鐘善傳,王 麗,周 斌綜述,徐立風(fēng)審校
戰(zhàn)創(chuàng)傷失血性休克的病理機制是由嚴重戰(zhàn)創(chuàng)傷所致的機體有效循環(huán)血量不足、組織灌流減少而出現(xiàn)器官功能障礙的一種綜合征?;颊叱霈F(xiàn)低體溫、酸中毒和凝血功能障礙被稱為“致死三聯(lián)征”,快速恢復(fù)有效循環(huán)并打破“致死三聯(lián)征”的威脅是提高戰(zhàn)創(chuàng)傷患者救治成功率的關(guān)鍵。美軍“戰(zhàn)術(shù)作戰(zhàn)傷員救護”(tactical combat casualty care,TCCC)2014版關(guān)于失血性休克患者的液體復(fù)蘇提出了推薦使用的順序,從高到低依次為:全血,血漿∶紅細胞∶血小板(1∶1∶1),血漿∶紅細胞(1∶1),單獨使用血漿或者紅細胞,羥乙基淀粉,晶體液[1]??煽闯鲅汉脱褐破肥且后w復(fù)蘇的首選。另外,損傷控制性復(fù)蘇(damage control resuscitation, DCR)臨床實踐指南提出,血漿、血小板和懸浮紅細胞的使用比例為1∶1∶1時,可重現(xiàn)新鮮全血的效果。在某些情況下,血漿可被用作活動性出血患者的主要復(fù)蘇液[2]。新鮮冰凍血漿(fresh frozen plasma, FFP)和普通冰凍血漿(frozen plasma, FP)是目前臨床應(yīng)用最多的血漿制品,冰凍血漿需要冷鏈運輸,并且在使用前需要專用的融漿機解凍(約30 min),解凍后在冷藏的條件下保存期僅為5 d[3]。因此,冰凍血漿的使用受到冷鏈運輸、存貯和融漿機等條件設(shè)備的限制,不利于它在戰(zhàn)場環(huán)境下的應(yīng)用。凍干血漿(freeze dried plasma, FDP)由于其獨特的優(yōu)勢成為研究的熱點,F(xiàn)DP是指采集單個獻血者的血漿或由多個不同血型獻血者的血漿按照一定比例混合后,經(jīng)過病毒滅活和冷凍干燥制成的固態(tài)粉末狀血液成分制品。FDP的主要成分與新鮮冰凍血漿基本相同,能夠有效增加循環(huán)血量、改善凝血功能、維持血管膠體滲透壓及血管內(nèi)皮功能[4]。本文就FDP在平戰(zhàn)時的應(yīng)用歷史與研究進展作一綜述。
1.1 早期的FDP從1918年開始就有醫(yī)師和科學(xué)家對人體血漿的各種性質(zhì)進行研究。美國人Max Strumia博士于1927年開始了一些最早期的血漿研究,并進行了將血漿轉(zhuǎn)化為無菌粉末的實驗。他發(fā)明了一種小型設(shè)備,能夠?qū)⒁簯B(tài)血漿冷凍并在真空下進行干燥,在1940年的美國醫(yī)學(xué)會(AMA)會議上介紹了他的發(fā)明成果[5]。1940年7月,當英國大量傷員需要輸血,英國軍方領(lǐng)導(dǎo)人呼吁美國紅十字會將血漿直接運送到倫敦,由于遠距離冷凍保存和運輸都很困難,F(xiàn)DP的研發(fā)工作迅速展開。1941年9月,美國國家血液替代品委員會批準將FDP輸注作為新的治療方法,F(xiàn)DP使用蒸餾水重構(gòu),并且其包裝設(shè)計可很方便地應(yīng)用于戰(zhàn)場環(huán)境[6]。據(jù)統(tǒng)計,在二戰(zhàn)期間,美國紅十字會采集了超過1300萬單位的血液,其中超過1200萬單位用于制備血漿,制備FDP超過600萬單位[5]。另外,英國生產(chǎn)FDP超過50萬單位,瑞典生產(chǎn)FDP約17萬單位[7]。因此,第二次世界大戰(zhàn)也通常被稱為“血漿戰(zhàn)爭”[5]。法國軍隊血液研究所早期FDP的生產(chǎn)從1949年持續(xù)到1984年,在中印戰(zhàn)爭期間向法軍提供了近4萬個單位[8]。
