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1、笫讲 多器官功能衰竭的体外支持系统多器官功能障碍综合征(multiple organ dysfunction syndrome，MODS) 是指严重创伤、烧伤、大手术、休克和感染等损害24h后, 以连锁或累加形式出现的两个或两个以上器官发生序贯性、可逆性功能障碍及衰竭，但在严重情况下可同时发生的一组综合征。而多器官衰竭(multiple organ failure，MOF)是指MODS发展到严重阶段，体内多系统器官功能严重受损以致出现衰竭综合征。目前血液透析或血液净化是治疗急性肾衰竭(acute renal failure，ARF)或ARF合并存在的MODS或MOF的主要方法。在MOF中，尽管
2、ARF发生率低于肺、肝等器官衰竭，但如果合并ARF 后, 病死率则明显提高。源于治疗肾衰竭的血液净化技术，尤其是连续血液净化(continuous blood purification，CBP)，不但可以支持肾脏功能，而且还可用于维持多器官的功能，为综合治疗MOF 赢得时间，所以血液净化已经成为MOF患者的多器官功能支持的重要辅助手段。一、病 因 MODS的病因是复合性的，主要分为感染性与非感染性: 感染性病因MODS患者中70%由全身性感染引起，病死率约为70%。腹腔内感染是引起MODS的主要原因。部分患者发生MODS后找不到感染病灶或血细菌培养阴性, 甚至MODS出现在感染病原菌消灭以后，
3、此类MODS称为非菌血症性临床脓毒症。 非感染性病因严重的组织创伤尤其是多发损伤、多处骨折、大面积烧伤、大手术合并大量失血和低血容量性休克或延迟复苏等情况下，经过处理，在一段时间内病情稳定，而在伤后12-36h会发生呼吸功能不全，继之发生肝、肾功能不全和凝血功能障碍。 无论感染或非感染因素均可引起全身炎症反应，如果不能有效控制，则会发展为MODS与MOF。 二、.发病机制 MODS 的发病机制尚未完全阐明，一般认为其发病可能与多个环节的障碍有关：全身性炎症反应失控MODS通常可分为 3 期, 第一期为全身炎症反应综合征(systemic inflammatoryresponse syndrom
4、e, SIRS)，第二期为代偿性抗炎反应综合征。第三期为混合性抗炎反应综合征，导致MODS；MODS进一步发展, 机体对外来打击反应低下, 对感染更为敏感, 从而加剧脓毒症, 导致MOF。 肠屏障功能损伤及肠道细菌移位正常肠黏膜具有屏障功能, 构成防止肠腔细菌和内毒素进入血循环的第一道防线, 肝脏枯否细胞则形成第二道。胃肠道是细菌和内毒素的储存器, 临床证实30%的脓毒症源于腹腔。细菌移位是指肠道细菌透过肠黏膜屏障入血,经血循环(门静脉循环或体循环) 到达远隔器官, 并在远隔器官内生长繁殖, 产生有害作用的过程。 细胞代谢障碍 SIRS可以引起代谢改变, 包括基础代谢率增高、蛋白质和脂肪大量分
5、解、负氮平衡、高血糖、耗氧增加等。高代谢发生机制主要有细胞因子(白细胞介素、肝细胞刺激因子等) 增多, 诱导急性期正性蛋白合成增加, 而急性期负性蛋白代谢增加; 应激激素(糖皮质激素、儿茶酚胺、胰高血糖素) 分泌增多, 创面热量丧失和细胞因子产生增多。细胞在高代谢反应中发生功能改变, 包括免疫细胞、肝细胞、肠细胞和肌肉细胞功能障碍, 最终导致多器官功能障碍和衰竭。 器官微循环灌注障碍 系统炎症反应导致全身微循环血流灌注不足、缺血再灌注损伤。缺血再灌注后损伤结果是一部分毛细血管至小动脉被血栓封闭或由于血小板、白细胞及细胞残骸在微血管内弥漫性淤积，无血液灌注，丧失供氧功能；其次是内皮细胞损伤释放氧
