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第三章 急性肾损伤的危险因素与分级管理
一、概述
肾脏具有充足的储备功能,可以承受多种打击而不发生显著的结构或功能改变。因此,肾功能的任何急性变化常常提示严重的系统紊乱及不良的临床预后。一旦出现急性肾损伤(acute kidney injury,AKI),患者的病死率及治疗费用将明显升高。因此,早期识别AKI的危险因素并管理高危患者,是降低AKI发生率及改善临床预后的重要手段。
二、急性肾损伤的危险因素
(一)根据患者的暴露情况和易感因素评估危险因素
多种暴露因素可导致AKI的发生。然而,由于个体差异性,不同个体在面对同一种暴露因素时,发生AKI的概率并不相同。因此,在分析危险因素时应同时考虑外部环境的暴露情况和患者自身的易感因素。KDIGO指南推荐根据患者的易感因素和暴露情况对AKI的风险进行分层(表3-1)。
表3-1 急性肾损伤的危险因素:暴露和易感因素
(二)通用易感因素
大部分AKI患者中出现的易感因素即通用易感因素,通常包括脱水状态、高龄、女性患者、慢性肾功能障碍病史及慢性合并症。
1.脱水/容量不足
细胞外液减少是最常见、且容易被快速纠正的危险因素。临床医师应通过了解近期液体出入量、完善体格检查及实验室检查来判断患者的容量状态。同时,应注意患者的蛋白水平,低蛋白血症被认为是AKI的独立危险因素。
2.高龄
尽管对高龄尚无准确界定,诸多研究表明65~75岁以上患者罹患AKI的风险明显升高。尤其是使用造影剂、氨基糖苷类药物及心脏手术等暴露情况时。
3.女性
多项针对医院获得性AKI的观察性研究中显示,女性患者罹患AKI的风险及诊断AKI一年后出现慢性肾功能障碍或死亡的风险更高。
4.慢性合并症
慢性肾功能障碍是最常见的AKI危险因素。慢性肾功能障碍患者的肾小球滤过率(glomerular filtration rate,GFR)发生轻微变化,即可造成明显的血肌酐升高。糖尿病肾病所致慢性肾功能障碍患者出现AKI的风险更高。一旦慢性肾功能障碍患者发生AKI,肾脏功能恢复的可能性远小于既往正常的人群。合并糖尿病的心脏手术和使用造影剂的人群更易出现医院获得性AKI。心功能不全(心脏手术患者射血分数<35%和非心脏手术患者射血分数<50%)是造影剂相关急性肾损伤(contrast-induced acute kidney injury,CI-AKI)和医院获得性AKI的独立危险因素。恶性肿瘤患者,尤其是多发性骨髓瘤患者在面对容量不足、肾毒性药物和造影剂的使用时更易出现AKI。结缔组织病及酒精中毒患者在罹患AKI后则很难恢复初始肾功能。
(三)心脏手术相关急性肾损伤的危险因素
AKI的暴露情况中,最重要的是脓毒症、心脏手术和使用造影剂。其中,脓毒症相关AKI和CI-AKI将在其他章节中详细介绍。
约25%的心脏术后患者会发生AKI。由于对心脏手术相关急性肾损伤(cardiac surgery-associated acute kidney injury,CSA-AKI)的定义不尽相同,目前尚无明确的发病率报道。一项根据RIFLE标准定义CSA-AKI的研究显示,CSA-AKI的发病率为15.4%,其中R级、I级和F级AKI的发病率分别为9%、5%和2%。除上述通用易感因素外,CSA-AKI的易感因素见表3-2。
表3-2 心脏手术相关急性肾损伤的易感因素
(四)急性肾损伤的风险评估
进行AKI风险评估时,应综合考虑多方面因素。比如,对于发展中国家,腹泻引起的容量不足是AKI的首要危险因素,而对于发达国家,则更应该注意大手术尤其是心脏术后AKI的发生情况。准确识别不同临床环境中的高危患者是预防AKI发生的根本要素。
