先天性心脏病是胚胎发育时期由于多种原因引起的心脏结构、血管形态及功能发育异常的一类疾病,是导致婴幼儿死亡的最主要原因。流行病学数据显示,CHD患病率约占活产婴儿的1%,我国每年新增CHD患儿约15～20万例[1]。鞠叶兰等[2]对85523例新生儿检测发现,1131例合并CHD,发病率为13.22‰。对于轻度CHD畸形患儿可自愈,无需特殊治疗,但严重CHD患儿常需手术治疗。近年来,体外循环快速发展,其有助于提高心内直视手术的安全性。文献报道,CHD患儿行CPB时可导致多种并发症发生,且以肾、肺损伤较常见[3]。急性肾损伤是CPB术后CHD患儿常见的严重并发症,具有较高的发病率及病死率。CHD患儿CPB术后AKI发生率为5%～30%[4]。严重AKI患儿缺乏有效的针对性治疗措施,可影响患儿生存率。因此,在AKI发生前,通过患儿临床资料评估AKI发生的影响因素及风险,进而采取预防措施,对降低其发生率、改善患儿预后有重要意义。既往研究表明,CPB时间、患儿年龄及体质量、术中深低温停循环等均可影响CPB术后AKI发生率,但尚缺乏统一定论[5]。高血糖、低蛋白血症、高乳酸血症影响成人心脏术后AKI患者预后,但尚未见在CHD患儿中的相关报道。本研究回顾性分析我院行CPB下心脏手术的560例CHD患儿的临床资料,探讨术后AKI发生的影响因素,并随访分析AKI患儿预后的危险因素。

1、对象与方法

1.1研究对象

选取2013年10月—2017年10月我院行CPB下心脏手术治疗的CHD患儿560例,男335例,女225例;年龄6～60(20.0±6.0)个月;体质量8.1～16.2(12.3±3.5)kg。

1.2纳入及排除标准

纳入标准:①符合CHD诊断标准[6],其中房间隔缺损150例,室间隔缺损136例,瓣膜畸形102例,动脉导管未闭79例,肺动脉狭窄43例,大动脉转位38例,法洛四联症12例;②年龄0.5～8岁;③首次手术治疗患儿。排除标准:①术前血肌酐>110μmol/L或患慢性肾脏疾病;②行手术治疗时未采用CPB;③同期行其他部位手术患儿;④术后48h内死亡患儿。

1.3AKI判断标准及分组

术后发生AKI标准:术后48h内患儿血肌酐升高≥26.5μmol/L或≥基线水平1.5倍或尿量<0.5ml/(kg·h)持续6h以上[7]。依据术后48h是否发生AKI,560例CHD患儿分为AKI组100例和非AKI组460例。

1.4方法

1.4.1手术方法:

患儿均采用标准麻醉方案、手术方案及CPB方法,术后均转入重症监护病房。手术正中开胸,CPB下修补畸形。间断性灌注心肌保护液(4︰1含血高钾停跳液或全晶体Custodial液)。CPB采用平流滚轴泵灌注,灌注流量、血红蛋白维持水平等依据文献[8]。若超滤至血红蛋白>100g/L,应用正性肌力药物。

1.4.2临床资料收集:

收集两组一般资料,心肺病史(心力衰竭或肺炎等),术前先天性心脏病手术风险评估共识评分(1～5分)[9]、左室射血分数(LVEF),术中资料(血糖、血红蛋白、乳酸值、主动脉阻断时间、CPB时间、是否深低温停循环等),术后指标[AKI分级、机械通气时间、低血压、术后48h内正性肌力药物分值、红细胞输注情况]等。AKI分级标准[8]:术后48h内血肌酐最高值是术前基础水平的1.5～2倍为1级;术后48h内血肌酐最高值是术前基础水平的2～3倍为2级;术后48h内血肌酐最高值≥术前基础水平的3倍为3级。IS=多巴胺+巴酚丁胺+米力农×15+肾上腺素×100+去甲肾上腺素×100+异丙肾上腺素×100[8]。

1.4.3随访:

术后对AKI组进行随访,每2个月随访1次,末次随访时间为2018年10月31日。观察AKI组死亡情况,记录患儿CPB下心脏术后美国纽约心脏病学会(NYHA)心功能分级、是否行肾脏替代治疗、住院时间、ICU入住时间等。

1.5统计学方法

采用SPSS22.0软件进行统计学分析。计量资料以均数±标准差(x±s)表示,比较采用t检验;计数资料以率(%)表示,比较采用χ2检验;采用多因素Logistic回归分析寻找AKI发生的影响因素,采用Cox回归分析寻找AKI患儿预后的影响因素。以α=0.05为检验水准。