6、自由基、血小板活化因子, 多形核白细胞活化，释放氧自由基、蛋白水解酶和花生四烯酸产物等，引起组织和细胞损害。、 三.、多器官功能衰竭综合征诊断标准 MODS和MOF病因复杂，发展迅速，一般抗休克、抗感染及支持治疗难以奏效，死亡率高，除非到终末期，一般MODS可以逆转 ，但是一旦治愈，不留后遗症，不会转入慢性阶段。 至今国内外尚无一致公认的诊断标准。鉴于其治愈后器官功能不受影响的特点，故较多的学者都主张诊断从严,在抢救治疗从宽的原则以提高MOF存活率。综合有关文献，多器官功能衰竭综合征诊断标准见表40-1，符合且同时合并表中2个或以上的器官衰竭者，称多器官功能衰竭。 表40-1 多器官功能衰竭综
7、合征诊断标准 衰竭器官 临床表现循环系统 无心梗而出现低血压，心脏指数15L/（minm2） 呼吸系统 （ARDS）因低氧血症而需机械通气 维持在5 d以上 肾脏 血肌酐急骤升高23mg /dl 伴有少尿或无尿，或需要血液净化治疗肝脏 血胆红素2mg /dl，伴转氨酶升高正常值1倍以上，或出现肝昏迷胃肠 上消化道出血，24h内输血量超过1 000ml ，内镜证实有应激性溃疡 血液 血小板减少，PT延长；低纤维蛋白血症及出现FDP 代谢 低钠 血症，高血糖，代谢性酸中毒 中枢神经系统 仅对痛疼刺激有反应，或昏迷四、多器官功能支持系统的应用血液净化技术近年来，采用CBP疗法预防和治疗MODS取得很
8、大的进展，甚至在治疗MOF中起到关键作用。血液净化因能清除外源性和内源性毒素, 由原来意义的肾衰竭替代治疗，进而成为治疗肾脏与非肾脏疾病的方法。由于CBP设备和材料的改进、科技含量的增高，通过弥散、对流、吸附等途径可以清除血液内小、中以及与蛋白质结合的大分子毒素, 包括内毒素等, 并可调节免疫稳态, 改善多器官系统功能状态, 因而逐渐发展成为具备多种功用的体外循环生命(器官)支持系统（extracorporeal life support system ，ELSS），包括；高容量血液滤过(high volume hemofiltration；HVHF)； 连续血浆滤过吸附 (continuou
9、s plasma filtration adsorption ；CPFA) ； 成分血浆分离吸附系统 (fractionated plasma separation adsorption system；FPSAS)； 分子吸附再循环系统(molecular adsorption recirculation system；MARS) ； 体外膜式氧合疗法（extrocorporeal membrane oxygenation, ECMO）；连续肾脏替代疗法(continuous renal replacement therapy；CRRT)；针对MODS的治疗，在CRRT装置的基础上，根据需要联
10、合各种功能的组件，如血浆分离器、血浆成分分离器、吸附柱、体外循环氧合器等，从而具有多功能支持作用，起到一定时间内维持生命的作用。上述技术的不同组合，称ELSS。人工肝支持非生物型人工肝支持方法包括血液透析、血液滤过、血液灌流和血浆置换等。肝功能衰竭时，一系列毒性物质在体内积聚，包括胆红素、胆酸、芳香族氨基酸、短链及中链脂肪酸、炎症介质、血氨和肌酐等。这些有毒物质，除氨以外，均具有非水溶性的理化性质，绝大多数以与白蛋白结合的形式存在。用传统的血液净化疗法清除蛋白结合毒素，或疗效有限或难度较大。MARS技术是1993年德国的Stange 和 Mitzner的根椐透析的原理，在透析液 中引入白蛋，在
