乳酸盐富集血液后处理在ST段抬高型心肌梗死中的心肌保护作用

摘要

本文介绍了一种使用富含乳酸盐的血液进行后处理的方案，这是一种新型的心脏保护方法。该方案包括 间歇性再灌注以及适时冠状动脉内注射乳酸林格氏液，可应用于接受直接经皮冠状动脉介入治疗的ST段抬高型心肌梗死患者。

摘要

对于ST段抬高型心肌梗死（STEMI），再灌注治疗的有益效果会因再灌注损伤而减弱。迄今为止，尚无任何方法被证实可在临床实践中成功预防此类损伤。与此同时，近期报道了一种针对STEMI患者的心肌保护新方法，即乳酸盐富集血液后处理（PCLeB）。PCLeB是对原有后处理方案的一种改进，旨在延长缺血期间所导致的组织酸中毒恢复所需的时间，从而实现组织氧合下的可控性再灌注，并最大程度减少乳酸的冲洗流失。在此改良的后处理方案中，每次短暂再灌注的持续时间以逐步递增的方式从10秒逐渐延长至60秒，而每次短暂缺血期均持续60秒。在每次短暂再灌注结束时，在球囊扩张前立即向罪犯冠状动脉内直接注射乳酸林格液（20–30 mL），随后迅速在病变部位扩张球囊，从而使乳酸在每次短暂重复性缺血期间被滞留在缺血心肌组织内。完成七次球囊充气与放气循环后，进行完全再灌注。随后实施支架置入术，完成经皮冠状动脉介入治疗。已有研究报道，在有限数量接受PCLeB治疗的STEMI患者中，其院内及6个月随访期间的临床结局均表现良好。本文详细描述了PCLeB操作流程的各个步骤。

引言

在过去几十年中，冠状动脉再灌注治疗的广泛应用已显著改善了ST段抬高型心肌梗死（STEMI）患者的生存率^1,2。相反，心肌梗死（post-MI）后心力衰竭患者的比率却出乎意料地上升^3,4。为了降低心肌梗死后心力衰竭的发生率，进一步缩小梗死面积至关重要。

及时恢复冠状动脉血流对于挽救缺血心肌细胞免于死亡至关重要。然而，恢复缺血心肌的冠状动脉血流会引发另一种类型的心肌细胞死亡，即心肌再灌注损伤，从而削弱再灌注治疗的心肌保护效果^5,6。因此，为了进一步缩小梗死面积并改善ST段抬高型心肌梗死（STEMI）患者的预后，预防心肌再灌注损伤至关重要。然而，尽管数十年来已做出诸多努力，迄今为止尚无任何方法在临床实践中被证实可有效预防此类损伤。最近，一项针对STEMI患者的心肌保护新方法——乳酸盐富集血液后处理（PCLeB）已被报道^7,8,9。PCLeB是对Staat等人首次报道的原始后处理方案的一种改进¹⁰。在原始后处理方案中，开通罪犯冠状动脉后立即实施四次短暂的间歇性再灌注循环。尽管该方案在早期小规模预试验中取得初步成功¹⁰，但在大规模临床试验中未能改善STEMI患者的临床结局^11,12,13。在 PCLeB 方案中，原始后处理方案 被修改，以延长缺血期间所产生组织酸中毒的恢复时间，因为组织酸中毒恢复延迟被认为可能是后处理产生心肌保护作用的关键机制¹⁴。为此，在间歇性再灌注的基础上，PCLeB方案额外加入了适时冠状动脉内注射乳酸林格液，旨在实现受控再灌注，促进组织氧合的同时最小化乳酸的冲洗清除。通过该方法，可显著降低组织酸中毒恢复速度相对于组织再氧化的速度，从而明确延长组织酸中毒的恢复时间。在此改良的后处理方案中（图1），每次短暂再灌注的持续时间以逐步递增的方式从10秒逐渐延长至60秒。该设计可防止再灌注极早期阶段乳酸的突然快速清除。每次短暂缺血期持续60秒。乳酸林格液的注射在每次短暂再灌注结束时进行，目的是将乳酸直接输送至罪犯冠状动脉。右冠状动脉注射20 mL乳酸林格液，左冠状动脉注射30 mL。注射操作在球囊扩张前立即进行。在每次短暂重复性缺血期间，为将乳酸滞留于缺血心肌组织内，需在病变部位迅速进行球囊扩张。在完成七次球囊扩张与放气循环后，实施完全再灌注。随后进行支架植入，完成经皮冠状动脉介入治疗（PCI）。已有研究报道，采用PCLeB治疗的少量STEMI患者表现出优异的院内¹⁵及6个月¹⁶临床结局。本文详细描述了PCLeB操作的每一步骤，该方案专为预防STEMI患者的心肌再灌注损伤而设计。

