分段区域枸橼酸抗凝在儿童血液透析中的有效性

摘要

本方案描述了一种用于评估儿科血液透析中分段式与单段式区域枸橼酸抗凝的方法，为临床研究提供了标准化的操作流程。

摘要

本研究回顾性比较了分段区域性枸橼酸抗凝（S-RCA）与单段RCA（SS-RCA）在儿童血液透析中的有效性和安全性。52例患者被分为S-RCA组（n = 26）和SS-RCA组（n = 26）。评估了治疗参数、离子钙、pH值、碳酸氢盐、透析器及静脉气泡捕集器内的凝血情况、血尿素氮（BUN）、肌酐（Cr）、电解质、总钙、凝血功能及并发症。两组在血流速、透析液流速和超滤量方面均无显著差异。虽然透析器内的抗凝效果相似，但S-RCA在静脉气泡捕集器中的抗凝效果显著更优（p = 0.030）。透析后，S-RCA组的BUN和Cr水平下降更为显著（p ＜ 0.001）。电解质、总钙及凝血参数均保持稳定，未发生严重不良事件。研究得出结论：在儿童血液透析中，S-RCA相较于SS-RCA具有更优的抗凝效果和透析充分性，可为此类人群提供一种替代性抗凝方案。

引言

血液透析（HD）是利用扩散和对流原理清除血液中的代谢废物、有害物质及多余水分的一种治疗方法，是终末期肾病患者最常用的肾脏替代疗法之一，也用于治疗急性肾损伤、药物或毒物中毒¹。体外抗凝的有效性和安全性是保障血液透析顺利进行的关键²。目前血液透析的主要抗凝方法包括：无肝素抗凝、普通肝素抗凝、低分子肝素抗凝、枸橼酸抗凝等。其中，肝素抗凝在临床中应用最为广泛，但会增加出血风险，并可能导致肝素诱导的血小板减少症（HIT）³。

区域枸橼酸抗凝（RCA）是指在透析器前泵入枸橼酸，与体外循环中的血清离子钙结合，螯合钙离子，从而阻断凝血酶原转化为凝血酶，达到抗凝效果；同时，枸橼酸可在体内通过三羧酸循环代谢为生理代谢产物，具有良好的生物相容性⁴。RCA在体外抗凝方面效果良好，可避免出血并发症的发生，同时还具有改善滤膜生物相容性等优点，且不影响患者体内的凝血状态，近年来已广泛应用于有严重出血倾向、或对肝素及其他抗凝剂存在禁忌的患者^5,6。儿童血液透析患者主要患有急性肾损伤、急性中毒等危重疾病，常合并凝血功能障碍。RCA可有效降低出血风险，在儿童血液透析中值得推广应用^5,7。

对于有严重出血倾向的患者，RCA 在血液透析中的应用具有明显优势，目前大多数发展均采用简化方式，即使用含钙透析液进行枸橼酸抗凝，该方法操作简便，无需额外补充钙离子。但简化 RCA 方法的抗凝效果往往不理想，常出现静脉气泡捕获器内凝血^8,9。传统 RCA 由于血液中的枸橼酸根在通过透析器时会被清除，同时含钙透析液中的钙离子也会弥散进入血液，导致管路中钙离子浓度升高，从而削弱抗凝效果，静脉气泡捕获器内常发生凝血现象，这不仅缩短了患者有效治疗时间，增加了治疗成本，还导致更大量的血液丢失¹⁰。

根据枸橼酸输注部位的不同，局部枸橼酸抗凝可分为“单段式”模式（SS-RCA）和“分段式”模式（S-RCA）。文献报道显示，S-RCA具有更高的安全性和有效性¹¹，但在儿童血液透析中，关于S-RCA技术的临床研究报道较少。本研究旨在探讨S-RCA在小儿血液透析中的临床应用，通过与SS-RCA进行比较，评估其在此特定人群中的可行性、有效性和安全性。主要研究目标是评价其对体外循环抗凝效果的影响，特别是静脉端空气捕集器内的抗凝情况，以及对透析充分性的影响，后者通过小分子物质如尿素氮（BUN）和肌酐（Cr）的清除率来衡量。我们假设，与SS-RCA相比，S-RCA能够提供更优的抗凝效果和透析充分性，从而为接受血液透析的儿童提供一种安全且有效的替代抗凝策略。

因此，本研究的主要目的是评估在儿童血液透析人群中，与标准剂量区域枸橼酸抗凝（SS-RCA）相比，简化区域枸橼酸抗凝（S-RCA）的可行性、有效性和安全性。我们假设，S-RCA 能够提供更优的抗凝效果，尤其是在静脉回路中，并在不增加不良事件风险的前提下实现更充分的透析，从而为儿童患者提供一种优化的抗凝策略。 图1 展示了该研究的设计流程图。