推荐通过以下四个方面进行评估:①实际临床场景:结合患者的症状、体征及暴露情况进行综合评估,比如,患者是否面临大手术/心脏手术、多发伤/烧伤、脓毒症、腹泻、机械通气、肾毒性药物的使用(ACEI与ARB、万古霉素、氨基糖苷类及非甾体类抗炎药)、血管活性药物及造影剂的使用等危险因素;②既往健康状态:年龄>65岁、低收入国家患者、黑色人种、BMI≥30kg/m 2、糖尿病、高血压、慢性肾脏疾病/曾诊断为AKI、心功能不全、肝硬化、慢性阻塞性肺病、恶性肿瘤及既往服用肾毒性药物等均增加AKI的发生风险;③体格检查:临床医生应注意对血流动力学(如心率、血压)、脱水状态、外周组织水肿/腹水或肺部啰音及尿量进行监测;④实验室检查:应动态监测血肌酐、尿量、GFR估算值、血色素、尿常规(是否存在蛋白尿或血尿)及AKI早期生物标记物等。
风险评估应贯彻在疾病的发生发展过程中,推荐在四个阶段进行风险评估:①接受预期暴露前,应首先考虑患者自身的易感因素,尤其应注意接受某些暴露情况时AKI风险将大幅提高的特定易感人群,如接受心脏手术的心功能不全患者及接受造影剂的多发性骨髓瘤患者;另外,应注意评估暴露的种类及严重程度;②接受特定暴露后,患者的基因多态性决定了其额外易感因素。基因多态性决定了患者的炎症反应强度,如过多表达TNF-α、IL-6、IL-8,或IL-10表达减少可明显增加炎症反应程度,从而影响AKI的发生率。某些特定情况下,基因突变可成为AKI的危险因素,如生活在疟疾高发区的葡萄糖-6-磷酸脱氢酶缺乏患者在面对某些感染(如伤寒、梅毒、肝炎)时,可因血管内溶血而成为AKI的高危人群。另外,基因突变使血浆中血管性血友病因子裂解蛋白酶(ADAMTS-13)减少,增加了严重感染时血栓性微血管病(溶血尿毒综合征,血栓性血小板减少性紫癜)的风险,从而易出现AKI;③明确诊断AKI后,应对肾功能状态进行评估。多种临床异常情况(低血容量或低血压等)可使正常的肾功能下降,临床表现为少尿和血肌酐升高,这可表现为“一过性(transient)肾损伤”,抑或是AKI的早期阶段。近来这一导致AKI的前期表现被提议命名为“急性肾脏应激(acute kidney stress)”。临床医师应结合AKI生物标记物对患者的肾脏状况进行评估。一旦发展为急性肾衰竭或急性肾小管坏死,意味着患者已出现了“持续性(persistent)AKI”;④患者肾功能开始恢复后,应评估其后遗症的发生风险。约1/3的AKI患者在1年后仍需要肾脏替代治疗(RRT),而其他后遗症,如心血管事件或死亡则需要长达20年的跟踪随访。AKI是慢性肾功能障碍的独立危险因素,其持续时间和严重程度影响患者从AKI转化为慢性肾脏病(chronic kidney disease,CKD)的发生率。不同人群中,AKI患者在一年后发展成为终末期肾病的比例为1%~64%。
三、急性肾损伤的分级管理
目前尚无可逆转AKI的针对性治疗,因此早期识别并管理AKI高危人群和尚无临床表现的潜在AKI人群是改善临床预后的基本策略。临床应密切监测高危人群的血肌酐和尿量,一旦诊断AKI后应尽快明确病因,并根据血肌酐和尿量进行严重程度分级。由于AKI的严重程度直接影响了患者的短期肾功能恢复与长期预后,因此,应根据AKI严重程度的分级施以相应的临床干预措施。对于AKI高危人群,应祛除危险因素并避免额外的肾损伤,同时严密监测肾功能的变化。一旦诊断为AKI,应尽快明确AKI的病因。针对AKI 2级或3级患者,临床管理应以处理肾功能障碍所致的并发症为主。
(一)急性肾损伤高危人群