方案

该方案已获得埼玉市医院伦理审查委员会的批准。本病例报告的患者已签署书面知情同意书，同意公开其病例及相关的病例图像。

1. PCLeB 实验装置设置

1. 开始冠状动脉造影（CAG）时，准备用于PCLeB的三通管。将三通管的一个进液管连接至造影剂瓶，另一个进液管连接至含有500 U肝素钠的500 mL乳酸林格氏液瓶（图2）。
2. 进行冠状动脉造影并确定闭塞病变位置。完成冠状动脉造影后，将连接于三通管并通过Y型接头连接的指引导管插入主动脉，并如常规操作将其嵌入罪犯冠状动脉开口。
3. 开始导丝操作，将球囊导管置于指引导管内，靠近其出口处。
4. 若在导丝通过闭塞病变时冠状动脉血流意外恢复，应迅速将球囊导管推向罪犯病变部位，以重新闭塞该部位。在重新闭塞病变部位后，继续并完成导丝操作。
   注意：此类意外的冠状动脉再灌注有时会发生；因此，在导丝操作过程中，应将球囊导管置于指引导管内。
5. 完成导丝操作后，向前推进球囊导管，并将球囊置于闭塞病变处。通过注射造影剂检查球囊位置，确认球囊是否准确位于闭塞病变处。
   注意：完成球囊位置检查后，造影剂自然会充满从三通管至指引导管尖端的整个管腔。
6. 将注射器推注装置从三通管上断开，改接一个30 mL注射器至三通管，用于乳酸林格氏液的注射。
   注意：更换注射器无需特殊类型，只要使用普通常规注射器即可，但其容量须≥30 mL并配备锁紧接头，以确保在快速注射乳酸林格氏液时不会从三通管上脱落。
7. 通过连接至三通管入口的管路，从乳酸林格氏液瓶中抽吸20–30 mL乳酸林格氏液注入30 mL注射器中。
8. 若30 mL注射器内存在气泡，应将其断开，排出气泡后重新连接至三通管。再从瓶中抽吸乳酸林格氏液，补充因排出气泡而损失的液体量。
   注意：至此，PCLeB注射系统的默认设置已完成：即造影剂（约4 mL）充满从三通管至指引导管尖端的整个管腔，同时20–30 mL乳酸林格氏液充满连接于三通管的30 mL注射器。

