中华急诊医学杂志  2024, Vol. 33 Issue (11): 1552-1558   DOI: 10.3760/cma.j.issn.1671-0282.2024.11.014
碳酸氢钠平衡盐液对脓毒症患者预后及多糖包被的影响
张颖 , 陈齐红 , 于丽娜 , 袁俊 , 顾雪 , 袁周 , 杨朋磊     
扬州大学附属江都人民医院 扬州市江都人民医院重症医学科,扬州 225200
摘要: 目的 液体复苏是脓毒症治疗的重要手段,然而最佳的液体选择尚存在争议,本研究旨在探讨碳酸氢钠平衡盐液对脓毒症患者预后及多糖包被的影响。方法 本研究为单中心随机对照临床研究,选取2021年7月至2023年6月入住扬州市江都人民医院重症医学科,符合Sepsis 3.0诊断标准的成年脓毒症患者,按照随机数字表随机分配至碳酸氢钠平衡盐液组或生理盐水组,分别接受碳酸氢钠平衡盐液或生理盐水作为液体复苏和液体维持治疗的液体,临床医师根据容量评估决定输注的量及速度,比较两组患者30 d病死率,多个时间点外周血多糖包被降解产物浓度,重症监护病房(ICU)病死率,30 d内主要肾脏不良事件(MAKE30)发生率等临床结局的影响。采用酶联免疫吸附测定测定外周血多糖包被降解产物浓度。计数资料采用χ2检验,计量资料采取独立样本t检验进行统计学分析。结果 研究期间共纳入符合入选标准患者67例(碳酸氢钠平衡盐液组32例,生理盐水组35例)。两组间年龄、性别、基础疾病、入组时SOFA评分等基线数据均差异无统计学意义(P > 0.05)。碳酸氢钠平衡盐液组患者30 d病死率(28.1% vs. 40.0%)、ICU病死率(15.6% vs. 20.0%)及MAKE30(31.2% vs. 42.9%)低于生理盐水组,但差异无统计学意义(P > 0.05)。碳酸氢钠平衡盐液组患者第三天外周血蛋白聚糖-1(1 317.3±206.9) pg/mL、透明质酸(75.1±24.9)ng/mL和硫酸乙酰肝素(75.6±13.8)ng/mL水平明显低于生理盐水组[(1514.6±264.9)pg/mL,(96.5±25.4)ng/mL,(85.8±15.8)ng/mL](均P < 0.05)。结论 脓毒症患者使用碳酸氢钠平衡盐液复苏虽然不能明显降低30 d病死率,但可显著减少多糖包被的降解,减少高氯血症和酸中毒的发生。
关键词: 脓毒症    碳酸氢钠平衡盐液    多糖包被    病死率    
The effects of Sodium Bicarbonate Ringer's Solution on the prognosis and endothelial glycocalyx in sepsis patients
Zhang Ying , Chen Qihong , Yu Lina , Yuan Jun , Gu Xue , Yuan Zhou , Yang Penglei     
Department of Critical Care Medicine, Jiangdu People's Hospital of Yangzhou, Jiangdu People's Hospital Affiliated to Yangzhou University, Yangzhou 225200, China
Abstract: Objectives Fluid resuscitation is an important treatment for sepsis. However, the optimal choice of fluid is still controversial. This study aimed to investigate the effect of Sodium Bicarbonate Ringer's Solution on the outcome of patients with sepsis. Methods This was a single-center, prospective, randomized controlled clinical study, From July 2021 to June 2023, adult patients with Sepsis who met the diagnostic criteria of Sepsis 3.0 admitted to the Department of Critical Care Medicine of Jiangdu People's Hospital of Yangzhou were randomly assigned to the sodium bicarbonate ringer's solution group or the normal saline group according to the random number table. Patients received either sodium bicarbonate ringer's solution or normal saline as fluid for resuscitation and maintenance therapy. Clinicians determined the amount and rate of infusion based on volume assessment. The 30-day mortality, the degradation of endothelial glycocalyx degradation products at multiple time points, the mortality in intensive care unit (ICU), the incidence of major adverse renal events (MAKE30) within 30 days, and other clinical outcomes were compared between the two groups. Enzyme-Linked immunosorbent assay was used to determine the concentration of endothelial glycocalyx coating degradation products in peripheral blood. The count data were analyzed by χ2 test, and the measurement data were analyzed by independent sample t test. Results A total of 67 patients who met the inclusion criteria were enrolled during the study (32 patients in the sodium bicarbonate ringer's solution group and 35 patients in the normal saline group). There were no significant differences in baseline data such as age, gender, underlying diseases, and SOFA score at enrollment between the two groups (P > 0.05).The 30-day mortality (28.1% vs. 40.0%), ICU mortality (15.6% vs. 20.0%) and MAKE30 (31.2% vs. 42.9%) in the sodium bicarbonate ringer's solution group were lower than those in the normal saline group, but the differences were not statistically significant (P > 0.05). The levels of SCD-1(1317.3±206.9) pg/mL, HA (75.1±24.9) ng/mL and HS (75.6±13.8) ng/mL in the sodium bicarbonate ringer's solution group were significantly lower than those in the normal saline group [(1514.6±264.9) pg/mL, (96.5±25.4) ng/mL, (85.8±15.8) ng/mL] on the third day (all P < 0.05). Conclusion Although the use of sodium bicarbonate ringer's solution for resuscitation in sepsis patients cannot significantly reduce the 30-day mortality rate, but significantly reduce the degradation of polysaccharide coating, decrease the occurrence of hyperchloremia and acidosis.
Key words: Sepsis    Sodium Bicarbonate Ringer's Solution    Endothelial Glycocalyx    Mortality    

