亚甲蓝治疗脓毒性休克的研究

吴波，罗世忠，郑珈琳，魏维

（安岳县人民医院重症医学科，四川 安岳 642350）

0 引言

2002 年重症医学专家发表“巴塞罗那宣言”，旨在改善严重脓毒症的生存率[1]。其后也多次更新脓毒症及脓毒性休克的管理国际指南，其治疗包括早期液体复苏、抗菌药物使用、血管活性药物支持、机械通气、镇痛镇静以及营养支持等方面，虽然早期积极干预能改善部分患者结局，但脓毒性休克的死亡率仍居高不下，范围从20%至50%[2-4]；而儿童脓毒性休克的病死率则高达54.3%[4]。脓毒症休克仍是危重症领域的重大难题。根据2016年“脓毒症3.0”定义脓毒性休克为：宿主对感染的反应失控导致危及生命的器官功能衰竭，尽管充分的液体复苏仍存在持续的低血压，需要使用升压药物维持平均动脉压65mmHg以上，血乳酸2mmol/L以上[5]。脓毒性休克根据血流动力学分类，属于分布性休克的一种。该休克的根本原因是血管收缩和舒张功能异常导致血容量的分布异常，致有效循环血量减少。目前认为人体受到感染性侵袭后，发生休克的机制是多方面的共同作用结果，随着研究的不断深入，发现一氧化氮在其中起到了举足轻重的作用。正常情况下，在神经细胞和血管内皮细胞内， L-精氨酸在结构型一氧化氮合酶（cNOS）作用下能合成一定量的一氧化氮，主要通过促进cGMP的合成而起到血管扩张作用，调节血压，维持机体正常的血流分布。当患者受到细菌或毒素的感染后，激活巨噬细胞、中性粒细胞等炎性细胞，释放大量炎性介质，如白细胞介素-1（IL-1）、白细胞介素-6（IL-6）、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）等，引起全身炎症反应。IL-1等炎症因子除了可以直接导致血管内皮细胞损伤和毛细血管通透性明显增加，还可以刺激血管平滑肌细胞、内皮细胞、巨噬细胞、心肌细胞表达诱导型一氧化氮合酶（iNOS），导致一氧化氮爆发性释放，血管舒张异常，严重时会出现对去甲肾上腺素等α受体激动剂无反应的血管麻痹状态。虽经积极处理，但脓毒性休克发生率及死亡率仍高，所以探求新的治疗方法就迫在眉睫。一些协助或降低去甲肾上腺素剂量的药物，如血管加压素、特利加压素、血管紧张素Ⅱ等也没有降低28天的死亡率[6]。近年来，从脓毒性休克的发生机制出发，发现亚甲蓝作为鸟苷酸环化酶抑制剂，其对NO/cGMP通路的负性作用，为其在脓毒性休克中的应用提供了理论依据。本文主要就亚甲蓝在脓毒性休克患者治疗过程中的作用机制及其临床应用策略进行综述。

1 亚甲蓝临床应用

亚甲蓝是一种芳香杂环化合物，化学式为C16H18ClN3S。亚甲蓝又称美蓝，是一种深蓝绿色、无臭、针状结晶物，当溶解在水中时变成蓝色溶液，故其常作为染料，指示剂及生物染色剂使用；也作为氧化剂，被应用于临床诊断及治疗。亚甲蓝静注后作用迅速，半衰期为5.25小时[7]，6天内74%由尿排出，其中22%为原形，其余为白色亚甲蓝。少量亚甲蓝通过胆汁，由粪便排出[8]。

在实验室或检验科被用做细菌或细胞染色剂，但因为其容易氧化，染色结果不宜长时间保存，故与酸性染料黄色伊红组成瑞氏染色液。医源性输尿管损伤是结直肠手术的严重并发症，亚甲蓝可以帮助确定输尿管，可以使输尿管可视化，从而提高安全性，减少手术时间和难度[9-10]。甲状旁腺或乳腺手术中，帮助识别腺体或淋巴结[11-13]。临床工作中，亚甲蓝也常用于气管食管瘘、胃肠道瘘的诊断[14-15]。亚甲蓝用于神经阻滞，对慢性疼痛及术后疼痛有一定疗效[16-17]。低浓度亚甲蓝能将高铁还原型蛋白还原为血红蛋白，故对亚硝酸盐、硝酸盐、苯胺等和含有或产生芳香胺的药物（对乙酰氨基酚等）引起高铁血红蛋白血症有效；而高浓度亚甲蓝直接使血红蛋白氧化为高铁血红蛋白，高铁血红蛋白易与氰基（CN-）结合形成氰化高铁血红蛋白，但作用时间短，对急性氰化物中毒、能暂时延迟其毒性。亚甲蓝应用于临床已有较长时间，其作为染料，镇痛和解毒等作用，为临床诊断、治疗起到了明显的作用。