2. PCLeB 操作步骤的详细说明

1. 球囊导管放置到闭塞病变处并完成注射系统的默认设置后，在低压下使球囊充气20–30秒。
2. 放气球囊，开始初始10秒的短暂再灌注。立即将预充在三通管腔内至导引导管尖端的全部造影剂（约4 mL）推注出去，通过向导引导管内注入≥4 mL预充在30 mL注射器中的20–30 mL乳酸林格液，观察冠状动脉血流是否恢复。
   注意： 通常约 4 mL 造影剂足以确认冠状动脉血流恢复。
3. 如果冠状动脉血流已恢复，通过入口管从连接于多通阀的瓶中吸取乳酸林格液，将注射器重新装满之前用于推注造影剂的等量乳酸林格液，以备再灌注结束时注射乳酸林格液。跳至步骤2.7。
   注意： 如果未观察到冠状动脉血流恢复，则真正的闭塞病变可能位于球囊当前所在位置的远端。进入步骤 2.4。
4. 将乳酸林格液全部注入冠状动脉，排空注射器。
5. 从连接于管路系统的瓶子中通过进液管抽取4 mL造影剂注入注射器，然后将全部造影剂注入引导导管以充盈其管腔。随后，从连接于管路系统的乳酸林格氏液瓶中通过进液管抽取20–30 mL乳酸林格氏液，将注射器注满。
   注意： 此处已重新建立PCLeB注射系统的默认设置。
6. 将球囊远移至真实病变处，并重复2.1–2.6中描述的相同操作步骤。
7. 一旦观察到冠状动脉血流恢复，并确认球囊已放置于罪犯病变处，应在整个PCLeB操作过程中保持球囊位置不变。
   注意： 理想的球囊尺寸可与病变直径相同。通过选择此种尺寸的球囊，而非较小的球囊，可在每次短暂重复再灌注期间，避免因留置于病变部位的已放气球囊阻碍冠状动脉血流。
8. 通过指引导管，在每次短暂再灌注结束前4–5秒，直接向罪犯冠状动脉注射乳酸林格液（右冠状动脉20 mL，左冠状动脉30 mL）。
   注意： 通常，注射20–30 mL乳酸林格液需要5–7秒，这一过程可能与随后的短暂缺血期重叠；此为有意设置的延迟。该延迟的目的是确保乳酸盐被滞留在缺血心肌内。
9. 在乳酸林格液注射过程中，让第二操作者开始进行球囊扩张，使球囊扩张在乳酸林格液注射完成前稍早结束。
   注意： 该操作旨在使注入罪犯冠状动脉的最后少量乳酸林格液（理想情况下为2–3 mL）在球囊充气时被反弹回。通过这种方法，可在球囊充气过程的最后时刻将乳酸林格液持续注入缺血心肌。该操作需要主术者与助手密切配合，主术者负责注射乳酸林格液，助手负责球囊充气。
10. 在下一次短暂再灌注期间的60秒缺血过程中，按照2.5节所述重新建立注射系统的默认设置。
11. 放气球囊，在60秒缺血后开始下一轮延长10秒的再灌注。将多通管路中预充的全部造影剂推送至指引导管尖端，以重新确认冠状动脉血流。
12. 如果发现球囊未置于病灶部位的中心，则调整球囊位置。
    注意： 这可以在最初的10秒再灌注期间进行，但由于10秒的持续时间可能略短，操作可推迟至接下来的20秒再灌注期间。
13. 通过指引导管，在每次短暂再灌注结束前4–5秒开始向罪犯冠状动脉注射乳酸林格液
14. 在乳酸林格液注射过程中，让第二操作者开始进行球囊扩张，使球囊扩张在乳酸林格液注射完成前稍早完成。
15. 在60秒缺血期间重新建立注射系统的默认设置。
16. 重复这些短暂的缺血和再灌注序列共七次，直至完成两次60秒的再灌注图1).
    注意： 这些操作可在不将30 mL注射器从歧管上断开的情况下进行。操作过程中可逐渐增加球囊充气压力，但不建议使用高压。

3. 替代默认设置

注意：可能存在一种替代默认设置的方法，无需用30 mL注射器替换注射器泵。

1. 完成布线操作后，断开与乳酸林格液瓶相连的进液管路与歧管的连接，改用一支装有30 mL乳酸林格液的注射器直接连接至歧管的进液口。
   注意：此为替代的默认设置。
2. 在每次短暂缺血期间，将已在前一次短暂再灌注结束时排空的30 mL注射器从歧管上断开，通过直接从瓶中吸取的方式重新填充乳酸林格液，随后将重新装满的30 mL注射器重新连接至歧管的进液口，以恢复替代的默认设置。
   注意：采用此设置可通过提供更大体积的造影剂，获得罪犯冠状动脉更清晰的影像。然而，前述的设置可能更为便捷，因为在每次用乳酸林格液重新填充注射器时，无需将30 mL注射器从歧管上断开。

结果

以下是一个采用PCLeB治疗的代表性病例。一名48岁男性因持续胸痛就诊于埼玉市医院急诊科。心电图（ECG）显示胸前导联出现明显ST段抬高（图3），诊断为前壁ST段抬高型心肌梗死（STEMI）。其血糖、低密度脂蛋白胆固醇和高密度脂蛋白胆固醇水平分别为111、179和36 mg/dL。糖化血红蛋白水平为5.9%。肌酸激酶（CK）和肌酸激酶同工酶MB（CK-MB）水平分别为106和3 IU/L。导管室团队立即启动，患者被迅速转移至导管室。在再灌注治疗前，患者频繁发生心室颤动（图4）。在急诊科和导管室共进行了六次直流电复律，其中急诊科三次，导管室三次，之后进行冠状动脉造影（CAG）。