液体复苏是脓毒症患者治疗的关键环节,然而最佳复苏液体尚存在争议[1-2]。生理盐水是ICU最常使用的液体,然而生理盐水并非“生理”,大量使用可能引起高氯性酸中毒、增加肾损伤的风险[3-5]。平衡盐液更接近生理血浆成分,越来越受关注[6]。在一项Meta分析中发现,与生理盐水相比,平衡晶体液与脓毒症患者病死率降低相关[7]。碳酸氢钠平衡盐液是新一代的平衡盐液,对于血容量的补充、代谢性酸中毒的纠正有较好的临床效果[8]。在两项失血性休克的研究中表明使用碳酸氢钠平衡盐液复苏可更好的维持血流动力学稳定,降低休克相关并发症[9-10]。然而,碳酸氢钠平衡盐液是否改善脓毒症患者预后尚不清楚。

多糖包被是排列在血管内皮细胞管腔表面的一层蛋白,脓毒症时,多糖包被降解脱落,血管通透性增强、组织水肿、血管舒张功能失调,而静脉输液可促进多糖包被进一步降解[11-12]。有研究表明,液体复苏的类型及复苏的剂量会影响多糖包被的完整性[13]。在一项动物试验中发现,与生理盐水相比,乳酸钠平衡盐液可明显减少脓毒症休克大鼠多糖包被的损伤[14]。碳酸氢钠平衡盐液更符合生理,与血浆成分相近[15],可能对多糖包被损害更小。本次研究旨在探讨碳酸氢钠平衡盐液进行液体复苏时对脓毒症患者预后及多糖包被的影响。

1 资料与方法 1.1 研究设计

本研究为一项前瞻性、随机对照临床研究,研究对象是2021年7月至2023年6月入住扬州市江都人民医院重症医学科的脓毒症患者。该项研究由扬州市江都人民医院伦理会批准通过(批件号YJRY-2021-K004)。实验方案已在中国临床试验注册中心注册(注册号ChiCTR2100053514)。

1.2 研究对象及分组

纳入标准为符合Sepsis 3.0诊断标准的成年脓毒症患者(24 h内),并且患者本人或法定监护人自愿签署知情同意。排除标准:①孕妇或哺乳期;②终末期肾脏病需要维持性血液透析治疗;③已经或预期6 h内行肾脏替代治疗;④严重高钠、高氯血症患者;⑤曾被纳入本研究;⑥预计24 h内死亡;⑦研究者认为不适合入组的其他情况。满足纳入标准的患者按照随机数字表随机分配至碳酸氢钠平衡盐液组或生理盐水组,随机数字表由不参与临床工作的研究者利用SPSS软件生成。

1.3 干预措施

入组患者分别接受碳酸氢钠平衡盐液(500 mL/袋,恒瑞医药,中国)或生理盐水(500 mL/袋,四川科伦,中国)作为液体复苏和液体维持治疗的液体,临床医师根据患者器官灌注及容量状态的评估决定液体输注的用量和输液速度[16-17]。碳酸氢钠平衡盐液组中如不能使用碳酸氢钠平衡盐液作为溶媒时选择5%葡萄糖溶液或按照药品配伍要求溶液进行配制。生理盐水组尽量采用生理盐水作为溶媒,如不能使用生理盐水时选择5%葡萄糖溶液或按照药品配伍要求溶液进行配制。患者经充分的液体复苏后,仍然存在着组织低灌注或出现致命性低血压时,使用血管活性药物维持血压达到MAP > 65 mmHg或目标血压(1 mmHg=0.133 kPa)。

1.4 研究终点

⑴主要结局:30 d病死率;⑵次要结局:多糖包被;⑶其他临床结局:①入ICU日起30 d内MAKE30发生率;②ICU病死率;③ICU住院时间;④ICU期间因纠酸所采用碳酸氢钠的用量;⑤ICU内血管活性药物使用时长;⑥持续肾脏替代治疗(continuous renal replacement therapy, CRRT)使用率,使用天数;⑦ICU机械通气使用率,及无机械通气天数;⑧24 h液体复苏量;⑨药物相关的不良事件,高氯血症,高钠血症及代谢性碱中毒的发生率。

1.5 数据收集

所有患者性别,年龄,基础疾病,急性生理学与慢性健康状况系统评分Ⅱ(acute physiology and chronic health evaluation Ⅱ, APACHEⅡ评分),感染部位,序贯器官功能衰竭评分(sepsis-related organ failure assessment, SOFA评分)及快速序贯器官衰竭评分(quick sequential organ failure assessment, qSOFA评分),入ICU时间,第一次监测MAP,动脉血乳酸(Lac),72 h内生命体征,生化及常规检查,血气分析,24 h液体复苏量,血管活性药物使用情况,机械通气使用率及无机械通气时间及CRRT使用率、使用时长,ICU住院时间,ICU及30 d转归等。