方案

本回顾性比较研究方案已获得贵阳市妇幼保健院（贵阳市儿童医院）伦理委员会批准（批准文号：2022-36）。研究遵循《赫尔辛基宣言》的原则进行。所有儿科参与者的法定监护人均签署了知情同意书。所用试剂和设备详见材料表。

1. 患者选择与分组

1. 确定符合条件的患者
   注意：本研究对2023年1月至2025年2月期间在我院因急性肾损伤（AKI）和终末期肾病（ESRD）接受血液透析的所有儿科患者电子病历进行了回顾性审查。
   1. 纳入标准如下：（1）具有血液透析的临床指征；（2）有出血倾向，但凝血功能正常；（3）由法定监护人签署知情同意书。
   2. 排除标准如下：严重肝功能衰竭、不可逆低氧血症（PaO2 < 60 mmHg）、低血压性休克、严重酸碱平衡紊乱、高钠血症，或存在凝血功能异常或活动性出血^12,13。
2. 将患者分配至研究组。
   1. 根据病历中记录的抗凝方式，将52名符合条件的患者分为两组：分段式局部枸橼酸抗凝（S-RCA）组（n = 26）和单段式局部枸橼酸抗凝（SS-RCA）组（n = 26）。
      注意：本方案描述的是回顾性分析。抗凝方式（S-RCA或SS-RCA）由透析时的主治医师决定，并非由研究人员前瞻性分配。

2. 血液透析准备及抗凝设置

1. 准备血液透析管路。
   1. 根据制造商说明和标准临床操作规程，安装血液透析机、血路管、透析器和静脉端空气捕获装置。
   2. 确保所有连接牢固。所有透析疗程均使用市售含钙透析液，钙离子浓度为 1.5 mmol/L。
2. 准备枸橼酸盐和钙溶液。
   1. 使用市售的 4% 枸橼酸钠溶液作为抗凝剂。准备好氯化钙或葡萄糖酸钙溶液，以备可能需要全身性补钙之用，但在使用含钙透析液时通常无需额外补充。
3. 预冲管路。
   1. 按照标准操作程序，使用生理盐水预冲体外循环管路，以排除空气并为连接患者做好准备。
4. 设置枸橼酸输注的注射泵。将枸橼酸溶液装载到与透析机集成的注射泵上。
   1. 对于 S-RCA 组，设置两个独立的注射泵。
      1. 泵 1（动脉端）：设定输注速率（mL/h）为（0.5 – 1.0）× 血流速率（mL/min）。将此泵连接至透析器入口前的血路管。
      2. 泵 2（静脉腔室）：设定输注速率（mL/h）为（0.3 – 0.5）× 血流速率（mL/min）。将此泵连接至静脉端空气捕获装置。
   2. 对于 SS-RCA 组，设置单个注射泵。
      1. 设定输注速率（mL/h）为（0.9 – 1.13）× 血流速率（mL/min）。将此泵连接至透析器入口前的血路管。
         注：指定范围内的确切倍数由临床医生根据患者特征和机构规程确定。血流速率（BFR）根据患者体型和临床状况设定。

3. 进行血液透析治疗

1. 开始透析。
   1. 将患者连接至预冲好的透析管路。逐步启动血泵，将血流速逐渐调至医嘱规定的速率（儿童通常为3–5 mL/kg/min）。根据医嘱启动透析液流速和超滤。
2. 开始柠檬酸盐输注。
   1. 立即根据分配的组别启动预设的柠檬酸盐输注程序（步骤 2.4）。
3. 监测治疗参数。
   1. 在整个实验过程中持续监测并记录以下参数：
      1. 监测血流速率（mL/min） 通过 超声多普勒血流仪
      2. 从透析机内置的流量计记录透析液流速（mL/min）。
      3. 监测超滤量（mL/kg/h） 通过 透析机的容积控制系统
      4. 记录每台泵的柠檬酸钠输注速率（mL/h） 通过 泵的内置流量传感器。
      5. 从透析机中读取跨膜压（TMP）和静脉压（VP）。
         警告：跨膜压（TMP）急剧持续升高（>250 mmHg）或静脉压升高提示管路凝血风险较高。一旦发生，应立即检查透析器和静脉壶。