2、结果

2.12组一般资料比较

AKI组年龄小于非AKI组,有肺炎或心力衰竭史比率、术前血肌酐、术中血糖、术后低血压比率均高于非AKI组,主动脉阻断时间、CPB时间均长于非AKI组,差异均有统计学意义(P<0.05或P<0.01)。见表1。

表1体外循环下心脏术后是否发生AKI的先天性心脏病患儿2组一般资料比较

2.2AKI发生的多因素Logistic回归分析

以单因素分析差异有统计学意义的因素(年龄、合并肺炎或心力衰竭史、术前血肌酐、术中血糖、主动脉阻断时间、CPB时间、术后低血压)为自变量,以是否发生AKI为因变量行多因素Logistic回归分析,分析结果发现年龄<12个月、有肺炎或心力衰竭史、术前血肌酐>70μmol/L、主动脉阻断时间>30min、CPB时间>45min是CHD患儿CPB下心脏术后AKI发生的危险因素(P<0.05或P<0.01)。见表2、3。

表2先天性心脏病患儿体外循环下心脏术后AKI发生的多因素Logistic回归分析赋值说

表3先天性心脏病患儿体外循环下心脏术后急性肾损伤发生的多因素Logistic回归分析

2.3随访结果

AKI组随访结束时共死亡18例,病死率18.0%,死因分别为低心排综合征7例,多器官功能障碍5例,感染性休克及心脏骤停各3例。

2.4AKI组死亡患儿与存活患儿一般资料比较

AKI组死亡患儿术后NYHA心功能分级Ⅲ～Ⅳ级比率、AKI分级3级比率、RACHS-1评分4～5分比率、术后行RRT比率均高于存活患儿,术前血肌酐、术中血糖、术后红细胞输注量、术后IS高于存活患儿,主动脉阻断时间、CPB时间长于存活患儿,差异均有统计学意义(P<0.05或P<0.01)。见表4。

表4先天性心脏病体外循环下心脏术后发生AKI死亡患儿与存活患儿一般资料比较

2.5AKI组患儿预后影响因素

以术后NYHA心功能分级(Ⅰ～Ⅱ级=0,Ⅲ～Ⅳ级=1)、AKI分级(1～2级=0,3级=1)、RACHS-1评分(1～3分=0,4～5分=1)、术中血糖(≤8.3mmol/L=0,>8.3mmol/L=1)等为自变量,以末次随访患儿生存状态(生存=0,死亡=1)为因变量进行多因素Cox回归分析,结果发现术后NYHA心功能分级Ⅲ～Ⅳ级(HR=1.50,95%CI:2.36,7.59,P=0.015)、术中血糖>8.3mmol/L(HR=1.27,95%CI:1.26,5.89,P=0.008)是CHDCPB下心脏术后发生AKI患儿的预后危险因素。

3、讨论

CPB是通过心、肺转流使血流不经过心脏,同时维持机体全身血流灌注的方法,是CHD患儿行心内直视术的必备条件。AKI是CPB下心脏术后常见并发症之一,既往认为术后发生轻中度AKI患者预后尚可,但最新研究发现,AKI不仅增加患者短期病死率及慢性病发生率,而且对患者的远期生存率也有较大影响[10,11,12]。大样本回顾性分析显示,AKI是CHD患者预后的影响因素,可明显降低患者生存率,且随AKI严重程度的加重,对患者生存率的影响越明显[13]。AKI的发生与CPB下心脏术中肾脏缺血再灌注损伤、微小血栓形成及内毒素释放引起的全身炎性反应有关[14]。CHD患儿CPB下心脏手术后AKI的发生机制与成人不同,表现为术后即刻血肌酐明显升高。因此,探讨CHD患儿CPB下心脏术后AKI发生的影响因素,进而提前干预或预防,对降低术后AKI发生、改善患儿预后至关重要。

本研究表明,560例CHD患儿CPB下心脏手术后AKI发生率为17.9%,符合文献[15]报道。本研究发现,年龄<12个月、有肺炎或心力衰竭史、术前血肌酐>70μmol/L、主动脉阻断时间>30min、CPB时间>45min是CHD患儿CPB下心脏术后AKI发生的危险因素。温昱鹏等[16]对150例非发绀型CHD患儿CPB术后发生AKI的因素进行分析,结果发现年龄<1岁患儿发生AKI的风险是年龄≥1岁患儿的4.81倍,与本文结果一致。可能原因为年龄较小的患儿,肾脏发育不完善,肾功能相对较差,对应激刺激及缺血再灌注损伤的抵抗能力及代偿能力较差,一定程度上增加了AKI的发生风险[12]。