冠状动脉造影显示左前降支近端闭塞，心肌梗死溶栓试验（TIMI）血流分级为I级（图5A）。未观察到侧支循环。此时主动脉收缩压约为70 mmHg（图6A）。然而，未实施主动脉内球囊反搏（IABP），因为IABP通过机械驱动力促进乳酸盐的冲刷，这与PCLeB的作用相反。

在症状出现60分钟后开始使用PCLeB进行再灌注。在PCLeB期间及之后未观察到室性心动过速或心室颤动。主动脉收缩压在PCLeB结束时升高至约75 mmHg（图6B），在PCI后升高至80 mmHg（图6C）。不仅收缩压得到改善，主动脉压力曲线的形态也有所改善；主动脉压力曲线下面积明显增加，提示心输出量增加。PCLeB后达到TIMI血流3级。随后进行了支架植入术。支架植入后仍维持TIMI血流3级，PCI顺利完成（图5B）。患者转入重症监护病房时记录的ECG显示ST段完全回落（图7）。血浆CK和CK-MB峰值水平分别为4830和172 IU/L。CK水平高于CK-MB可能与再灌注治疗前进行的一系列直流电复律有关。住院期间未观察到任何并发症或不良事件。出院前静息状态下的铊-201心肌显像显示心肌活力保存良好（图8）。

图1：乳酸富集血液后处理方案的总体流程。 每次短暂再灌注的时间以逐步递增的方式从10秒增加至60秒，每次短暂缺血持续时间为60秒。在每次短暂再灌注结束时，通过将乳酸林格液直接注射至罪犯冠状动脉，于球囊扩张前立即向病变部位供乳酸，并迅速扩张球囊，使乳酸滞留于缺血心肌内。完成七次球囊扩张与放气循环后，进行完全再灌注，随后实施支架置入术。LCA = 左冠状动脉；RCA = 右冠状动脉。本图已根据参考文献⁸ 修改。请点击此处查看该图的放大版本。

图 2：PCLeB 用三通管路系统的示意图。 三通管路的一个进液口连接造影剂瓶，另一个进液口连接500 mL乳酸林格氏液瓶。在开始PCLeB前，应将注射泵替换为配备锁紧接头的30 mL注射器。PCLeB = 乳酸盐富集血后处理。请点击此处查看该图的放大版本。

图3：急诊科中的心电图检查。 在胸导联中观察到明显的ST段抬高。请点击此处查看该图的放大版本。

图4：导管室观察到的心室颤动心电图记录 请点击此处查看此图的放大版本。

图5：使用乳酸富集血进行再灌注治疗前后冠状动脉造影图像。（A）再灌注治疗前的冠状动脉造影图像。观察到左前降支近端存在次全闭塞，心肌梗死溶栓试验血流分级为I级。（B）使用PCLeB进行再灌注治疗后的最终冠状动脉造影图像。左前降支的冠状动脉血流已恢复。PCLeB，即乳酸富集血后处理。请点击此处查看此图的放大版本。

图 6：使用乳酸富集血进行再灌注前后主动脉压力变化。（A）再灌注前主动脉压力。收缩期主动脉压力约为 70 mmHg。（B）PCLeB 后即刻的主动脉压力。收缩期主动脉压力升高至约 75 mmHg，且主动脉压力曲线形状改善，表现为曲线下面积增加。（C）PCI 完成后的主动脉压力。收缩期主动脉压力升高至 80 mmHg。PCI = 经皮冠状动脉介入治疗；PCLeB = 乳酸富集血后处理。请点击此处查看该图的放大版本。

