血液透析用水对透析质量的影响

·综述 · 血液透析用水对透析质量的影响 刘 莎 , 刘文虎 　　作者单位 : 100050北京市 , 首都医科大学 附属北京友谊医院肾内科 通讯作者 : 刘文虎 , 100050北京市 , 首都 医科大学附属北京友谊医院肾内科 ; E - mail: liuwh0211@ yahoo1com1cn 　　【摘要】　近年来 , 透析技术取得了巨大的进步。血液透析用水的质量直接影响患者的透析和生存质量。本文分 析了透析用水化学物质和微生物污染对透析质量的影响 , 阐述了超纯透析液的制备及其临床意义。 　　【关键词 】　肾透析 ; 血液透析液 ; 治疗结果 　　【中图分类号】R 45915　【文献标识码】A　【文章编号 】1007 - 9572 (2008) 10 - 1802 - 03 Hem od ia lysisW a ter and D ia lysis Qua lity 　L I U S ha, L I U W en - hu. D epa rtm en t of N eph rology, B eijing F riendsh ip Hospita l, B eijing 100050, Ch ina 　　【Abstract】　Great imp rovements have been made in dialysis technology in recent years, and the quality of hemodialysis water directly influences the quality of dialysis and life of patients receiving hemodialysis. In this review we summarize the impact of chem ical and m icrobial contam inations in dialysis water on dialysis quality, and elucidate the p reparation of ultrapure dialysate and its clinical value. 　　【Key word】　Renal dialysis; Hemodialysis solution; Treatment outcome 　　随着血液透析 ( HD ) 技术的进步 , 患者的生存期明显延长。如何提高 HD患 者的透析质量 , 降低长期透析的并发症成 为其研究方向。HD 患者每次透析消耗 120～150 L透析液 , 若透析液中化学污 染物和 (或 ) 微生物超标 , 则可通过透 析膜进入血液 , 造成各种急慢性并发症。 因此透析用水的质量 , 对改善和延续患者 的生命有着深远的意义。本文对 HD用水 的质量标准、污染情况及使用超纯透析的 临床意义综述如下。 1　HD用水质量标准 111　HD用水质量标准包括化学物质及 微生物浓度标准。国内外大多采用美国医 疗器械促进协会 ( association for the ad2 vancement of medical instrumentation, AAM I) 标准和欧洲药典透析用水化学物 质浓度标准 (见表 1) , 而我国尚未公布 自己的标准。 112　HD用水及透析液微生物纯度标准 　不同纯度的水微生物含量标准见表 2。 表 1　血透用水中化学物质最高允许浓度 Table 1　The maximum allowable concentration of chem ical materials in hemodialysis water 化学 物质 AAM I(mg/L) 欧洲药典 (mg/L) 铝 010100 010100 锑 010060 010060 砷 010050 010050 钡 011000 011000 铍 010004 010004 镉 010010 010010 钙 2 (0105 mmol/L) 2 (0105 mmol/L) 氯胺 011000 011000 铬 010140 010140 铜 011000 011000 氰化物 010200 010200 氟化物 012000 012000 氯 015000 015000 铅 010050 010050 镁 4 (0116 mmol/L) 2 (0108 mmol/L) 银 010002 010010 硝酸盐 210000 210000 钾 8 (012 mmol/L) 2 (0108 mmol/L) 硒 010900 010900 汞 010050 010050 钠 70 (310 mmol/L) 50 (212 mmol/L) 硫酸盐 100 100 铊 010020 010020 锌 011000 011000 表 2　不同纯度水微生物含量标准 Table 2　The content standard of m icrobes in dial2 ysis water with different purity 欧洲药典 菌落数 (CFU /m l) 　　 内毒素 ( IU /m l) AAM I标准 菌落数 (CFU /m l) 　　 内毒素 ( IU /m l) 透析用水 < 100 < 0125 < 200 < 2 透析液 - - < 2000 < 5 超纯水 < 011 < 0103 - - 2　透析用水的污染 211　透析用水化学物质污染 　透析用水 中化学污染物浓度过高所引起的各种常见 不良反应见表 3。 