1.尽可能停用肾毒性药物
多种药物可以导致肾损伤,如氨基糖苷类、糖肽类和两性霉素B等抗生素以及非甾体类抗炎药物,临床上应尽量避免使用。
2.评价容量状态并保证恰当的肾脏灌注
维持恰当的容量状态是预防AKI发生、阻止AKI病程进展的基本条件。循环容量不足使肾脏灌注减少,直接导致AKI的发生或恶化AKI患者的肾功能;容量超负荷也可恶化肾功能。因此,积极评价容量状态并保证恰当的血容量和灌注压是AKI高危人群及AKI患者的首要管理方案。
扩容是纠正容量不足的根本手段,但能否通过扩容改善患者全身血流动力学状态并改善肾脏灌注是临床面临的难题。输液对全身血流动力学的影响取决于心脏的Frank-Starling曲线。Frank-Starling曲线分为两个阶段,第一阶段为陡峭的上升支,此时每搏量(stroke volume,SV)高度依赖于前负荷;第二阶段为平台支,此时增加前负荷难以改善SV。心脏做功处于第一阶段时,容量复苏可提高SV并增加心输出量。相反,若处于第二阶段时,输液不但不能改善心输出量,反而增加组织水肿等不良反应。在某一特定前负荷时,SV取决于心室收缩力,必要时应考虑通过提高心肌收缩力来增加心输出量。容量反应性试验是评价心脏处于Frank-Starling上升支或平台支的方法。经典容量反应性试验为快速(15~20分钟)输注晶体液500ml后监测血流动力学变化,若SV或心输出量在基线值的基础上明显增加(≥10%~15%)则提示患者存在容量反应性,此时输液可通过增加心输出量而改善肾脏灌注。由于液体输注是不可逆的,对AKI高危人群和AKI患者存在着一定的风险,因此应考虑其他功能性血流动力学监测。
3.功能性血流动力学监测
通过被动抬腿试验(passive leg raising,PLR)或监测机械通气患者的动脉脉搏变异度来评价容量反应性。
将患者躯体从半卧位转为平卧位而下肢抬高45°时,在重力作用下,下肢静脉回流量可增加约300~500ml,从而增加右心前负荷。右心容量反应性良好时,右心前负荷增加引起右心输出量增加,进而增加左心充盈。若左心处于Frank-Starling曲线上升支,将引起左室SV和心输出量增加。因此,临床可通过观察PLR后SV或心输出量的改变来判断患者的容量反应性。
正压机械通气(控制通气,患者无自主呼吸)过程中,左室SV随着胸腔内压力反复增高(吸气与呼气的转换过程中)而发生周期性改变。吸气时随着胸膜腔内压的升高,左室前负荷增加(肺血管受到挤压导致左心静脉回流增加)而后负荷下降(胸腔内主动脉跨壁压力下降),但胸膜腔内压的变化并不影响外周血管阻力,因此在吸气期间,左室SV增加;反之,在呼气期间左室SV下降。在一次独立的呼吸周期中,每次心脏搏动时动脉脉压的变异直接反映了每次心搏时左室SV的变化。SV变化的幅度主要由左室舒张末容积决定,因此SV的变异程度也代表了左室舒张末容积的变化。每搏量变异度(stroke volume variation,SVV)与脉压变异度(pulse pressure variation,PPV)通过记录单位时间内每次心脏搏动时的SV和脉压的变异程度(以百分数表示),以此预测容量反应性。一般认为PPV≥13%或SVV≥10%时,患者存在容量反应性。另外,通过超声评价下腔静脉变异度及主动脉峰值流速变异度也可较为准确地判断容量反应性。
4.监测血肌酐与尿量
严密监测血肌酐、尿量和尿液检查有助于早期诊断AKI、鉴别AKI病因、对AKI严重程度进行分级以及评价患者预后。