图7：重症监护病房在再灌注治疗后立即进行的心电图检查 请点击此处查看此图的放大版本。

观察到完全的ST段分辨率。

图 8：出院前的静息期铊-201闪烁显像。 显示为牛眼图。左前降支动脉区域的心肌存活性保持良好。请点击此处查看此图的放大版本。

讨论

本文提供了PCLeB操作步骤的详细描述，并结合一例采用PCLeB治疗的代表性病例进行说明。PCLeB包括间歇性再灌注以及适时冠状动脉内注射乳酸林格液，以实现可控再灌注，促进组织氧合并减少乳酸洗脱^7,8,9。不仅间歇性再灌注本身，而且通过乳酸林格液提供的外源性乳酸，均可能延长缺血期间所产生组织酸中毒的恢复时间；据此假设机制，PCLeB可能增强原始后处理方案（仅包含间歇性再灌注）的有益效应¹⁰。

有几个关键步骤需要注意，以成功实施PCLeB。首先，在开始PCLeB之前，应尽可能防止意外的冠状动脉血流恢复，因为在PCLeB之前发生的不受控再灌注会破坏后续的实验过程 通过PCLeB实现的控制性再灌注可在最小化乳酸洗脱的同时改善组织氧合。在冠状动脉造影（CAG）前的自发性再灌注无益处。然而，在初始导丝操作过程中，有时会在球囊送达闭塞冠状动脉之前意外恢复冠状血流，这是一种不良现象。为尽量减少该现象的影响，建议在导丝操作期间预先将球囊导管置于指引导管内，并靠近其出口处，以便在冠状血流意外恢复时，能够迅速将球囊推送至罪犯病变部位，重新闭塞病变区域。

其次，一旦开始PCLeB，每次短暂再灌注期间确认冠状动脉血流恢复非常重要，因为在PCLeB操作过程中未能恢复冠状动脉血流会使PCLeB失去意义。因此，在每次短暂再灌注期间，应向罪犯冠状动脉内注入造影剂，以检查冠状动脉血流是否已恢复。这可以通过将预装在30 mL注射器中的20–30 mL乳酸林格液中的≥4 mL注入引导导管来实现，在标准设置下，此举可将三通管腔内预充的约4 mL造影剂推送至引导导管顶端。即使在首次10秒的再灌注期间，也必须完成造影剂和20–30 mL乳酸林格液的注射；因此，整个PCLeB操作中最繁忙的阶段出现在该方案的起始时刻。即使最初的短暂再灌注持续了12–13秒而非10秒，也可能仍然可以接受。由于最初设定10秒短暂再灌注的目的是在再灌注的极早期实现最小程度的乳酸洗脱，因此持续12–13秒的初始短暂再灌注仍可达到此目标。

第三，用于PCLeB的球囊尺寸非常重要。由于在PCLeB操作过程中球囊会一直留置在病变部位，如果选择尺寸过小的球囊，球囊扩张后获得的管腔面积可能较小，且在每次短暂再灌注期间，留置在病变部位的已放气球囊可能会阻碍冠状动脉血流。因此，理想情况下球囊尺寸应与目标病变部位的管腔直径相同，但略小一个规格的球囊仍可接受。选择此类尺寸的球囊还有助于在支架置入前对血管壁施加足够的牵张刺激，原因将在后文说明。

第四，乳酸林格液注射的速度以及球囊充气的时机至关重要。PCLeB 的核心目标是在早期再灌注期间维持组织内较高的乳酸浓度。为实现这一目标，需使较大量且稀释程度较低的乳酸林格液滞留在缺血心肌内。为此，必须在球囊充气过程的最后时刻之前持续快速地注射乳酸林格液。因此，应在数秒内完成 20–30 mL 乳酸林格液的注射，并在乳酸林格液注射完成前稍早一点完成球囊充气。为了在缺血心肌内滞留更大量的乳酸林格液，每次注射可使用超过 20–30 mL 的液体量，但需注意避免容量负荷过重。

如果对PCLeB方案的修改符合其两个关键要素，则可能具有可行性，即：以极短时间的再灌注（即10–15秒）开始，并在每次短暂重复性缺血过程中将乳酸林格液滞留在缺血心肌内。允许减少间歇性再灌注的次数，或调整短暂缺血/再灌注的时间间隔。然而，此类修改是否会削弱PCLeB的有益效应，目前尚不明确。