我國也進行了早期FDP的研究和生產(chǎn)。1951年,為適應(yīng)抗美援朝戰(zhàn)爭的需要,軍事醫(yī)學(xué)科學(xué)院生化系研究并制備了FDP。20世紀60、70年代,F(xiàn)DP的生產(chǎn)委托給了國家衛(wèi)生部的六大生物制品所和中國醫(yī)學(xué)科學(xué)院輸血醫(yī)學(xué)研究所[4]。研究者對早期FDP的保存方法、臨床應(yīng)用以及乙肝病毒傳播風(fēng)險等進行了報道[9]。
由于早期的FDP未經(jīng)病毒滅活去除處理,存在傳播肝炎和艾滋病等疾病的風(fēng)險,在隨后的一段時間內(nèi)FDP的研究與應(yīng)用曾一度停滯。
1.2 1990年后的FDP由于存在病毒傳播的風(fēng)險以及液體復(fù)蘇研究的興起,對血漿及FDP的研究和應(yīng)用在20世紀70、80年代明顯下降。當時業(yè)內(nèi)普遍認為失血性休克的原因就是血容量的丟失,因此主張大量補液,通過補充一定比例的晶體液和膠體液,使機體循環(huán)血容量和血壓盡可能地維持在正常水平[10]。然而,充分補液后救治成功率并不高,患者反而因為嚴重肺部并發(fā)癥而死亡,后來提出了“限制性液體復(fù)蘇”的概念[1,11]。20世紀90年代,隨著病毒滅活技術(shù)的快速發(fā)展,F(xiàn)DP再次成為戰(zhàn)創(chuàng)傷救治的研究熱點。與晶體和膠體復(fù)蘇液相比,血漿治療有幾個顯著的優(yōu)點,包括減少晶體輸注避免稀釋性凝血病,改善內(nèi)皮功能,保持生理pH值,以及血管內(nèi)容量維持等[12]。
20世紀90年代初,德國紅十字會血液服務(wù)中心(GRCS-W)使用有機溶劑/表面活性劑(S/D)病毒滅活方法制備FDP,這是一種混合血漿,截至2007年該產(chǎn)品的使用量超過30萬單位,沒有出現(xiàn)病毒傳播的報道。2007年,該產(chǎn)品改進到由病原體檢測后的單供體FDP(LyoPlas),血漿在捐獻后先冷凍保存4個月以上,在檢測人類免疫缺陷病毒(HIV)、甲型肝炎病毒(HAV)、乙型肝炎病毒(HBV)、丙型肝炎病毒(HCV)和PVB-19病毒等陰性后方可應(yīng)用于FDP的制備。該產(chǎn)品具有血型特異性,需同型輸注,可以預(yù)防與大容量相關(guān)的朊病毒感染風(fēng)險,并被批準用于民用。LyoPlas自2007年推出到2013年,共制備使用了23萬多個單位,其安全性與新鮮冰凍血漿相當[13]。
法國軍事血庫于1994年恢復(fù)了FLYP的生產(chǎn)并批準應(yīng)用于海外軍事行動,從1994年到2010年,該產(chǎn)品質(zhì)量提到不斷的提升,具有許多優(yōu)點,包括室溫下2年的保質(zhì)期,無血型特異性(血漿不含抗A和抗B抗體),6 min內(nèi)即可快速復(fù)溶重建,低病原體傳播風(fēng)險等[14]。2011年,法國醫(yī)療產(chǎn)品衛(wèi)生安全局(Agency for Sanitary Safety of Health Products,ANSM) 批準在無法獲得融化血漿的特殊環(huán)境或緊急條件下,F(xiàn)LYP可用于民用[8]。
