量，但是具体机制仍不明确［3-4］。基于此，本中心自主创建家兔自体肾移植模型［5］，用以探索HMP对DCD器官保护的机制。

血气分析是检测患者生命体征的一项重要指标，已经广泛用于临床各科患者［6］。由于肾移植患者体质差，常合并贫血，水电解质、酸碱平衡紊乱及多器官不同程度的损害，肾移植过程中容易引起术中血流动力学、血生化及血气等内环境的变化［7］，围术期血气分析的结果是判定预后的重要指标。为此，本研究利用家兔自体肾移植模型，探究围术期血气对肾移植术后家兔生存率的影响。

1 材料与方法

1.1 家兔自体肾移植模型的建立：从万千佳和实验动物文化中心获得20只健康雄性兔〔12周龄，体重（3.0±0.3） kg〕 。所有动物实验均按照《中华人民共和国实验动物条例》进行。在实验前一天将家兔禁食过夜，但不禁水。将家兔固定于兔盒上，用1%戊巴比妥钠（3 ml/kg）麻醉后，沿着腹中线进行解剖以暴露兔的左肾蒂。将兔子的左肾蒂夹持35分钟来模拟热缺血时间（warm ischemia time，WIT），然后松开血管夹恢复肾脏血液灌注1小时，然后用留置针进行肾动脉穿刺。通过留置针注射50 ml的4℃乳酸盐林格液冲洗肾脏。然后将留置针连接LifePort灌注仪（LifePort Kidney Transporter machines，Organ Recovery Systems，Chicago，IL，USA）行低温机械灌注。灌注压固定为60 mmHg（1 mmHg＝0.133 kPa），温度维持在4℃以下。机械灌注4小时后，缝合肾动脉穿刺点。摘除右肾，然后用37℃的温水对腹腔进行复温，关闭腹腔。石蜡棉球擦拭导尿管，插入兔子尿道。另一端接引流袋收集尿量。术后动物食物中添加抗菌药物预防感染，室内温度保持在25℃［8］。

1.2 检测指标：灌注期间每30分钟从家兔耳缘静脉抽取0.2 ml的血液快速用血气片和轻便式血气分析仪分析家兔静脉血气并按时记录。术后24小时检测家兔生命体征。分析术后家兔血气变化、24小时后存活的家兔采血进行肌酐和尿素氮的检测以及尿量的统计。根据血气分析分为A组和B两组，A组为术中血气值维持在正常范围内；B组为术中血气值呈下降趋势。

1.3 统计学方法：数据采用SPSS17.0统计分析。计量资料以均数±标准差（±s）表示。分类变量用百分率（%）表示。连续变量的差异用成组t检验比较。尿量、肌酐和尿素氮应用方差分析。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结 果

2.1 血气分析（表1，图1）：A组家兔6只，灌注过程中家兔血气值基本保持不变，pH值始终维持在正常范围内，而B组家兔8只，在灌注过程中pH值呈下降趋势，由7.390±0.033下降至7.117±0.031（表1）。从60分钟后开始，两组之间具有统计学差异（P＜0.05），从150分钟开始，两组之间具有明显的统计学差异（P＜0.001）。再灌注结束时A组家兔的碱剩余值（BE值）为（-1.00±1.58）；B组的值为（-9.42±1.89），也具有明显的统计学差异（P＜0.05）。而相比于A组的值（20.34±1.11）mmol/L，B组的值 仅 为（14.68±1.44）mmol/L。其中BE值 和提示了术后家兔体内酸碱代偿情况。

表1 家兔肾脏低温机械灌注4小时后两组的pH值变化情况（±s）

表1 家兔肾脏低温机械灌注4小时后两组的pH值变化情况（±s）

注：与B组相比，aP＜0.05，bP＜0.001

组别 动物数（只） 0 min 30 min 60 min 90 min 120 min 150 min 180min 210 min 240 min A 组 6 7.411±0.037 7.395±0.054 7.400±0.051a 7.404±0.031a 7.398±0.027b 7.408±0.027b 7.405±0.030b 7.423±0.047b 7.404±0.023b B 组 8 7.386±0.033 7.334±0.038 7.294±0.036 7.260±0.036 7.232±0.038 7.202±0.036 7.164±0.038 7.138±0.031 7.117±0.031