2 亚甲蓝作用于脓毒性休克的机制研究

正常生理情况下，以平滑肌细胞为例，体内神经兴奋冲动使肌细胞产生动作电位，或血管活性物质（如：去甲肾上腺素等）直接作用于细胞膜表面受体，导致细胞膜钙通道打开和通过G蛋白偶联受体介导的信号转导机制，使肌质网释放钙离子以及细胞外钙离子内流，增加肌细胞内钙离子浓度，与钙调蛋白结合，引起横桥的磷酸化，从而活化横桥，导致横桥与肌动蛋白的结合，产生肌肉收缩。与此相反的是，体内神经抑制冲动或舒张血管物质（一氧化氮、心房钠尿肽等）可以激活可溶性鸟苷酸环化酶，使三磷酸鸟苷催化为环磷酸鸟苷，导致肌球蛋白去磷酸化；也能使钙离子外流，降低细胞内钙浓度，从而舒张平滑肌。适量的去甲肾上腺素、一氧化氮、心房钠尿肽等对调节心血管舒缩功能，维持内脏灌注和氧合，保护重要器官，具有重要意义。

目前有研究表明亚甲蓝对NO/cGMP通路的作用，主要通过以下几个方面：1）抑制NOS活性，减少一氧化氮的合成：NOS含有亚铁血红蛋白，亚甲蓝能将NOS中Fe2+氧化为Fe3+；同时亚甲蓝能抑制iNOSmRNA和蛋白表达，从而抑制iNOS的活性，减少脓毒性休克时一氧化氮的爆发式释放[18-19]。2）直接灭活或降低一氧化氮的活性：处于还原状态的亚甲蓝，可被氧化为过氧化物，通过非cGMP途径灭活NO等内皮舒张因子（EDRF）[7,20]。John等用亚甲蓝注射进脓毒性休克的兔体内，兔血浆中一氧化氮浓度明显降低，故考虑亚甲蓝可能在抑制NOS同时，也直接灭活一氧化氮[21]。3）抑制sGC，降低cGMP：通过氧化sGC酶部分亚基，如亚铁血红蛋白和巯醇，从而选择性抑sGC，减少cGMP生成，增加血管阻力及对儿茶酚胺类升压药的反应性，升高血压[22]。

当患者发生脓毒性休克时，其体内炎性细胞激活，炎症瀑布效应导致大量炎性介质释放入血，一氧化氮爆发性释放，NO/cGMP通路激活，血管麻痹扩张，导致休克难以纠正，致使患者死亡率居高不下。而对于脓毒性休克的治疗探索，早在上世纪末，基于上诉理论机制，就有人率先使用亚甲蓝治疗脓毒性休克。1992年Schneider等人[23]就首次在2例使用大剂量去甲肾上腺素仍不能提升外周血管阻力（SVR）至1200 dyne*s*cm-5的脓毒性休克患者静脉中注射亚甲蓝，第一次输注（1mg/kg）在5分钟内完成；当SVR下降到注射亚甲蓝前的水平时，开始第二次输注（2 mg/kg），输注时间及间隔同上次；三小时后的第三注入（3 mg/kg）试图进一步增加SVR，结果显示亚甲蓝可以改善平均动脉压，对心率和肺动脉楔压无影响，但其并没有阻止多器官功能衰竭的发生以及死亡。直到2001年，Kirov等[24]开始了前瞻性随机对照临床试验，该实验纳入20例脓毒性休克患者，随机1:1分为亚甲蓝组和对照组（等渗盐水），方法为实验组静脉注射亚甲蓝(2mg/kg)，2小时后每小时输注亚甲蓝量逐步增加0.25、0.5、1.0和2.0mg/kg，在输注过程中，平均动脉压保持在70-90mmHg之间，同时试图减少肾上腺素的用量，研究结果显示亚甲蓝可以阻止感染性休克时心肌功能的抑制，提高平均动脉压，减少其它血管活性药的使用，但其对氧输送无明显影响，也不改变28天病死率。同样，Memis等[25]也进行了前瞻双盲随机对照试验，纳入的30例脓毒性休克患者按1:1分为亚甲蓝组和对照组，亚甲蓝组予以0.5mg/kg/h，对照组予以等体积的等渗盐水，持续输注6个小时，于研究开始前15min、亚甲基蓝输注后24小时和48小时分别测定IL-1、IL-6、TNF-α的血浆浓度，同时评估了血流动力学参数（平均动脉压、心率）、血气、高铁血红蛋白水平和生化参数，研究结果也认为亚甲蓝可以升高血压，但并未影响细胞因子的血浆浓度，也不改善严重脓毒症的预后。以上研究纳入患者样本量少，给药时机把握不准，药物代谢动力学及药物效应动力学不清，致使试验设计缺陷，尚不能准确的提供亚甲蓝用于脓毒性休克患者的治疗方案。