南非國家生物制品研究所自1996年開始生產(chǎn)FDP,這是一種多供體(可多達1500人)混合的、S/D處理的、無血型特異性的民用FDP,在南非及其周圍幾個鄰國使用。該產(chǎn)品具有良好的安全記錄,但嚴重的蛋白S缺乏癥是Bioplasma FDP的使用禁忌癥[15]。
1.3 FDP新產(chǎn)品的研發(fā)進展近年來,多個國家開展了FDP的研發(fā)工作。美國有多款FDP產(chǎn)品正在研發(fā)中,2008年,HemCon生物技術(shù)公司根據(jù)美國陸軍的合同開始研發(fā)一款FDP,該方法是使用病原體篩查后的新鮮冰凍血漿生產(chǎn)的單供體FDP。由于商業(yè)原因,該研究于2013年結(jié)束。Entegrion公司自2008年開始在美軍項目支持下開發(fā)一種混合的S/D噴霧干燥血漿,該項目的目標是到2020年底前獲得FDA批準。Vascular Solutions公司2014年開始根據(jù)美軍研究項目開發(fā)FDP,該項目計劃在2021年底前完成產(chǎn)品的FDA批準[16]。截至目前筆者沒有找到這些項目是否獲批的資料,從最近的相關(guān)文獻來看,美國還沒有自己研制的經(jīng)FDA批準的FDP產(chǎn)品,F(xiàn)DA僅批準法國FLYP應(yīng)用于緊急軍事環(huán)境下[17]。
我國目前尚無新型FDP產(chǎn)品,并且由于其特殊性無法從國際公司獲得。近年來,國內(nèi)相關(guān)科研單位開展了血漿凍干工藝和凍干設(shè)備以及FDP新產(chǎn)品的研究,通過研究FDP通用性關(guān)鍵技術(shù)、改進凍干工藝和設(shè)備、建立病毒滅活去除平臺和改進病毒滅活方法等,將有望獲得具有血型通用性、良好的病毒安全性、均一性且血漿蛋白活性保持在較高水平的產(chǎn)品[18-21]。
2.1 FDP制備過程對凝血參數(shù)的影響在血漿冷凍干燥過程中,可能會導(dǎo)致某些凝血因子的活性降低。Bux等[22]通過比較起始新鮮冰凍血漿和LyoPlas產(chǎn)品,研究了FDP止血參數(shù)的變化。結(jié)果表明,凍干過程導(dǎo)致凝血參數(shù)的變化大多數(shù)小于10%,因子vWF活性損失最顯著(約25%),其余參數(shù)變化均保持在可接受范圍內(nèi)(20%以下)。對FLYP的研究也獲得了類似的結(jié)果,經(jīng)補骨脂素處理后的混合血漿冷凍干燥后,除因子V下降25%外,其余所有因子的變化范圍均在20%以內(nèi),大部分因子變化小于10%。另外,病毒滅活過程對凝血因子的活性也會產(chǎn)生影響。S/D處理法和補骨脂素聯(lián)合紫外線法是常用的FDP病毒滅活方法,這兩種方法對因子水平有不同的影響。S/D處理后因子vWF活性下降24%,因子V下降37%,蛋白S下降44%,α-2抗血漿蛋白下降79%,其他因子的降低程度較低。補骨脂素聯(lián)合紫外線法處理后因子Ⅶ降低23%,因子Ⅷ降低27%,纖維蛋白原降低28%,而其他因子變化較小[23]。令人欣慰的是,在病毒滅活和冷凍干燥的過程對凝血因子活性的影響似乎小于它們兩個的疊加。例如,補骨脂素聯(lián)合紫外線法處理后因子Ⅷ的活性保留率為73%,冷凍干燥的保留率為80%,而研究報道FLYP中因子Ⅷ的活性保留為62%~70%,高于預(yù)測的58%(73%×80%)[22]。