图1 家兔在体机械灌注过程中血气变化情况

2.2 生存率（图2）：术后24小时统计家兔经历在体HMP之后复灌24小时的生存率。结果发现A组中存活5只，B组也存活5只。同时，A组和B组的生存率分别是83.3%和62.5%（P＜0.05）。A组与B组相比，A组24小时移植存活率明显升高。

图2 家兔术后再灌注24小时内生存率变化

2.3 肾功能指标（图3）：术后24小时后检测存活家兔肾功能指标，结果显示A组尿量为（116.80±6.55）ml/d，B组尿量为（75.20±6.94）ml/d，差异具有明显统计学意义（P＜0.05）。A组的肌酐为（342.00±18.81）μmol/L；B 组为（518.00±23.54）μmol/L，差异具有统计学意义（P＜0.001）。A组的尿素氮为（9.20±2.01）mmol/L；而B组为（23.40±3.33）mol/L，两组之间的差异具有明显的统计学差异（P＜0.05）。

图3 家兔在体机械灌注过程后中肾功能变化情况

3 讨 论

在家兔在体机械灌注的过程中，B组家兔的代谢性酸中毒的原因可能是：① 未禁食的家兔容易在术中发生肠系膜淤血，肠道肿胀术后难以恢复，并且易发生肠道粘连性梗阻，导致家兔水电解质紊乱和酸中毒；② 实验用于麻醉的戊巴比妥钠对呼吸和循环具有明显抑制性作用，可能加重酸中毒。酸中毒可以升高血钾，进而对循环过程有不利影响，最终影响生存率。在实验过程中我们发现家兔在机械灌注过程中的血气值的稳定与否与家兔自体肾移植后肾功能以及生存率存在着一定关系。造成24小时后家兔尿量下降、肌酐和尿素氮的上升。同时酸的分泌以及碳酸氢盐和碱等同物的回收和再生过程的障碍，造成肾移植后家兔肾脏功能不能及时代偿已有的酸中毒，最终引起心脏功能紊乱，造成家兔死亡。在临床上，而血气对患者预后和生存率具有十分重要的影响，这正好契合了需要接受肾移植治疗的患者，因为酸中毒在肾移植受者中普遍存在［9］。肾移植术后发生严重酸中毒患者较未发生严重酸中毒患者的肾功能恢复更慢［10］。代谢性酸中毒是肾移植术后常见的并发症，这是由于移植肾不能再生碳酸氢盐缓冲液引起的，而各种类型的酸中毒都会导致严重的代谢紊乱，影响移植物和患者的生存［11］。

免疫抑制药物的应用也是临床上移植后酸中毒的原因之一，其在肾单位质量减少的过程中起着重要作用，最终造成肾小管过程的普遍损害，而肾小管分泌和重吸收过程有助于酸的分泌以及碳酸氢盐和碱等价物的回收和再生。这被描述为导致肾小管功能障碍，即肾小管酸中毒（renal tubular acidosis，RTA）［12］。另一方面胰岛素诱导近端肾小管氨合成，但免疫抑制药物（例如皮质类固醇和钙调磷酸酶抑制剂）可能赋予肾移植患者胰岛素抗性，造成氨合成障碍，最终导致酸中毒影响患者预后［13］。

临床肾移植患者围手术期内环境复杂多变，通过围术期血气监测的可以及时有效地维护水、糖、电解质平衡及给与营养支持治疗［14］。围术期及时检测、纠正酸中毒在改善肾移植预后的过程中十分必要，酸碱平衡对于临床危重患者具有重要意义［15］。同样，在家兔在体低温机械灌注模型中，在实验过程中需要及时检测家兔内环境，及时纠正内环境紊乱，比如术中应不停地使用温盐水浸泡的纱布覆盖暴露在外的肠道组织及黏膜，及时纠正酸中毒、补钙降钾、辅助呼吸等相应措施，才能成功建立稳定的模型。这可能比手术本身更加需要学者的关注。