1.6 多糖包被检测

入组即刻(Day0)、第1天(Day1)、第3天(Day3)抽取患者外周血,离心去后取上清液,80℃保持,采用酶联免疫吸附测定(ELISA)法检测多个时间点外周血多糖包被降解产物蛋白聚糖-1(serum syndecan-1, SCD-1)、透明质酸(hyaluronic acid, HA)和硫酸乙酰肝素(heparan sulfate, HS)水平[14, 18-20]

1.7 统计学方法

采用STATA 17.0软件进行统计分析。对连续性变量进行正态性检验,符合正态分布的计量资料以均数±标准差(x±s)表示,组间比较采用独立样本t检验,对于非正态分布的计量资料以中位数(四分位数)[M(Q1, Q3)]表示,组间比较采用Wilcoxon秩和检验。计数资料采用百分数(%)表示,组间比较采用χ2检验。以P < 0.05为差异有统计学意义。

2 结果 2.1 入组流程

2021年7月至2023年6月期间入住扬州市江都人民医院重症医学科患者中,符合Sepsis 3.0诊断标准的脓毒症患者共113例,根据排除标准排除46例:ICU住院时间小于24 h患者11例,终末肾衰患者6例,预计6 h内行肾脏替代治疗患者8例,预计24 h内死亡7例,严重高钠、高氯血症患者5例。最终共67例患者纳入研究,32例被随机分配至碳酸氢钠平衡盐液组,35例被随机分配至生理盐水组,入组流程如图 1所示。

图 1 患者入组流程图
2.2 基线数据特征

所有入组患者临床资料等基线数据特征见表 1,碳酸氢钠平衡盐液组与生理盐水组患者年龄、男性占比、BMI差异无统计学意义,两组患者基础疾病、危重症评分、乳酸水平均差异无统计学意义(P > 0.05)。两组患者中以腹部感染较为多见。

表 1 两组患者基线数据特征 Table 1 Baseline characteristics of patients in the two groups
项目 碳酸氢钠平衡盐液组(n=32) 生理盐水组(n=35) t/U/χ2 P值
年龄(岁)a 72.4±12.3 75.5±9.5 1.153 0.253
男性(例,%) 17(53.1) 25(71.4) 2.394 0.122
BMI(kg/m2)a 21.9±3.1 22.2±3.4 0.461 0.645
基础疾病(例,%)        
    高血压 16(50.0) 16(45.7) 0.123 0.726
    冠心病 5(15.6) 4(11.4) 0.253 0.615
    糖尿病 8(25.0) 13(37.1) 1.145 0.285
    COPD 2(6.2) 5(14.3) 1.153 0.283
感染部位(例,%)        
    肺部 6(18.8) 10(28.6) 0.887 0.346
    腹腔 21(65.6) 16(45.7) 2.680 0.102
    血流 1(3.1) 1(2.8) 0.004 0.949
    泌尿系 4(12.5) 8(22.9) 1.219 0.269
生命体征        
    体温(℃)a 37.4±1.3 37.2±1.0 -0.946 0.347
    呼吸(次/min)b 22(17, 26) 20(17, 27) -0.345 0.731
    心率(次/n)a 100±22 96±19 -0.751 0.455
    平均动脉压(mmHg)a 82±12 76±15 -1.977 0.052
实验室检查        
    WBC(×109/L)a 11.4±8.7 14.1±7.7 1.391 0.169
    Scr(umol/L)a 123.3±56.8 137.1±58.0 0.925 0.359
    Na+(mmol/L)b 133.7(130.5, 138.5) 131.0(125.9, 136.2) -1.596 0.115
    Cl-(mmol/L)b 105.4(100.2, 112.3) 104.8(100.5, 108.3) -0.633 0.529
    HCO3-(mmol/L)b 18.6(16.5, 21.7) 19.9(15.8, 23.1) 0.804 0.421
    Lac(mmol/L)b 2.6(1.8, 3.9) 2.4(1.6, 3.8) -0.844 0.399
    APACHE Ⅱa 20.9±8.2 22.3±7.2 0.701 0.485
    SOFAa 8.6±3.8 9.0±3.1 0.478 0.634
    qSOFAb 2(1, 2) 2(1, 2) -0.230 0.818
    感染性休克(例,%) 25(78.1) 28(80.0) 0.035 0.850
注:a为(x±s);bM(Q1, Q3);WBC为白细胞;Scr为血肌酐;Na+为血清钠离子;Cl-为血清氯离子;HCO3-为碳酸氢根;Lac为乳酸;APACHE Ⅱ评分为急性生理与慢性健康评分Ⅱ;SOFA为序贯器官功能衰竭评分;qSOFA为快速序贯器官衰竭评分;1 mmHg=0.133 kPa
2.3 主要结局

碳酸氢钠平衡盐液组30 d病死率为28.1%(9/32),生理盐水组30 d病死率为40.0%(14/35),虽然生理盐水组病死率高出碳酸氢钠平衡盐液组12%,但差异无统计学意义(P > 0.05),见表 2