2.2 FDP的保存及對凝血參數(shù)的影響報道認為FDP蛋白在室溫下至少穩(wěn)定2年,利用海藻糖可提高FDP的儲存穩(wěn)定性[8, 24]。馬平等[25]對不同儲存條件下FDP中凝血因子活性的研究表明,室溫和25 ℃條件下保存半年后,凝血因子II、V、VIII、IX、XI仍能保持在80%以上。最近的研究表明,4 ℃和25 ℃條件下保存2年后,PT上升2%和10%,APTT上升4%和20%,因子V下降21%和30%,因子VIII下降15%和28%,纖維蛋白原濃度下降8%和19%。研究者還對血漿的pH值進行了檢測,發(fā)現(xiàn)-20 ℃冷凍保存2年的新鮮冰凍血漿PH值從7.35上升到7.75,而FDP在4 ℃和25 ℃條件下保存2年后pH值仍能保持在正常生理范圍(7.29和7.45)[26]。另一項研究顯示,F(xiàn)DP在4 ℃保存12個月后,纖維蛋白原和因子V略有下降;25 ℃保存12個月后,纖維蛋白原和因子V含量均顯著降低,INR顯著升高。在40 ℃保存12個月后,PT、APTT、纖維蛋白原、蛋白S及因子V、Ⅷ、vWF均顯著降低,INR顯著升高,且這些參數(shù)大部分都超出了實驗室標準范圍。因此,應(yīng)當盡量避免在40 ℃以上的高溫條件下保存[27]。另外一些研究也得出類似的結(jié)果[13,28-29]。
2.3 FDP對傷病員的治療效果有多項研究對戰(zhàn)傷傷員和平時創(chuàng)傷患者大出血后FDP治療的死亡率進行了研究,結(jié)果顯示30 d死亡率在10%~26%[14, 30-32]。其中有一項研究為隨機對照試驗(RCT),以普通冰凍血漿治療作為對照組,結(jié)果表明,使用FDP和普通冰凍血漿的兩組治療方案之間的患者30 d全因死亡率無統(tǒng)計學(xué)差異[30]。在FDP治療后凝血功能方面,Garrigue等[31]研究表明,在治療后45 min,F(xiàn)DP治療組的患者血漿纖維蛋白原、凝血因子II、因子V水平顯著高于普通冰凍血漿治療組,而PT顯著低于普通冰凍血漿治療組。Shlaifer等[32]報道FDP治療組傷員的INR要低于復(fù)方乳酸鈉溶液治療組。Nguyen等[33]報道FDP治療組患者的纖維蛋白原水平在3 h和24 h與冰凍血漿治療組均無顯著差異。另外,有研究者對FDP治療前后傷員的凝血功能進行了對比,結(jié)果顯示,與治療前相比,F(xiàn)DP治療后PT顯著降低[14]??偟膩碚f,對創(chuàng)傷后大出血傷病員進行FDP治療能顯著改善患者的凝血功能,其效果要優(yōu)于或相當于普通冰凍血漿。在不良反應(yīng)方面,大部分傷病員對FDP無明顯不良反應(yīng)。有少部分病人(4.6%,5/109)發(fā)生輸注困難,表現(xiàn)為無法輸注或輸注極緩;個別患者(0.9%,1/109)在輸注冰凍血漿后出現(xiàn)寒顫癥狀[30]。另有少量患者(1.4%,4/269)皮膚出現(xiàn)可自行消退的一過性紅斑[8]。在保護血管內(nèi)皮方面,F(xiàn)DP與新鮮冰凍血漿具有同樣的效果,可促進創(chuàng)傷相關(guān)糖萼損傷的再生,減輕血管內(nèi)皮損傷,恢復(fù)血管內(nèi)皮細胞連接的完整性和通透性,最終改善內(nèi)皮細胞功能,進而減輕炎癥,減輕失血性休克和創(chuàng)傷引起的器官損傷[34-35]。
早期血漿輸注對于提高創(chuàng)傷性大出血患者的生存率非常重要,在戰(zhàn)場或偏遠的平民環(huán)境中,難以在受傷后迅速將患者轉(zhuǎn)移到醫(yī)院,院前(戰(zhàn)場)輸注FDP是最好的選擇。隨著血漿凍干工藝和凍干設(shè)備的不斷改進,以及制備過程中生物大分子的活性保留和病毒滅活方法等研究的不斷深入,F(xiàn)DP在戰(zhàn)時和平時都將得到更為廣泛的應(yīng)用。本文總結(jié)了FDP的應(yīng)用歷史與研究進展,為今后的進一步研究和應(yīng)用提供一定的參考依據(jù)。