血红蛋白溶液及其在休克治疗上的作用

创伤外科杂志 2000年第2期第2卷 综　述 健康人illask.com

作者：周学武

单位：400042　重庆，第三军医大学大坪医院野战外科研究所 健康热点healthhot.cn

周学武　综述　胡德耀　陈惠孙　审校

　　〔摘要〕　随着化学结构的改进，血红蛋白溶液在生物学特性和功 能上不断完善，并在休克治疗上得以应用。 illask.com

　　在重度失血或进行性贫血的情况下，需要输注全血或红细胞。输 同种血或红细胞来源受限，同时有传播传染性或病毒性疾病的危险，因此需要研制出安全而 有效的血液代用品，其中血红蛋白溶液是主要的血液代用品。血红蛋白溶液经历了无基质血 红蛋白、修饰血红蛋白、微小囊包裹的血红蛋白及重组血红蛋白几个发展阶段，并在休克治 疗上得以应用。

　　1　无基质血红蛋白(stroma-free hemoglobin) 34yx.com

　　无基质血红蛋白由牛或人类红细胞溶解制备而成。常氧压下每克无基质血红蛋白可携带1.3 4ml氧。无基质血红蛋白作为细胞外氧载体，无需交叉配血，冻存方便，不占空间，用生理 盐水稀释即可使用，可用于院前急救。无基质血红蛋白的不足之处是与氧的亲和力高，不 易释放氧到组织，在体内会相对较快地形成高铁血红蛋白，对肾功能有害，同时不能完全消 除抗原性。

　　无基质血红蛋白治疗狗失血性休克，与未治疗组比较，可显著改善心脏指数和血压，提高存 活率。形态学和肝功能检查表明，无基质血红蛋白对肝功能无损害〔1，2〕。 illask.com

　　2　修饰血红蛋白(modified hemoglobin)

　　修饰血红蛋白由血红蛋白单体间交联、多聚化或与大分子物质联结而成。修饰的目的是减少 血红蛋白降解成单体，延长体内循环时间，降低与氧的结合力，增加组织氧供，防止氧化成 高铁血红蛋白。修饰血红蛋白为均质溶液，能恢复栓塞血管的血流，可长期冷冻储存。已研 制出的修饰血红蛋白有多聚血红蛋白(polymerized Hb)、交联血红蛋白(crosslinked Hb)， 聚合物结合的血红蛋白(polymer-conjugated Hb)等。 健康人illask.com

　　2.1　多聚血红蛋白(polymerized hemoglobin)

　　多聚血红蛋白无种族特异性，也不会损伤肾脏，半衰期为14～16小时。多聚血红蛋白溶液可 用来纠正失血性休克时血流动力学紊乱，改善组织氧供。在狗失血性休克模型上，多聚血红 蛋白溶液可增加心输出量，升高动脉血压。1g/kg多聚血红蛋白可增加血液携氧能力12%～13 %〔3〕。在大鼠内毒素性休克模型上，多聚牛血红蛋白可恢复心血管功能和肾脏功能 ，作用优于一氧化氮合酶抑制剂N(G)－硝基－L－精氨酸和羟乙基淀粉〔4〕。 34yx.com

　　2.2　二乙酰水杨酸交联的血红蛋白(diaspirin cross-linked hemoglobin,DCLHb)