留置导尿管并监测尿量,为AKI的病因分析提供线索。对于无尿型AKI,应及时拔除尿管以避免泌尿系感染。值得注意的是,对容量不足的早期干预及利尿剂的使用导致越来越多的尿量正常型AKI。尿量也不再是肾脏灌注的可靠指标,且根据尿量指导液体复苏可导致复苏不彻底或容量超负荷。无尿通常是肾小球滤过停止(如急性进展性肾小球肾炎、急性皮质坏死、肾动静脉梗阻)或输尿管梗阻的表现。少尿和多尿的交替性改变通常是泌尿系梗阻患者体位改变引起的结石位置变化所致。少尿多为肾前性病因所致,而肾性和肾后性AKI均可表现为各种类型的尿量改变。
尿液检查有助于鉴别AKI的病因。一般而言,肾前性和肾后性AKI患者的尿检基本正常,而尿检异常则往往提示肾性病因。然而在浓缩的、高比重、酸性尿液中,肾前性病因亦可使尿检中发现管型(Tamm-Horsfall蛋白的沉积)及细胞成分。尿常规中可见少量蛋白而尿蛋白检测(磺基水杨酸法)却显示为大量蛋白,往往提示尿液中存在蛋白轻链。尿常规存在中到大量尿蛋白时,应行尿蛋白定量检测;尿蛋白超过1~2g/d时,提示肾小球病变。肉眼及镜下血尿往往提示肾小球、血管、间质及其他器质性肾脏损伤(如结石、肿瘤、感染及创伤)。尿沉渣可见红细胞管型强烈提示肾小球或血管受损,但应注意急性间质性肾炎亦可造成血尿。肌红蛋白尿和血红白蛋尿所致AKI时,典型尿检表现为隐血试验阳性而无红细胞。尿液检查中见大量白细胞及白细胞管型提示肾盂肾炎或间质性肾炎。嗜酸性粒细胞尿通常是非特异的,但在过敏性间质肾炎及胆固醇栓塞所致AKI的患者中具有诊断价值。大量尿酸盐结晶提示急性尿酸性肾病或肿瘤溶解综合征。草酸盐结晶可见于乙烯或乙二醇中毒、空肠回肠旁路术及大剂量Vit C摄入。药物相关尿结晶形成多见于磺胺类、茚地那韦及氨苯蝶啶。
肾前性AKI和肾性AKI的鉴别诊断参考本书第四章第三节。
5.避免高糖血症
重症患者常并发应激性高血糖。约32%~38%的住院患者出现高血糖,术后患者出现高血糖的比例更高,约40%的非心脏术后患者及80%的心脏术后患者发生了高糖血症。
高糖血症通过多种病理生理机制产生全身影响,最终增加住院患者病死率。血糖升高可损伤白细胞功能而增加感染风险;急性血糖升高可激活NF-κB通路产生TNF-α、IL-6、纤溶酶原激活物抑制剂-1(PAI-1)等,使机体的毛细血管通透性增高、加重炎症反应和高凝状态;同时产生过多的活性氧化物(ROS)并加重组织损伤。高糖血症可激活氧化应激、降低肾脏皮质灌注、损伤内皮细胞进而加重肾损伤。患者一旦出现AKI,将导致“胰岛素抵抗现象”加重及肾脏清除胰岛素的能力下降,进而加重高血糖状态。另一方面,肾脏糖异生能力下降,使患者出现血糖波动甚至增加低血糖的发生风险。严重肾损伤需要行RRT时,应注意置换液配方中的葡萄糖含量及枸橼酸抗凝剂所带来的额外热卡摄入,同时也应注意RRT对血糖的清除。
早期的临床试验与系统评价认为,严格控制血糖(血糖控制在80~110mg/dl)可使AKI发生率下降。但随之而来的低血糖风险不容忽视。一项多中心、针对不同ICU人群应用胰岛素与血糖控制的研究(GLUCOCONTROL试验)因严格血糖控制组出现低血糖的风险明显高于传统血糖控制组而被迫终止试验。近期的大型临床试验发现,严格控制血糖并不能改善肾脏预后。最近的系统评价结果也证实严格控制血糖不能降低AKI的发生率,且明显增加低血糖的发生风险。
KDIGO指南推荐,对于重症患者应使用胰岛素预防严重高血糖,建议将平均血糖控制在150mg/dl以下。同时应避免严重低血糖的出现,维持血糖不低于110mg/dl。
6.尽量避免使用造影剂