表 2 两组患者主要结局及次要结局 Table 2 Primary and secondary outcomes in the two groups
项目 碳酸氢钠平衡盐液组(n=32) 生理盐水组(n=35) U/χ2 P
主要结局        
    30 d病死率(例, %) 9(28.1%) 14(40.0%) 1.045 0.307
次要结局        
    MAKE30(例, %) 10(31.2%) 15(42.9%) 0.962 0.326
    ICU病死率(例, %) 5(15.6%) 7(20.0%) 0.217 0.641
    ICU住院时间(d)b 4.9(3.2, 7.7) 5.9(3.0, 9.5) 3.731 < 0.001
    机械通气(例, %) 16(50.0%) 13(37.1%) 1.125 0.289
    无机械通气时间(d)b 12.9(2.5, 18.9) 9.0(3.6, 9.0) -12.931 < 0.001
    AKI(例, %) 17(53.1%) 20(57.1%) 0.109 0.741
    CRRT(例, %) 3(9.3%) 4(11.4%) 0.075 0.784
    CRRT时间(d)b 1.6(0.8 2.0) 1.6(1.2, 3.6) 1.235 0.216
    去甲肾上腺素使用时长(h)b 43.2(29.8, 83.0) 46.3(23.5, 104.3) 21.542 < 0.001
    5%碳酸氢钠(mL)b 100(100, 150) 125(100, 250) 67.169 < 0.001
注:a为(x±s);bM(Q1, Q3);MAKE30为30 d内主要肾脏不良事件;ICU为重症医学科;AKI为急性肾损伤;CRRT为持续肾脏替代治疗
2.4 碳酸氢钠林平衡液液对脓毒症患者多糖包被的影响

为进一步探讨碳酸氢钠平衡盐液对脓毒症患者多糖包被的影响,笔者采用ELISA法检查了脓毒症患者外周血多糖包被降解产物SCD-1、HA和HS水平。如表 3所示,入组时(Day0)碳酸氢钠平衡盐液组和生理盐水组外周血SCD-1、HA和HS水平差异无统计学意义(P > 0.05);入组第3天(Day3)碳酸氢钠平衡盐液组外周血SCD-1(1 317.3±206.9) pg/mL、HA(75.1±24.9) ng/mL和HS(75.6±13.8) ng/mL水平明显低于生理盐水组[(1 514.6±264.9) pg/mL,(96.5±25.4) ng/mL,(85.8±15.8) ng/mL),差异有统计学意义(P < 0.05)。

表 3 碳酸氢钠平衡盐液组及生理盐水组液体量(x±s) Table 3 The volume of fluid resuscitation in sodium bicarbonate ringer's solution group and normal saline group (x±s)
指标 碳酸氢钠平衡盐液组(n=32) 生理盐水组(n=35) t P
3 h试验液体复苏量(mL) 662.5±231.1 889.9±430.4 2.657 0.009
24 h试验液体复苏量(mL) 1 600.0±491.2 1 712.8±680.1 0.772 0.442
24 h生理盐水使用总量(mL) 1 000.3±523.7 2 948.0±989.7 9.929 < 0.001
24 h药物配伍使用生理盐水(mL) 1 000.3±523.7 1 235.1±414.2 2.044 0.045
24 h药物配伍5%葡萄糖量(mL) 577.5±378.0 192.8±270.2 -4.821 < 0.001
24 h白蛋白输入(g) 25.0±11.0 26.8±9.6 0.569 0.572
2.5 其他临床结局

碳酸氢钠平衡液盐组30 d内主要肾脏不良事件发生率、ICU死亡率较生理盐水组低,但差异无统计学意义。碳酸氢钠平衡盐液组ICU住院时间较生理盐水组短[4.9(3.2, 7.7) d vs. 5.9(3.0, 9.5) d,P < 0.05]。碳酸氢钠平衡盐液组无机械通气天数[12.9(2.5, 18.9) d vs.9.0(3.6, 9.0) d,P < 0.05]高于生理盐水组,并且碳酸氢钠平衡盐组血管活性药物使用时长[43.2(29.8, 83.0) h vs. 46.3(23.5, 104.3) h,P < 0.05]、纠酸所用5%碳酸氢钠[100(100, 150) mL vs. 125(100, 250) mL,P < 0.05]均明显低于生理盐水组。两组AKI发生率、CRRT使用率、使用时长均差异无统计学意义(P > 0.05)。碳酸氢钠平衡盐液组3 h液体复苏量低于生理盐水组[(662.5±231.1) mL vs. (1235.1±414.2) mL,P < 0.05],两组患者24 h液体量复苏量及白蛋白剂量差异无统计学意义(P > 0.05),碳酸氢钠平衡盐组药物溶媒使用的生理盐水低于生理盐水组[(1000.3±523.7) mL vs.(889.9±430.4) mL,P < 0.05],而5%葡萄糖溶液使用高于生理盐水组[(577.5±378.0) mL vs. (192.8±270.2) mL,P < 0.05],见表 2所示。