　　二乙酰水杨酸交联的血红蛋白在循环中的半衰期约为7小时。在不同动物、不同的休克模 型上，DCL Hb均有明显的抗休克作用。Mckenzie等人〔5〕按30ml/kg急性放血，复制 猪失血性休克模型，随后输注7%的DCLHb并输注10ml/kg自体血。结果表明，输注DCLHb后， 血压上升至正常值以上并随着输注的血红蛋白溶液量的增加而稳定在该水平，缓冲碱的改善 也较不输注血红蛋白的对照组显著。微球实验表明，使用小剂量DCLHb后，心脏、脑、肾脏 的血流量显著增加，胃肠系统的血流也轻度增加，而皮肤和肌肉的血流量未见增加。在另 一篇报道中〔6〕，他们按35ml/kg放血，至碱剩余达10mmol/L，复制猪致死性失血性 休克模型。与输注人血清白蛋白比较，输注DCL Hb后，动物48小时存活率更好。人血清白 蛋白对平均动脉压(Mean arterial pressure,MAP)的改善可维持24小时，接受人血清白蛋白 治疗的动物中，有66%在48小时内死亡。而所有接受DCLHb治疗的动物存活时间均超过48小时 。Marchand等人〔7〕按30ml/kg放血复制猪失血性休克，与三倍失血量的乳酸林格氏 液比较，10ml/kg或30ml/kg DCLHb可迅速而且显著升高MAP，改善动脉氧含量、碱剩余，减 轻 乳酸性酸中毒。在猪脑创伤合并失血性休克模型上，Chappell等人〔8〕证实DCLHb可 升高平均动脉压和脑灌流压，降低颅内压，防止缺血引起的继发性脑损伤。 生死游戏34yx.com

　　Harringer等人〔9〕报道，DCLHb治疗狗失血性休克，可改善血流动力学指标和氧运 输，纠正酸中毒，无明显的心肺毒性或副作用。

　　DeAngeles等人〔10〕复制绵羊失血性休克模型，碱缺失降至5～10mmol/L,血浆乳 酸 含量升至6～9mg/L，随后分别用自体血、羟基淀粉、DCLHb复苏，直至碱缺失恢复到失血前 水平。结果表明，DCLHb所需要的时间比羟基淀粉短，用量减少，但不及自体血回输。 Go36.com

　　Gulati等人〔11〕在大鼠失血性休克模型上发现，DCLHb可剂量依赖性增加氧消耗， 纠正碱缺失，显著改善全身血流动力学指标。由于增加了流动的红细胞浓度和流速，DCLHb 显著改善肾脏皮质血流。DCLHb还可恢复组织氧供，减少细菌移位，早期用DCLHb复苏可防止 肠道缺血、肠道屏障破坏、脓毒血症和多器官功能衰竭〔12〕。Soltero等人在大鼠 烧伤休克模型上也证实，与单用乳酸林格氏溶液或人血清白蛋白比较，DCLHb早期复苏可改 善血流动力学指标，减轻酸中毒，提高存活率〔13〕。

　　有关DCL Hb，还有许多问题尚待解决：DCL Hb对重要生命器官氧供(Delivery of oxygen,DO 2) 和代谢的影响；DCLHb对凝血和免疫系统的影响；DCLHb增加氧从血浆进入线粒体的可能性； 游离血红蛋白渗漏到创伤组织后的影响。 34yx.com

　　2.3　其它

　　吡多醛-血红蛋白-聚乙二醇乙烯结合物(pyridoxalated-hemoglobin-polyoxyethylene co njurgate,PHP)治疗狗失血性休克，与未治疗组比较，可提高存活率。形态学和肝功能检查 表明，PHP对肝功能无损害，但引起红细胞和血小板聚集〔1，2〕。 34yx.com

　　O-棉子糖交联的血红蛋白(o-raffinose cross-linked and oligomerized hemoglobin,He molink)治疗仓鼠失血性休克，与乳酸林格氏液和右旋糖酐70(dextran 70)比较，有改善体 循 环和微循环血流动学指标、血气和代谢的作用，并能提高组织氧分压(Pressure of oxygen, PO2)〔14〕。

　　苯四羧基右旋糖酐-人血红蛋白(human hemoglobin bound to benzene tetracarboxylate d extran,dex-BTC-Hb)对小鼠、豚鼠无急性毒性，不渗漏到胸腹腔，也不导致组织 水 肿。在体内代谢后，血红蛋白尿不超过注射量的10%，只降解为游离血红蛋白，有治疗兔失 血性休克的作用〔15〕。 healthhot.cn