11、这系统依靠MARS的通透膜(FLUX)孔径小于白蛋白分子直径，厚度为100nm的高通量滤器、低流量透析器与活性炭吸附器、树脂吸附柱联合组成，分为亲水区与疏水区；加之白蛋白分子的吸附功能有效的清除因肝功能衰竭在体内潴留的有毒物质。其工作过程主要由3个循环组成：血液循环、透析循环、白蛋白循环组成。第一步连续性白蛋白透析，首先透析机的血泵将患者的血液引入体外的MARS系统的净化装置。MARS生物膜（摸拟肝细胞膜的智能转运膜）的一侧与含有肝脏未能解毒的血液接触，另一侧为含20%的白蛋白透析液。患者血浆中与白蛋白都份结合的有毒物质，通过MARS的膜转运至透析液中的白蛋白透析液中，透析液中的白蛋白是以配位
12、体结合转运蛋白的形式结合毒性物质。同时血液中的水溶性毒素和与白蛋白结合不甚紧密的小分子毒素，亦通过透析膜进入至透析液中，再通过透析器排出体外。MARS能清除脂溶性、水溶性及与白蛋白结合的大、中、小分子量的毒素，包括血氨、胆红素、胆酸、芳香族氨基酸、中短链脂肪酸、色氨酸、铜、肌酐、尿素、白介素-6、TNF-等。图40-1 MARS工作原理第二步常规透析/滤过，白蛋白透析液再经过一个滤器，清除白蛋白透析液中的大部分水溶性毒性物质如尿素氮、肌酐、氨等。最后白蛋白再循环，白蛋白透析液流经活性炭和阴离子交换树脂吸附柱，通过吸附作用清除硫醇、7氨基丁酸、游离脂肪酸等与白蛋白紧密结合的毒性物质或脂溶性高的毒
13、性物质，使得白蛋白透析液得以再生和循环再利用。一组报告：在MARS治疗组有7例 (50%)生存,在非MARS治疗组仅4例生存 (32%；p = NS) 。尽管这个分析中病人数量有限, MARS可以推荐用于急性肝衰竭,缺氧,因为它可能会延长生存。另西京医院对4 8例肝衰竭患者进行 MARS治疗。作者对患者有关生化指标进行观察，结果：MARS治疗后能显著降低患者血清总胆红素 、间接胆红素 、谷丙转氨酶 、谷草转氨酶和血氨水平；升高凝血酶原活动度。至2006年，MARS已治疗患者4 500例。多个随机临床试验研究证实，MARS可有效逆转急性和慢性肝功能衰竭患者的肝性脑病及肝肾综合征病情。我国学者应用
14、MARS对252例肝炎引起的肝功能衰竭患者进行治疗，MARS治疗后，这些患者的血清总胆红素、凝血酶原活动度、血氨等指标及肝性脑病症状显著改善。MARS治疗中可出现发冷及恶心呕吐等反应，对症处理大多可缓解。体外膜肺氧合体外膜肺氧合支持技术，在体外生命支持体系中迈出坚实一步。ECMO系统包括离心泵、氧合器3381型（聚丙烯腈膜）及其连接管路，通过动、静脉插管与机体大血管形成回路，将血液从体内引到体外，经膜肺氧合再用泵将血灌入体内，可进行长时间心肺支持。ECMO治疗期间，驱动泵使血液周而复始地在体内流动，此时膜式氧合器可进行有效的二氧化碳排除和氧的摄取，全身氧供和血流动力学处在相对稳定状态。为肺功能
15、和心功能的恢复赢得宝贵时间(见图40-2)。贾丽芳等用动物模型实验进一步证实，采用ECMO合用CRRT模式治疗肺、肾衰竭动物模型。16只犬，制成急性呼吸窘迫综合征(ARDS)合并ARF模型,随机分为A、B两组，每组8只。A组单纯用高通量血液滤过治疗(HVHF)治疗；B组以HVHF联合ECMO治疗。结果表明，HVHF+ECMO组各项血气、心肺血管动力学、肾功能指标均优于单纯HVHF组，表明HVHF合用ECMO治疗肾、肺衰竭是有效的，实验证实CRRT合用ECMO治疗ARDS是有良好的效果。 图40-2 ECMO连接示意图 ( ECMO的基本结构包括：血管内插管、连接管、 动力泵（人工心脏）、氧合器)ECMO在新生儿呼吸衰竭的急救中发展迅速，目前已成为对机械通气和药物治疗无效的新生儿呼吸衰竭的标准治疗方法，平均存活率由早期的20%提高到目前的82%。对治疗儿童呼吸衰竭的效果也显著提高，平均存活率由早期的10%提高到目前的39%66%，成人成功率略低但也超过了50%。与常规机械通气