2.6 不良事件

表 4所示,碳酸氢钠平衡盐液组患者在入组第7天(Day7)钠离子[136.1(133.7, 148.3) mmol/L]、氯离子浓度[108.1(104.6, 115.0) mmol/L]明显低于生理盐水组[144.8(136.2, 144.7) mmol/L、113.8(109.3, 124.9) mmol/L,P < 0.05],而两组碳酸氢根浓度差异无统计学意义。进一步比较发现碳酸氢钠平衡盐液组高氯血症发生率明显低于生理盐水组[6(18.9%)vs.18(51.4%)],差异有统计学意义(P < 0.05),而两组高钠血症、碱中毒发生率差异无统计学意义(P > 0.05),见表 5表 6

表 4 碳酸氢钠平衡盐液及生理盐水复苏对脓毒症患者多糖包被的影响 Table 4 Effect of sodium bicarbonate ringer's solution or saline on Endothelial glycocalyx in patients with sepsis
指标 碳酸氢钠平衡盐液组(n=32) 生理盐水组(n=35) t P
SCD-1(pg/mL)        
    Day0 1769.9±212.4 1751.5±302.7 0.279 0.781
    Day1 1556.1±209.7 1606.5±274.0 0.814 0.419
    Day3 1317.3±206.9 1514.6±264.9 2.835 0.007
HA(ng/mL)        
    Day0 129.7±32.7 127.3±30.2 0.305 0.761
    Day1 92.1±26.3 104.5±29.9 1.721 0.090
    Day3 75.1±24.9 96.5±25.4 2.832 0.007
HS(ng/mL)        
    Day0 96.6±12.6 96.4±14.3 0.060 0.953
    Day1 88.6±15.5 88.4±15.4 0.055 0.956
    Day3 75.6±13.8 85.8±15.8 2.266 0.029
注:SCD-1为蛋白聚糖-1,HA为透明质酸,HS为硫酸乙酰肝素,Day0为入组即刻,Day1为第1天,Day3为第3天

表 5 碳酸氢钠平衡盐液对脓毒症患者Na+、Cl-及HCO3-的影响[M(Q1, Q3)] Table 5 Effects of sodium bicarbonate ringer's solution on Na+, Cl- and HCO3- in patients with sepsis[M(Q1, Q3)]
指标 碳酸氢钠平衡盐液组(n=32) 生理盐水组(n=35) t P
Na+(mmol/L)        
    Day0 133.7(130.5, 138.5) 131.0(125.9, 136.2) -1.596 0.115
    Day1 135.0(132.2, 139.4) 134.4(133.4, 141.2) -0.169 0.866
    Day3 134.2(130.7, 141.9) 139.2(132.1, 147.9) 1.551 0.127
    Day7 136.1(133.7, 148.3) 144.8(136.2, 144.7) 17.548 < 0.001
Cl-(mmol/L)        
    Day0 105.4(100.2, 112.3) 104.8(100.5, 108.3) -0.633 0.529
    Day1 108.9(104.2, 112.2) 108.7(106.2, 111.5) 0.065 0.948
    Day3 107.9(102.6, 112.1) 109.6(106.0, 112.9) 0.712 0.480
    Day7 108.1(104.6, 115.0) 113.8(109.3, 124.9) 11.718 < 0.001
HCO3-(mmol/L)        
    Day0 18.6(16.5, 21.7) 19.9(15.8, 23.1) 0.804 0.421
    Day1 21.2(18.6, 24.7) 20.9(17.2, 23.9) -1.538 0.128
    Day3 24.5(20.8, 28.2) 23.8(19.6, 28.1) -0.179 0.857
    Day7 26.7(23.6, 29.0) 23.6(20.0, 28.3) -8.635 0.732
注:NA+为血清钠离子,Cl-为血清氯离子,HCO3-为碳酸氢根,Day0为入组即刻,Day1为第一天,Day3为第三天,Day7为第7天

表 6 碳酸氢钠平衡盐液组和生理盐水组不良事件发生率 Table 6 Incidence of adverse events in the sodium bicarbonate ringer's solution group and the normal saline group
项目 碳酸氢钠平衡盐液组(n=32) 生理盐水组(n=35) χ2 P
高钠血症(例,%) 5(15.6%) 12(34.3%) 3.074 0.080
高氯血症(例,%) 6(18.9%) 18(51.4%) 7.765 0.005
碱中毒(例,%) 10(31.3%) 8(22.9%) 0.599 0.439
3 讨论

血容量相对和绝对减少是脓毒症重要的病理生理学机制,早期液体复苏可增加心脏的前负荷,使心输出量增加,从而改善组织器官灌注,对于脓毒症患者的救治尤为重要[2, 21]。指南推荐脓毒症患者选择晶体液作为复苏的一线液体,而最佳液体的选择仍然是一个争议的话题[1]。临床使用的平衡盐有多种:乳酸钠平衡盐液、醋酸钠平衡盐液及碳酸氢钠平衡盐液。乳酸钠平衡盐液中含有乳酸,易引起高乳酸血症,并且乳酸主要在肝脏和肾脏中被氧化代谢,可能会加重肝肾功能负担[22-23]。醋酸在人体内经过三羧酸循环,最终形成二氧化碳和水,减轻肝脏的压力,然而醋酸具有血管扩张作用,如果快速大量输注,则对心血管系统有抑制作用,因此醋酸钠平衡盐液对于部分脓毒症患者可能造成不良后果[5, 24]。碳酸氢钠平衡盐液作为一种较新的平衡盐液,近年来越来越受关注,但其在脓毒症患者中安全性及有效性不明确,故通过本次前瞻性随机对照研究,旨在探讨碳酸氢钠平衡盐液对脓毒症患者预后的影响。