应用造影剂是AKI的重要暴露因素,由此引起的急性肾损伤称之为CI-AKI,也称造影剂肾病(contrast-induced nephropathy,CIN)。CI-AKI是住院患者新发AKI的第三位原因,仅次于肾脏低灌注和肾毒性药物,病死率高达34%。关于CI-AKI的发病机制、临床表现、预防及治疗等相应内容在“造影剂相关肾损伤”章节中详细介绍。AKI高危人群应尽量避免应用造影剂。
(二)急性肾损伤患者
1.明确AKI的潜在病因与病因
一旦出现AKI,除采取上述高危患者管理策略外,应尽快明确患者的潜在病因及病因,避免进一步的肾损伤并为肾功能恢复提供可能。引起AKI的病因可概括为肾前性、肾性及肾后性因素。
(1)肾脏灌注减少(肾前性):
①全身血管内容量减少:细胞外液丢失(烧伤、腹泻、呕吐、利尿剂的应用、原发性肾上腺功能障碍、消化道出血),细胞外液潴留(胰腺炎、烧伤、创伤、肾病综合征、营养不良、严重肝病);②心输出量下降:心肌功能障碍(心肌梗死、心律失常、缺血性心肌病、心肌病、瓣膜性心脏病、严重肺心病);③外周血管舒张:药物(降压药),脓毒症,其他(肾上腺皮质功能障碍、高镁血症、高碳酸血症、低氧血症);④严重肾血管收缩:脓毒症,药物(非甾体类抗炎药、β-受体激动剂),肝肾综合征;⑤肾动脉机械性梗阻:血栓栓塞,其他(栓子、创伤等)。
(2)肾实质与血管性疾病(肾性):
①肾血管性疾病:血管炎,恶性高血压,硬皮病,血栓性血小板减少性紫癜,溶血尿毒综合征,弥漫性血管内溶血,深静脉血栓形成等;②肾小球肾炎:膜增生性肾小球肾炎,急性快速进展性肾小球肾炎(特发性、结节性多动脉炎、系统性红斑狼疮、韦格纳肉芽肿、显微镜下多血管炎、肺出血肾炎综合征、Henoch-Schonlein紫癜、药物);③间质性肾炎:药物(青霉素、磺胺、利福平、环丙沙星、西咪替丁、质子泵抑制剂、苯妥英、卡托普利、噻嗪类利尿剂、呋塞米、布美他尼、别嘌呤醇、非甾体抗炎药),高钙血症等;④感染:脓毒症或全身炎症反应引起的非特异性改变,特殊病原体(军团、螺旋体、立克次体、汉坦病毒、念珠菌、疟疾),特殊部位感染(细菌性心包炎、内脏脓肿、肾盂肾炎);⑤浸润:肉芽肿,淋巴瘤,白血病等;⑥结缔组织病;⑦肾小管坏死:肾脏缺血性改变,肾毒性药物(氨基糖苷类、造影剂、重金属、有机溶剂、其他抗生素),有颜色尿液(肌红蛋白尿、血红蛋白尿);⑧肾小管内因素:结晶沉积(尿酸、草酸),甲氨蝶呤,磺胺,茚地那韦,蛋白沉积(轻链、肌红蛋白、血红蛋白)。
(3)输尿管梗阻(肾后性):
①肾外因素:输尿管/骨盆损伤,实质性梗阻(肿瘤、结石、血凝块、脓球、真菌球),外周性梗阻(腹膜后及骨盆的恶性肿瘤、纤维化、结扎、腹主动脉瘤);②膀胱:前列腺增生,凝血块,肿瘤,神经源性膀胱功能障碍;③尿道:狭窄,包茎。
2.启动无创诊断性检查或考虑有创诊断性检查
对于已诊断为AKI的患者,应开展无创影像学检查进行病因学诊断。对存在梗阻性病因可能的患者进行超声检查,一旦超声发现膀胱残余尿量小于50ml且未见肾盂肾盏增宽即可除外泌尿系梗阻;对于合并容量不足的患者可能存在假阴性结果,应在容量复苏之后再次进行超声评价。超声对于肾脏大小的评价有助于了解既往肾脏状态及病因诊断,肾脏缩小合并回声增强提示慢性肾衰竭,无肾盂积水的肾脏增大多见于急性肾小球肾炎。超声造影可对肾脏血流及灌注改变进行可视化检查。超声多普勒检查缺血性AKI时,由于肾脏血管收缩导致肾血流减少,肾脏阻力指数多大于0.75,而肾前性氮质血症患者肾脏阻力指数多小于0.75。CT平扫虽不及超声检查经济、便捷,但有助于评价腹膜后肿物。
对于经过临床评价、尿液检查及实验室检查仍不能明确AKI病因的患者,应考虑急性快速进展性肾小球肾炎及过敏性间质性肾病,并行肾脏活检。若患者合并全身性症状,如持续发热和贫血,应考虑行肾脏活检以除外骨髓瘤、心包炎、冷球蛋白血症和胆固醇栓塞等病因。