4. 样本采集与即时检测

1. 在标准的4小时血液透析过程中，于以下时间点采集血样：透析开始前即刻（透析前基线）、透析2小时时（从滤器前、滤器后及静脉壶后管路采样），以及透析结束即刻。
2. 在每个时间点，从指定的采样口抽取约0.5 mL血液，注入预先肝素化的血气分析用注射器中。
3. 立即使用血气分析仪检测样本，测量指标包括：离子钙（iCa²⁺）、pH、二氧化碳分压（PaCO₂）。利用Henderson-Hasselbalch方程计算碳酸氢根浓度：HCO₃⁻ = 0.03 × PaCO₂ × 10^(pH - 6.1)。记录计算结果。

5. 评估管路凝血情况

1. 启动对体外循环的视觉监测。
   1. 透析开始后立即启动，并在整个4小时透析过程中，定期目视检查透析器和静脉端空气捕获器。
2. 目视检查透析器。
   1. 每30–60分钟，在白光背景下目视检查透析器纤维束。
   2. 观察凝固迹象，例如纤维颜色变深、条纹状凝块或整体凝固现象 "糖霜" 外观。记录任何凝块事件。
3. 目视检查静脉端空气捕获器。
   1. 每30–60分钟检查一次静脉端空气捕集器内壁是否有血凝块形成，或血液-空气界面泡沫层是否增厚。记录任何凝血事件。
4. 评估抗凝疗效
   1. 透析结束后，对管路组件进行分类：
      1. 在每次透析结束时，根据透析器和静脉壶的抗凝效果将其分类为“有效”（无明显凝血、纤维条纹轻微，或静脉壶内仅有小凝块但无需管路干预）或“无效”（出现导致可见透析纤维丧失的凝血） >透析器内1厘米的纤维凝块、静脉腔内存在需更换腔室的大血栓，或因管路凝血导致透析提前终止。
      2. 有效率的计算公式为：（有效病例数 / 病例总数） × 100%.

6. 血清样本的采集与处理

1. 在透析前和透析后时间点，采集 3–5 mL 静脉血至血清分离管中。采集后立即轻轻颠倒混匀 5–8 次。将试管直立置于室温下 30 分钟，以确保完全凝固形成血凝块。
2. 在 4 °C 条件下，以 1500 × g 离心 10 分钟。使用移液器小心吸取上层澄清的血清上清液，避免接触白细胞层或红细胞。将血清转移至预先标记的冻存管中。
   注意：实验可在此处暂停。将血清分装后于 -80 °C 保存，用于后续批量分析。

7. 生物化学与凝血分析

1. 分析透析充分性指标。
   1. 将冻存的血清样本在冰上解冻。使用全自动生化分析仪检测：血尿素氮（BUN）、肌酐（Cr）。
2. 分析血清电解质和总钙。
   1. 使用相同或另一份血清等分试样，采用配备离子选择性电极的全自动生化分析仪检测以下指标：钾（K⁺）、钠（Na⁺）、氯离子（Cl⁻）⁻），总钙（tCa²⁺) 通过 比色法（如偶氮胂III）
3. 分析凝血功能。
   1. 采集血浆样本。在透析前和透析后，分别采集2 mL静脉血至含3.2%枸橼酸钠抗凝剂的采血管中。以2500 × g离心 × g 15 分钟 4 °C 以获得血小板贫乏血浆。
   2. 进行凝血功能检测。使用全自动凝血分析仪测定：活化部分凝血活酶时间（APTT）、凝血酶原时间（PT）、凝血酶时间（TT）。

8. 监测并记录并发症

1. 监测临床症状。
   1. 在整个透析过程中及透析后即刻恢复期，询问患者并观察其是否出现症状。
   2. 记录以下症状的发生情况：口唇/口腔或四肢麻木、肌肉痉挛、恶心或呕吐。
2. 监测血流动力学。
   1. 每15–30分钟测量并记录一次血压。记录低血压事件，定义为收缩压较基线下降＞20 mmHg或绝对值＜90 mmHg。
3. 评估枸橼酸蓄积。
   1. 利用透析后测得的总钙（tCa²⁺，来自步骤7.2）和离子钙（iCa²⁺，来自步骤4.2）值，计算tCa²⁺ / iCa²⁺比值。比值＞2.5提示可能存在枸橼酸蓄积¹⁴。

9. 数据管理与统计分析

1. 整理数据。
   1. 将所有记录和测量的数据汇编成结构化的电子数据库。确保去除患者标识信息或进行编码以保护隐私。
2. 进行统计分析。
   1. 使用统计软件（例如 SPSS 26.0）进行分析。检验数据正态性，对所有连续变量数据进行正态性检验（例如 Shapiro-Wilk 检验）。比较连续变量。
   2. 正态分布的数据以均值 ± 标准差（x̄ ± s）表示。采用独立样本 t 检验比较 S-RCA 组与 SS-RCA 组在不同时间点的参数（如 iCa²⁺、BUN、Cr）；组内比较（透析前 vs. 透析后）采用配对 t 检验。比较分类变量。
   3. 计数资料（例如抗凝效果、并发症发生率）以例数（百分比）表示。采用卡方（χ²）检验比较两组间的这些变量。设定显著性水平：所有检验中，P 值 < 0.05 被认为具有统计学意义。