3 亚甲蓝的应用策略

如果使用亚甲蓝治疗脓毒性休克患者，那么对于药物使用时机、给药剂量、使用频次都将是临床治疗过程中需要重点的考虑因素。故制定较完善的治疗策略至关重要。

3.1 亚甲蓝时机

目前尚无亚甲蓝治疗脓毒性休克给药时机的高质量随机对照试验研究。仅2017年，Hunter等[26]人做了关于早期使用亚甲蓝治疗体外循环后患者血管麻痹所致休克的报道。该研究纳入了118例患者，其中48例患者在早期，即在手术室内就给予亚甲蓝治疗；另外70例患者则是在术后转入重症监护病房时再予以亚甲蓝治疗。研究显示早期给与亚甲蓝治疗的患者表现出肾功能衰竭减少(10.4% VS 28.6%，P=0.018)，手术死亡率降低(10.4% VS 28.6%，P=0.018)。而且该研究还显示早期予以亚甲蓝还可以降低血管麻痹综合征所致主要不良事件（包括永久中风、肾功能衰竭、再手术、胸骨深伤口感染和长期通气)）的风险。虽然在心脏手术中早期使用亚甲蓝有改善患者结局的优势[26]，但目前仍缺乏支持在早期脓毒性休克患者中使用亚甲蓝的数据。根据2016年拯救脓毒症指南[3]，建议仍应优先考虑儿茶酚胺和加压素作为休克的初始血管活性药物治疗。所以，当患者出现难以纠正的循环衰竭时，可以酌情考虑使用亚甲蓝，但在使用亚甲蓝治疗之前，应先调整患者液体容量、维持酸碱平衡及纠正电解质紊乱等处理措施。

3.2 亚甲蓝使用剂量

早在1995年Zhang等[27]人利用21只杂种狗分为3组进行了动物实验，第1组（n=7）单独接受内毒素（2mg/kg静脉注射）和第2组（n=7）除内毒素外还联合每小时以20mL/kg的速度接受生理盐水输注，并逐步增加剂量为2.5、5.0、10.0和20.0mg/kg静脉注射亚甲蓝，每次给药30分钟，间隔30分钟；第3组（n=7）作为对照组，在不含内毒素的情况下接受相同剂量的亚甲蓝，结果显示高剂量的10.0或20.0mg/kg亚甲基蓝使得肺动脉高压和肺血管阻力以剂量依赖性方式增加，而肠系膜动脉和肾动脉血流减少。Jufferman等[7]研究纳入15名脓毒性休克患者，亚甲蓝以1mg/Kg（N=4），3mg/Kg（N=6）或 7mg/Kg（N=5）在20分钟内注射，研究结果显示输注1-3mg/kg能够升高平均动脉压，心输出量和外周血管阻力等，该结果可能是心脏收缩舒张功能改善，输出量短暂增加所致，增加了组织氧合；且在这低剂量下，亚甲基蓝不会增加胃粘膜-动脉血二氧化碳分压差。而高剂量的亚甲蓝（7mg/Kg）会进一步增加全身血流，进而增加胃粘膜-动脉血二氧化碳分压差，提示可能会危及内脏血流灌注。因此，我们建议在起始以低剂量输注亚甲蓝，但应监测血乳酸、中心静脉血氧饱和度、动静脉二氧化碳分压差，如果有条件的话可以行胃粘膜内PH监测等，以明确微循环代谢情况。

3.3 亚甲蓝使用频次

对于亚甲蓝治疗脓毒性休克患者给药频次的选择，目前尚无具体的方案。2020年Abhishek Jaiswal[28]发表了一篇病例报告研究，一位38岁男性（该病例未提及患者具体体重），因肺部感染，代谢性酸中毒入院治疗，多种血管活性药物提升至最大用量仍不能纠正低血压；此时予以亚甲蓝0.16/mg/kg/h持续泵入54小时，循环逐渐稳定，减停所有血管活性药物，最后好转出院。从上述病例，我们不难看出患者持续泵入亚甲蓝对血流动力学的稳定有益。但从Schneider[23]和Kirov[24]的研究，可以发现间断推注对亚甲蓝也能在短时间内改善脓毒性休克患者的低血压状态，但这两项研究均只是短时间记录患者血流动力学状态，尚有不足。所以对于亚甲蓝使用频次的讨论仍需要后续更多的临床研究证据支持。

4 亚甲蓝的不良反应

亚甲蓝在临床医用较为广泛，其安全性较高。亚甲蓝唯一的禁忌对象是葡萄糖-6-磷酸脱氢酶缺陷的患者，因为它可能导致溶血性贫血[29-30]。在许多研究中观察到亚甲蓝在改善血管麻痹状态时，也同时增加了肺动脉阻力，降低动脉氧分压，故患有肺动脉高压的患者和正在接受吸入一氧化氮或其他肺血管扩张疗法的患者理论上不应该给予亚甲蓝治疗[31]。Jufferman等[7]的研究报告提示部分患者胃灌注减少，以胃粘膜-动脉血二氧化碳分压差升高为标志，这可能与亚甲蓝的血管收缩特性有关。还有一些短暂副作用包括皮肤蓝灰色变色和高铁血红蛋白轻微增加，这些都会在停药后很快得到缓解[7]。

5 总结

亚甲蓝可以改善脓毒性休克患者低血压状态，是一种潜在的和安全的血管收缩剂。但亚甲蓝在脓毒性休克中的最佳应用时机、剂量以及频次尚无定论，这也是我们下一步研究的方向。