　　聚乙烯乙二醇-血红蛋白(Polyethylene glycol-hemoglobin,PEG-Hb)在大鼠失血性休克模 型上，有与红细胞相同的携氧能力〔16〕。

　　修饰血红蛋白可引起两种生理反应：过多的氧供至动脉血管，可致自主性血管收缩，减少功 能性毛细血管密度；直接结合和清除一氧化氮可抑制血管舒张，因此可导致肺动脉高压， 并有可能降低组织氧化〔17〕。此外，化学修饰可致血红蛋白失去其自身特性，在体 内也可形成高铁血红蛋白，导致肾功能衰竭等。化学修饰仍不能完全消除抗原性 〔18〕。有报道表明，α，α-交联的人血红蛋白及β，β-交联的人或牛血红蛋白均 可降低单核吞噬细胞功能，增加内毒素血症小鼠的死亡率〔19〕。 Go36.com

　　3　微小囊包裹的血红蛋白

　　3.1　脂血红素小囊(lipidheme-vesicles,Lih V) healthhot.cn

　　脂血红素小囊可持续而安全地运输氧至组织，携氧能力与血液相当(VO2＜230ml/L)。由 于 脂血红素分散和定向排列在磷脂双分子层，Lih V在生理条件下可随氧张力的变化结合和释 放氧。Lih V氧亲和力为5.33～6.67kPa(40～50 Torr)，稍低于血液3.73～4.0kPa(28～ 30 Torr)，因此氧可从Lih V进入红 细胞。Lih V可冷冻干燥储存，使用时加水溶解。由于是囊泡状悬浮液，Lih V流变学特性极 好，可调整粘度在4.4～5.5cP，胶体压在25 Torr，与血液的粘度和胶体压相同，需要时 可加右旋糖酐和白蛋白。这是Lih V优于修饰血红蛋白的最大的特点。Lih V可大量生产，不 传染疾病〔18〕。

　　3.2　血红蛋白小囊(hemogobin vesicles,HbV) illask.com

　　血红蛋白小囊由磷脂双分子层包被血红蛋白而成，通过加入变构因子可控制氧亲和力≤6.0 kPa(45 Torr)，Hill系数在1.9～2.6。制备时控制颗粒大小可防止血栓形成，减少膜厚度 (5.0nm) 以便于消毒。Hb V不需要化学修饰血红蛋白，通过包裹适当的变构因子和单一的还原系统 可控制氧亲和力，抑制高铁血红蛋白形成。Hb V直径只有红细胞的1/40，有利于恢复栓塞 血管的血流〔18〕。

　　Hb V优于无基质血红蛋白和修饰血红蛋白在于：人工膜可防止血红蛋白在血浆中降解和氧化 ；人工膜防止了血红蛋白接触血管内皮，从而防止了氧自由基的产生和血红蛋白与一氧化氮 结合而引起的血管收缩；人工膜增加了血红蛋白在血液中循环的时间；人工膜减少了溶液的 张力渗透压；包裹的血红蛋白可冷冻干燥，便于储存。Hb V无血型和抗原特异性，容易生产 ，可长时间保存〔17〕。 我的健康my-health.cn

　　3.3　新红细胞(neo red cells,NRC)

　　新红细胞是一种脂质体包裹的血红蛋白。NRC无毒性，粘度低，氧运输能力强，几乎不影响 凝血系统和补体系统，对单核吞噬细胞系统的拮抗作用很短暂。NRC治疗狗失血性休克，可 降低 总的外周血管阻力，增加心脏指数，减轻心脏负荷，携氧能力是天然红细胞的几倍〔20 ，21，22〕。 healthhot.cn

　　4　重组血红蛋白(recombinant haemoglobin rHb1.1)

　　重组血红蛋白由基因工程生产而成。2条α链基因导入E coli基因组，表达时2条α链相连， 不能离解成二聚体。生理特性与α，α-血红蛋白相同〔23〕。 健康人illask.com

　　早期小剂量rHb1.1复苏失血性休克狗，可纠正氧债，改善组织灌流，减轻缺血性、乳酸性酸 中毒，恢复葡萄糖氧化代谢，对肝脏结构和小肠上皮有保护作用，可提高存活率〔24〕 。

　　作者单位：胡德耀(400042　重庆，第三军医大学大坪医院野战外科研究所) Go36.com

　　陈惠孙(400042　重庆，第三军医大学大坪医院野战外科研究所)