碳酸氢钠平衡盐复苏可能降低重症患者病死率。在一项失血性休克患者的临床研究中,碳酸氢钠平衡盐液组患者28 d病死率低于生理盐水组,但差异无统计学意义[10]。一些研究发现,使用平衡盐液复苏与脓毒症患者病死率的降低有关[7, 25]。而目前为止,还未开展有关脓毒症患者进行碳酸氢钠平衡盐液与生理盐水比较的临床研究,此次研究中证实,与生理盐水相比,采用碳酸氢钠平衡盐液复苏降低脓毒症患者30 d病死率(下降11.9%),但并未达到统计学差异。本研究为单中心研究,总只有纳入了67例脓毒症患者。样本量小可能出现假阴性结果。这需要未来进一步多中心、大样本量研究来证实。此外,在本研究中,碳酸氢钠平衡盐液组因药品配伍要求(如奥美拉唑、血必净等),只能使用生理盐水作为溶酶,所以24 h内两组使用生理盐水量的差距只有2 000 mL左右,虽然达到了统计学差异,但仍然可能对主要研究结果产生影响。

多糖包被是覆盖于血管内皮细胞表面的一层带负电荷的凝胶样结构层,对血管通透性有屏障的作用[26]。而脓毒症时由于水解酶增加、液体复苏、促炎细胞因子、应激性血糖增高等多种因素引起多糖包被的脱落,引起血管通透性增加,组织水肿,有效循环血量降低[11, 18-20, 26-27]。其中间质水肿的增加影响肺内气体交换及组织供氧,可引起ARDS(急性呼吸窘迫综合征)形成、机械通气使用率增加;同时随着液体外渗,液体重分布,脏器灌注不足引起多器官功能障碍;此外多糖包被脱落、内皮损伤还将阻碍炎症的清除,以及引起血小板聚集、血栓形成的后果,因此减少内皮损伤对于有效血容量的维持、脏器功能保护及炎症因子清除十分重要[27-29]。临床常通过测量血清或血浆样本中多糖包被的循环成分或多糖包被的生物标记物来评估多糖包被的脱落, 主要包括SCD-1、HS和HA[18-20]。尽管多项研究证明,晶体液对于多糖包被不具有保护或重建作用,但不同的晶体液对多糖包被的影响不尽相同[18]。一项脓毒性休克大鼠实验中,复苏成功后8 h测定多糖包被循环成分,发现生理盐水组SCD-1、HS均明显高于乳酸钠林格组,因此猜想使用平衡盐液复苏可减少多糖包被的破坏[14]。本研究证实,碳酸氢钠平衡盐复苏明显降低脓毒症患者多糖包被的降解。碳酸氢钠平衡盐保护多糖包被的具体机制不清楚。可能是由于在液体复苏过程中生理盐水对内皮细胞所产生的剪切力及高氯高钠导致内皮细胞糖萼的破坏,而碳酸氢钠平衡盐与血浆成分相似,更接近生理状态,所以较生理盐水减少多糖包被的破坏,但还需要进一步研究来证实其潜在的相关机制。

该研究次要结果中发现生理盐水组患者第7天的氯离子浓度、高氯血症的发生率明显高于碳酸氢钠平衡盐液组,并且生理盐水组纠酸所用的5%碳酸氢钠剂量、血管活性药物使用时长均高于碳酸氢钠平衡盐液组。生理盐水是ICU最常用的液体,但生理盐水并不“生理”,其中钠和氯的浓度是154 mmol/L,大量的生理盐水复苏增加高氯血症发生,并可能导致高氯性酸中毒的发生[3, 30]。酸中毒的发生将引起心功能抑制、动脉血管扩张,从而导致血压下降,同时严重酸中毒降低机体对儿茶酚胺的反应,引起血管活性药物不敏感[31]。而平衡盐液因含有与血浆更相似的氯溶度,不易出现高氯性酸中毒,并且碳酸氢钠平衡盐液具有生理性HCO3-缓冲体系,对于代谢性酸中毒的纠正有较好的临床效果[8, 32]。因而可以解释生理盐水组患者需要更多的碳酸氢钠纠酸,更长时间的血管活性药物使用。本次研究还发现,碳酸氢钠平衡盐液组需患者HCO3-浓度及碱中毒的发生稍高于生理盐水组患者,但差异无统计学意义,这可能是HCO3-能迅速的从碳酸氢钠中分离,并通过呼吸迅速排出,而不会随着时间的推移而积累[15]。并且有研究发现,即使在高风险患者中,包括慢性肾病或慢性阻塞性肺疾病患者,使用碳酸氢钠平衡盐液并未引起酸碱平衡紊乱和二氧化碳积聚[19]。因此,碳酸氢钠平衡盐液不仅可以更好的纠正酸中毒,维持循环稳定,同时也不会增加不良事件的发生,在脓毒症患者的救治过程中是安全有效的。在本次的研究中表明,碳酸氢钠平衡盐液组无机械通气时间明显高于生理盐水组,这可能与碳酸氢钠平衡盐液减少多糖包被的降解,从而减少肺泡—毛细血管屏障损伤有关。另一方面,由于碳酸氢钠平衡盐减轻血管屏障的破坏、使液体外渗减少,有利于有效血容量的维持,从而减少血管活性药物使用时间。