3.调整药物剂量
临床上许多药物或其代谢产物需经肾脏代谢或排泄。人体流经肾脏的血流量十分丰富,可占到心输出量的20%~25%,药物或其代谢产物流经肾脏时常常使肾小球血管床、肾小管腔和肾间质处于相对较高的药物浓度状态,从而增加了肾损伤的风险。
对于已经出现了肾损伤的患者,要注意根据患者当前的肾功能状态调整药物剂量,避免进一步加重肾损伤。对于主要经过肾脏来清除的药物,临床上将肾小球滤过率作为调整药物剂量的依据。常用于估算GFR的三个公式:Cockcroft-Gault公式、肾病饮食修正公式(Modification of Diet in Renal Disease,MDRD)和慢性肾脏病流行病学合作研究公式(Chronic Kidney Disease Epidemiology Collaboration,CKD-EPI)。每个公式都以血肌酐为主要计算参数,同时对年龄、性别、体重或/和种族这些影响因素进行了校正,MDRD和CKD-EPI公式还以标准的体表面积1.73m 2予以了校正。应该注意的是,每个公式在临床实践中都有独特的地位和局限性。对于接受了RRT的AKI患者,由于RRT对药物的“清除”作用,对药物代谢特别是抗生素的代谢产生了影响。因而需要调整抗生素剂量,必要时监测血药浓度,以达到抗生素的充分治疗,同时降低药物毒副作用的目的。
关于AKI以及接受RRT的患者如何调整抗生素剂量的问题,请参考本书第九章第一节。
4.考虑肾脏替代治疗
开始RRT的绝对适应证包括:①顽固性高钾血症(>6.5mmol/L);②严重代谢性酸中毒(pH<7.15);③对利尿剂无反应且已引起器官功能障碍的液体超负荷,如急性左心衰、肺水肿等;④出现尿毒症性并发症,如尿毒症性心包炎、脑病等。开始RRT的相对适应证包括:①对利尿剂无反应的液体超负荷;②肾脏功能急剧恶化,且潜在病因无法快速逆转,行呋塞米应激试验(呋塞米,1.0~1.5mg/kg一次性静脉注射)后的2小时尿量<200ml。
5.尽量避免锁骨下静脉置管
一旦需要RRT,患者需要经深静脉留置双腔透析管。导管与静脉壁的接触被认为是导管相关血栓形成和血管狭窄的初始因素。右侧颈内静脉能沿着比较直的路径进入右头臂静脉和上腔静脉,因此可以最少的接触静脉壁。导管插入锁骨下静脉则要经过一个及以上的夹角,这就可以解释锁骨下静脉导管比颈内静脉导管具有更高的接触静脉壁和血栓/血管狭窄产生的风险。尽管通常认为锁骨下静脉导管具有最低的感染发生率,但由于其可以导致中心静脉狭窄并危及后续永久性血管通路的建立,KDIGO指南不推荐使用锁骨下静脉作为RRT的血管通路。建立RRT的血管通路时,考虑顺序如下:第一选择为右侧颈内静脉;第二选择为股静脉;第三选择为左侧颈内静脉;最后选择为肢体优势侧的锁骨下静脉。
6.考虑转入ICU治疗
一旦患者诊断为AKI 2级,临床需要明确AKI的病因,启动血流动力学监测,动态监测血肌酐和尿量,还需要处理因肾功能下降所致的并发症,如高钾血症、容量超负荷、酸中毒、脑病、血小板功能障碍、贫血及免疫下降等。因此,AKI 2级或以上的患者应考虑转入ICU接受密切的监测和精准的治疗。
四、小结
AKI是可由多种病因所致的临床综合征,临床应根据患者的易感因素及暴露情况进行风险评估,强调对AKI高危患者或在AKI早期采取正确的干预措施。综合考虑患者的病因、AKI严重程度以及与AKI进展相关的各种因素后,采取祛除病因、动态监测肾功能和AKI早期生物标记物、改善肾脏灌注、避免使用肾毒性药物以及治疗AKI并发症等一系列集监测、预防和治疗于一体的集束化管理措施,以避免或减轻肾损伤,促进AKI患者肾功能的恢复。
(蒋怡佳)