结果

共有52名符合纳入标准的儿科患者被纳入研究，并分为S-RCA组（n=26）和SS-RCA组（n=26）。如表1所示，两组之间的基线人口学和临床特征具有可比性（P>0.05）。

如表2所示，S-RCA组的总枸橼酸剂量显著高于SS-RCA组（P<0.001），这反映了S-RCA方案中额外的静脉腔输注。两组之间的动脉端枸橼酸输注速率、血流速率、透析液流速和超滤量相似（P>0.05），表明体外循环参数匹配良好。

透析2小时时，两组滤器前测得的离子钙（iCa²⁺）浓度均显著低于透析前水平，证实体外管路内实现了有效的局部抗凝。S-RCA组滤器前iCa²⁺为0.43 ± 0.14 mmol/L，SS-RCA组为0.39 ± 0.15 mmol/L，均较透析前基线水平（分别为1.13 ± 0.21 mmol/L和1.12 ± 0.22 mmol/L）明显降低。此外，S-RCA组静脉腔出口处的iCa²⁺浓度显著低于SS-RCA组（0.85...

讨论

儿童血液透析中抗凝治疗的管理在临床实践中一直是一项重大挑战。由于儿童血管纤细、血容量小，且与成人相比代谢特征存在显著差异，传统的全身性抗凝（如肝素）容易导致出血或血栓并发症，风险更高，尤其在有出血倾向、围手术期或低体重的儿童中更为明显^15,16。枸橼酸抗凝通过局部螯合钙离子抑制凝血酶活性，理论上可实现体外循环中的选择性抗凝，降低全身性出血风险¹⁷。但由于透析液为含钙透析液，血液经滤器时会发生离子交换，已被螯合的血液中离子钙得到纠正，从而影响凝血功能；同时儿童血流速度较慢，单次给药期间发生凝血的风险高于成人。儿童的生理特点（如枸橼酸代谢能力有限、酸碱平衡易受干扰）可能导致出血或血栓并发症，也使其应用存在技术上的复杂性¹⁸。S-RCA可通过动态调节枸橼酸输注和钙补充，优化抗凝效果与安全性的平衡^19,20。探索S-R...

材料

本文使用的材料清单

姓名	公司	目录编号	评论
血气分析仪	Werfen	GEM Premier 5000	用于测量离子钙 iCa2+、pH、PaCO2，并计算 HCO3-。
超声多普勒血流仪	Transonic Systems Inc.	HD02	用于透析期间血流速率的在线监测。
全自动生化分析仪	Roche Diagnostics	Cobas 8000	用于测量尿素氮（BUN）、肌酐（Cr）、电解质（K+、Na+、Cl-）、总钙 tCa2+ 和白蛋白。
全自动凝血分析仪	Sysmex Corporation	CS-5100	用于测量活化部分凝血活酶时间（APTT）、凝血酶原时间（PT）和凝血酶时间（TT）。
透析机（内置带流量传感器的注射泵）	Gambro	AK 96	内置流量传感器，柠檬酸盐输注精度为 ±0.5 mL/h；容积超滤控制系统用于监测超滤量。
含枸橼酸钠抗凝管	BD Vacutainer	363083	2.7 mL 管（含 3.2% 枸橼酸钠），用于凝血功能检测。
血压监护仪	GE Healthcare	Carescape V100	用于透析期间无创血压监测。
透析器	Fresenius Medical Care	FX Paed	低容量、高效率透析器，专为儿童设计。
静脉端空气捕获器/腔室	Fresenius Medical Care	Integral venous chamber	体外循环的一部分，需定期检查是否发生凝血。
含钙透析液	Fresenius Medical Care	GranuPac	标准碳酸氢盐透析液，钙浓度为 1.25 或 1.5 mmol/L。
枸橼酸溶液	Baxter	4% trisodium citrate (46.7 mmol/L)	用于 SS-RCA 和 S-RCA 模式下的局部枸橼酸抗凝。
用于枸橼酸输注的注射泵	B. Braun	Perfusor Space	可编程注射泵，用于在动脉端和静脉端精确输注枸橼酸。
连续静脉压监测仪	Gambro	AK 96	监测静脉压（VP），以评估管路通畅性和凝血风险。
跨膜压监测仪	Gambro	AK 96	监测跨膜压（TMP），用于检测透析器内血栓形成。
统计学软件	IBM	SPSS 26.0	用于数据分析和统计学比较。