本次研究存在一些局限性:首先,本次研究是一个单中心的研究,样本量较小,后期需多中心、大样本随机对照临床试验来证实。其次,由于部分药物配伍的禁忌,碳酸氢钠平衡盐液组仍接受了部分生理盐水输液,这可能对本研究结果的判定会产生一定的影响。最后,此次研究用的是非盲法,在治疗过程中具体治疗策略由临床医生制定,个体间存在差异。

本研究初步证实,碳酸氢钠平衡盐液复苏不能显著降低脓毒症患者30 d病死率,但可以明显减少多糖包被的降解,以及缩短机械通气和血管活性药物使用时间、减少高氯血症和酸中毒的发生。这还有待于进一步多中心、大样本研究来证实。碳酸氢钠平衡盐液保护脓毒症患者多糖包被的机制尚不清楚,需要进一步研究来证实其潜在的相关机制。

利益冲突 所有作者声明无利益冲突

作者贡献声明 张颖:课题设计、实施,数据收集,统计分析及论文撰写;袁俊:课题实施,数据收集及统计学分析,论文修改;顾雪、袁周、杨朋磊:课题实施,数据收集及统计学分析;于丽娜:课题设计,质量控制,论文修改;陈齐红:课题设计,数据收集,质量控制,论文修改

参考文献
[1] Evans L, Rhodes A, Alhazzani W, et al. Surviving sepsis campaign: international guidelines for management of sepsis and septic shock 2021[J]. Intensive Care Med, 2021, 47(11): 1181-1247. DOI:10.1007/s00134-021-06506-y
[2] Angus DC, van der Poll T. Severe sepsis and septic shock[J]. N Engl J Med, 2013, 369(9): 840-851. DOI:10.1056/NEJMra1208623
[3] Yunos NM, Bellomo R, Hegarty C, et al. Association between a chloride-liberal vs chloride-restrictive intravenous fluid administration strategy and kidney injury in critically ill adults[J]. JAMA, 2012, 308(15): 1566-1572. DOI:10.1001/jama.2012.13356
[4] Yunos NM, Kim IB, Bellomo R, et al. The biochemical effects of restricting chloride-rich fluids in intensive care[J]. Crit Care Med, 2011, 39(11): 2419-2424. DOI:10.1097/CCM.0b013e31822571e5
[5] Semler MW, Self WH, Wanderer JP, et al. Balanced crystalloids versus saline in critically ill adults[J]. N Engl J Med, 2018, 378(9): 829-839. DOI:10.1056/NEJMoa1711584
[6] Semler MW, Kellum JA. Balanced crystalloid solutions[J]. Am J Respir Crit Care Med, 2019, 199(8): 952-960. DOI:10.1164/rccm.201809-1677CI
[7] Rochwerg B, Alhazzani W, Sindi A, et al. Fluid resuscitation in sepsis: a systematic review and network meta-analysis[J]. Ann Intern Med, 2014, 161(5): 347-355. DOI:10.7326/M14-0178
[8] Hashemi SJ, Heidari SM, Yaraghi A, et al. Acid-base and hemodynamic status of patients with intraoperative hemorrhage using two solution types: Crystalloid Ringer lactate and 1.3% sodium bicarbonate in half-normal saline solution[J]. Adv Biomed Res, 2016, 5: 190. DOI:10.4103/2277-9175.191000
[9] Han SJ, Zhou ZW, Yang C, et al. Hemorrhagic, hypovolemic shock resuscitated with Ringer's solution using bicarbonate versus lactate: a CONSORT-randomized controlled study comparing patient outcomes and blood inflammatory factors[J]. Medicine, 2022, 101(46): e31671. DOI:10.1097/MD.0000000000031671
[10] Yu LQ, Meng CC, Jin XS, et al. Clinical study of sodium bicarbonated Ringer's solution on fluid resuscitation of patients with hemorrhagic shock[J]. Eur Rev Med Pharmacol Sci, 2022, 26(5): 1535-1542. DOI:10.26355/eurrev_202203_28218
[11] Chelazzi C, Villa G, Mancinelli P, et al. Glycocalyx and sepsis-induced alterations in vascular permeability[J]. Crit Care, 2015, 19(1): 26. DOI:10.1186/s13054-015-0741-z
[12] Bruegger D, Schwartz L, Chappell D, et al. Release of atrial natriuretic peptide precedes shedding of the endothelial glycocalyx equally in patients undergoing on- and off-pump coronary artery bypass surgery[J]. Basic Res Cardiol, 2011, 106(6): 1111-1121. DOI:10.1007/s00395-011-0203-y
[13] Hippensteel JA, Uchimido R, Tyler PD, et al. Intravenous fluid resuscitation is associated with septic endothelial glycocalyx degradation[J]. Crit Care, 2019, 23(1): 259. DOI:10.1186/s13054-019-2534-2
[14] 华玉思, 何敏, 王若然, 等. 不同液体复苏对脓毒性休克大鼠肾功能及糖萼的影响[J]. 中华内科杂志, 2021, 60(6): 552-555. DOI:10.3760/cma.j.cn112138-20200628-00626