经皮冠状动脉介入治疗联合缺血后处理（PCLeB）后，冠状动脉血流恢复通常非常良好^8,9,15。采用该方法可能不会出现无复流现象；据报道，在动物实验中，传统的后处理方案无法预防这一现象¹⁷。然而，在PCLeB再灌注治疗结束时，若未能实现良好的冠状动脉血流恢复（即TIMI血流分级为II级而非III级），可能存在两种可能的解释。第一，在支架植入前对罪犯病变部位施加的牵张刺激不足，可能会削弱PCLeB的有益效应。通过球囊扩张或支架植入操作对罪犯病变施加的牵张刺激，可诱导病变部位内皮细胞释放内皮素¹⁸，并导致病变远端心肌细胞内碱化¹⁹，这与PCLeB的作用相反²⁰，可能降低PCLeB的保护效果。因此，建议在组织酸中毒状态维持期间的PCLeB操作过程中，应尽可能释放罪犯病变中储存的内皮素。若在PCLeB过程中使用了相对于血管尺寸较小的球囊，则对罪犯病变的牵张刺激可能不足，导致病变内储存的内皮素未被充分释放。随后支架植入所产生的较强刺激可能引发大量残留内皮素从病变部位急剧释放，可能导致细胞内迅速碱化，从而削弱PCLeB的有益作用。第二，若植入的支架长度明显长于PCLeB所用球囊，则即使在PCLeB过程中使用了足够大的球囊，仍可能发生类似现象，因为被支架过度覆盖的冠状动脉壁区域未受到牵张刺激。因此，如条件允许，在PCLeB操作后优先选择使用较短支架进行局灶性支架植入。

只要ST段抬高型心肌梗死（STEMI）患者符合再灌注治疗指征，PCLeB的应用可能并无限制。心源性休克绝非禁忌证，反而是PCLeB的良好适应证。在经皮冠状动脉介入治疗（PCI）期间使用PCLeB时，可预期主动脉压力升高，代表性结果已显示此现象。同时使用主动脉内球囊反搏（IABP）可能会削弱PCLeB的有益作用，因为IABP可通过机械驱动增强乳酸的清除，并促进缺血期间所形成的组织酸中毒的恢复。因此，即使在心源性休克等严重病例中，也不推荐同时使用IABP。在冠状动脉造影（CAG）前发生自发性再灌注可能会降低或消除PCLeB的有益作用。然而，CAG前的自发性再灌注并不一定排除PCLeB的应用，因为在这些情况下，冠状动脉血流可能仍然不足，再灌注心肌中仍可能存在低血流性缺血。因此，只要在PCI前未达到TIMI血流3级，尝试使用PCLeB可能是有价值的。相反，在PCI前已通过自发性再灌注达到TIMI血流3级的病例，可能是PCLeB应用的明确限制情况。

PCLeB 方案乍看之下似乎较为复杂。然而，一旦完成最初最为繁忙的阶段，随着操作进入后续较不紧张的步骤，患者的病情会逐渐趋于稳定。在完成整个方案之前，辅助操作者通常会开始为 PCLeB 之后的下一步操作（如血管内超声检查）做准备，因为他们知道此后不会再出现更严重的情况。目前，在 ST 段抬高型心肌梗死（STEMI）的再灌注治疗过程中，心肌再灌注损伤通常未被积极处理。尽管目前尚无确凿证据证明 PCLeB 具有明确益处，但考虑到其安全性以及当前缺乏其他有效的替代方法，相较于放任心肌再灌注损伤自然发生，尝试 PCLeB 仍是值得的。一旦未来 PCLeB 的有效性得到广泛证实，该技术有望被应用于其他动脉闭塞性疾病，例如急性肢体缺血。

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
肝素钠（5,000 U/5 mL）	Mochida Pharmaceutical Company		肝素钠
乳酸林格氏液注射液（500 mL）	Otsuka Pharmaceutical Factory		乳酸林格氏液
NAMIC CONVENIENCE KIT AKK-3435	NIPRO	6069410	多通路连接器与注射器套装
Y型连接管	GOODMAN CO.,LTD.	YOL9A	Y型连接管连接于引导导管与多通路连接器之间，可同时实现压力监测及将球囊导管插入引导导管。