有肺炎或心力衰竭史是影响CPB下心脏术后AKI发生的重要因素。肺炎或心力衰竭可改变患儿血流动力学,较少肾脏血流灌注,进而致肾脏细胞外液不足及钠含量降低,影响肾小管及肾小球的过滤及重吸收,致肾脏缺血;肺炎或心力衰竭导致肾损伤时,肾功能降低,对药物毒性耐受性降低,加重AKI损伤。本研究表明,有肺炎或心力衰竭史患儿发生AKI的风险明显增加,与文献[17]结果一致。

主动脉阻断时间及CPB时间过长可增加AKI发生风险。CPB过程中,患儿长时间处于低灌注状态,非搏动性血流引起脉压差较小,导致血管阻力增加、肾脏血流不足。另外,CPB过程中,血液与人工材料的接触可激活中性粒细胞,释放大量炎性因子和氧自由基,导致肾脏炎症损伤和氧化损伤[18]。主动脉阻断可影响冠状动脉血流灌注,导致心肌缺血,主动脉阻断时间越久,心肌缺血越严重,继而导致低心排综合征,激活补体系统、单核细胞及内皮细胞导致AKI[17]。温昱鹏等[16]报道,主动脉阻断时间>30min、CPB时间>40min是CPB下心脏术后AKI发生的独立危险因素,与本研究结果相符。提示CPB过程中如何缩短主动脉阻断时间及CPB时间,对降低术后AKI发生率有重要意义。

血肌酐是评估肾功能常用指标,肾功能受损时其水平升高。孙华东等[19]研究表明,心脏术后AKI患者血肌酐明显升高,且术前血肌酐诊断AKI受试者工作特征曲线下面积为0.75。本研究表明,术前血肌酐>70μmol/L是CHD患儿CPB下心脏术后AKI发生的危险因素。但因肾脏有一定储备能力,只有当肾功能严重受损时血肌酐才会明显升高,提示仅通过血肌酐水平难以敏感反映肾功能变化。

文献报道,CPB下心脏术后发生AKI患儿病死率为15%～30%[12]。本研究对100例发生AKI患儿进行随访,发现死亡18例,病死率18.0%,与既往文献[12]结果相符。AKI患儿预后与多种因素有关,如年龄、AKI分级及合并症等。NYHA心功能分级是评估患儿心力衰竭程度的常用指标。NYHA心功能分级Ⅲ～Ⅳ级患儿心力衰竭程度较严重,引起心肌重构、心肌收缩功能低下,导致低心排综合征。张博成等[20]对121例心力衰竭患者分析发现,随NYHA心功能分级的升高患者住院次数增加、住院时间延长,且合并贫血的程度越严重,病死率越高。本研究发现,AKI组死亡患儿CPB下心脏术后NYHA心功能分级Ⅲ～Ⅳ级比率明显高于存活患儿,Cox回归分析显示NYHA心功能分级Ⅲ～Ⅳ级是AKI患儿死亡的危险因素,与文献[20]结果相符。

心脏疾病与血糖关系密切。有学者监测心脏病患者术前血糖发现,48.4%的患者血糖异常[21]。围术期血糖波动>50mg/dl可显著增加成人心脏术后AKI的发生风险,且是成人心脏病患者预后的独立危险因素[22,23]。目前,术中血糖对CHD患儿CPB下心脏术后预后评估作用尚存争议。Yates等[24]认为,术中血糖升高(>6.5mmol/L)可降低心脏病患儿CPB后存活率。但有研究认为,CPB过程中血糖维持在4.4～6.1mmol/L并未改善心脏病患儿预后[25]。本研究显示,术中血糖>8.3mmol/L是CHDCPB下心脏术后发生AKI患儿的预后危险因素,与文献[8]报道相符。可能机制为:①血糖升高可激活Caspase-3信号传导通路,促进心肌凋亡;②高糖可上调核因子-κB表达,促进炎性反应,引起血流动力学不稳定;③渗透性利尿作用影响Frank-Starling机制,降低LVEF,影响心功能;④血糖升高可引起电解质紊乱及酸碱平衡失衡,引起代谢性酸中毒,加重组织损伤[26];⑤围术期血糖波动可激活血小板,致血液高凝状态,血栓形成。提示对CHD患儿应注意CPB下心脏术中血糖的控制,以改善预后。

综上所述,年龄(<12个月)、有肺炎或心力衰竭史、术前血肌酐升高(>70μmol/L)、主动脉阻断时间延长(>30min)、CPB时间延长(>45min)可增加CHD患儿CPB下心脏术后发生AKI的风险,CPB下心脏术中血糖的严格控制有助于改善术后AKI患儿的生存状态。临床工作中,可对高危患儿进行针对性干预,以降低术后AKI的发生率。

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