[15] Liu J, Gao Y, He ZQ, et al. The efficacy of sodium bicarbonated Ringer's solution versus lactated Ringer's solution in elderly patients undergoing gastrointestinal surgery: a prospective randomized controlled trial[J]. Am J Transl Res, 2023, 15(8): 5216-5227.
[16] Semler MW, Wanderer JP, Ehrenfeld JM, et al. Balanced crystalloids versus saline in the intensive care unit. the SALT randomized trial[J]. Am J Respir Crit Care Med, 2017, 195(10): 1362-1372. DOI:10.1164/rccm.201607-1345OC
[17] Finfer S, Micallef S, Hammond N, et al. Balanced multielectrolyte solution versus saline in critically ill adults[J]. N Engl J Med, 2022, 386(9): 815-826. DOI:10.1056/NEJMoa2114464
[18] Milford EM, Reade MC. Resuscitation Fluid Choices to Preserve the Endothelial Glycocalyx. Crit Care. 2019. 23(1): 77.
[19] Oshima K, King SI, McMurtry SA, et aL. EndotheLiaL heparan suLfate proteogLycans in sepsis: the roLe of the gLycocaLyx[J]. Semin Thromb Hemost, 2021, 47(3): 274-282. DOI:10.1055/s-0041-1725064
[20] Fisher J, Douglas JJ, Linder A, Boyd JH, Walley KR, Russell JA. Elevated Plasma Angiopoietin-2 Levels Are Associated With Fluid Overload, Organ Dysfunction, and Mortality in Human Septic Shock. Crit Care Med. 2016. 44(11): 2018-2027.
[21] Marik PE, Monnet X, Teboul JL. Hemodynamic parameters to guide fluid therapy[J]. Ann Intensive Care, 2011, 1(1): 1. DOI:10.1186/2110-5820-1-1
[22] Hadimioglu N, Saadawy I, Saglam T, Ertug Z, Dinckan A. The effect of different crystalloid solutions on acid-base balance and early kidney function after kidney transplantation[J]. Anesth Analg, 2008, 107(1): 264-269. DOI:10.1213/ane.0b013e3181732d64
[23] Shin WJ, Kim YK, Bang JY, Cho SK, Han SM, Hwang GS. Lactate and liver function tests after living donor right hepatectomy: a comparison of solutions with and without lactate. Acta Anaesthesiol Scand, 2011, 55(5): 558-564.
[24] Jacob AD, Elkins N, Reiss OK, et al. Effects of acetate on energy metabolism and function in the isolated perfused rat heart[J]. Kidney Int, 1997, 52(3): 755-760. DOI:10.1038/ki.1997.392
[25] Brown RM, Wang L, Coston TD, et al. Balanced crystalloids versus saline in sepsis. a secondary analysis of the SMART clinical trial[J]. Am J Respir Crit Care Med, 2019, 200(12): 1487-1495. DOI:10.1164/rccm.201903-0557OC
[26] Becker BF, Jacob M, Leipert S, et al. Degradation of the endothelial glycocalyx in clinical settings: searching for the sheddases[J]. Br J Clin Pharmacol, 2015, 80(3): 389-402. DOI:10.1111/bcp.12629
[27] 陈铭铭, 马晓春. 脓毒症与内皮细胞损伤: 多糖包被的作用值得关注[J]. 中华内科杂志, 2020, 59(6): 418-420. DOI:10.3760/cma.j.cn112138-20190905-00609
[28] 刘委宏, 刘阳, 张飞虎, 等. 多糖包被: 脓毒症诊断和治疗的新靶点[J]. 中华急诊医学杂志, 2021, 30(11): 1398-1402. DOI:10.3760/cma.j.issn.1671-0282.2021.11.025
[29] McIntyre L, Rowe BH, Walsh TS, et al. Multicountry survey of emergency and critical care medicine physicians' fluid resuscitation practices for adult patients with early septic shock[J]. BMJ Open, 2016, 6(7): e010041. DOI:10.1136/bmjopen-2015-010041
[30] Kraut JA, Madias NE. Metabolic acidosis: pathophysiology, diagnosis and management. Nat Rev Nephrol. 2010. 6(5): 274-85.
[31] Ma J, Han S, Liu X, Zhou Z. Sodium bicarbonated Ringer's solution effectively improves coagulation function and lactic acid metabolism in patients with severe multiple injuries and traumatic shock[J]. Am J Transl Res, 2021, 13(5): 5043-5050.
[32] Bian Y, Xu T, Le Y, Li S. The efficacy and safety of sodium bicarbonate ringer's solution in critically ill patients: a retrospective cohort study[J]. Front Pharmacol, 2022, 13: 829394. DOI:10.3389/fphar.2022.829394