表 3　透析用水化学物质污染引起的常见不良 反应 Table 3　Common adverse reactions resulted from chem ical materials contam ination in he2 modialysis water 水污染物 不良反应 铝、氯胺、硝酸盐、铅、铜、锌 贫血 铝、氟化物 骨病 钙、镁、钠 高血压 硫酸盐 酸中毒 钙、镁 肌肉无力 氯胺、硫酸盐、硝酸盐、钙、镁、铜、锌 恶心、呕吐 钙、镁 硬水综合征 铝、铅、钙、镁 神经系统异常 ·2081· 　　比较重要的化学污染物及其清除方法 如下。 21111　铝　饮用水中需添加硫酸铝使水 质澄清 , 过量的铝在骨组织中聚集 , 引起 低动力性骨病 ; 铝还可降低血红蛋白合 成 , 引起贫血并导致脑病。饮用水中的铝 主要靠反渗透方法清除。 21112　氟化物 　氟化物在骨组织中聚集 , 可引起骨转化异常 , 骨折发生率增加。饮 用水中氟化物也主要靠反渗透方法清除。 21113　氯和氯胺 　氯和氯胺被用做消毒 剂加到自来水中 , 氯含量过高对机体具有 毒性 ; 氯胺可导致血红蛋白氧化成高铁血 红蛋白 , 表现为溶血性贫血。饮用水中的 氯和氯胺不能由反渗透或去离子装置清 除 , 目前采用活性炭吸附方法清除。 212　透析用水微生物污染和临床并发症 21211　水处理系统很容易被细菌污染。 透析液中的细菌不能通过完整的透析膜 , 但透析器复用过程中细菌可污染血室。革 兰阴性菌细胞壁上的脂多糖 (LPS) 分子 亦称内毒素 , 可以通过透析膜进入血室 中 , 污染物还可反超滤由透析膜入血。 015 IU /m l的内毒素分子即可刺激单核细 胞产生促炎症细胞因子 , 如白介素 - 1β ( IL - 1β)、肿瘤坏死因子 -α ( TNF -α) 和急性时相蛋白 , 如 C - 反应蛋白 (CRP) 等 [ 1 ] 。临床上这些病原微生物可 致短期和长期并发症。 21212　短期并发症 　透析用水受到高水 平的内毒素污染 , 透析中出现致热源反 应 , 表现为寒战、高热和低血压等。内毒 素还可引起恶心、呕吐、肌痛和头痛等症 状。细菌 (通常为假单胞菌属 ) 入血可 引起休克等脓毒血症症状。 21213　长期并发症 　透析患者长期与细 菌内毒素污染的水接触可致透析相关性淀 粉样变性 ( dialysis related amyloidosis, DRA )、动脉粥样硬化、营养不良等慢性 并发症。 2121311　DRA　透析 9年的患者中腕管 综合征 (CTS) 发病率为 30% , 透析 > 15 年的患者几乎均有此并发症。一般首先表 现为 CTS, 以后在关节、骨骼及内脏器官 中都可发生。 DRA的基本成分是 β2 - 微球蛋白 (β2 - MG)。经终末糖基化产物 ( ad2 vanced glycation end p roducts, AGE) 修饰 后的β2 - MG对外周单核细胞产生强烈的 趋化作用 , 刺激巨噬细胞释放 IL - 1β、 TNF -α等。未经修饰的β2 - MG本身也 可引起炎症反应。污染的透析液中致热源 可激活单核细胞 , 使细胞因子产生增加 , 产生β2 - MG, 并加速、加重β2 - MG沉 积部位局部的炎性反应 [ 2 ] 。Schiffl等 [ 3 ]回 顾性研究 89例 HD超过 10年的患者 , 发 现透析液微生物质量和不同透析膜的特性 均是决定 DRA 发生的独立危险因素。 2121312　动脉粥样硬化和心血管疾病 　 心血管疾病是 HD患者的首位死亡原因。 细菌感染产生的 LPS可影响内皮细胞功 能 , 促进动脉硬化和血管栓塞。LPS还可 导致 TNF -α、 IL - 1β和 CRP合成增加。 研究证实血浆 CRP、 IL - 6等细胞因子增 高与心血管死亡率有关 [ 4 ] 。LPS能促进血 管活性物质释放 , 使末梢血管扩张 , 通透 性增加 , 静脉回流减少 , 心搏出量降低 , 导致休克。 2121313　营养不良 　蛋白质能量营养不 良是预测维持性 HD患者并发症以及病死 率的一个有力指标。营养不良和炎症状态 之间互为因果 , 形成恶性循环。细菌污染 的透析液中 LPS可使促炎症因子及瘦素 产生增加 , 从而降低肌肉蛋白质合成 , 促 使肌肉分解 , 导致食欲下降而产生营养不 良。 3　超纯透析液的制备 欧洲 HD指南要求常规 HD的水质应 达到基本的透析用水要求 , 高通量透析及 在线 (on - line) 血液滤过或 HD滤过应 达到超纯水要求 [ 5 ] 。超纯水是制备超纯 透析液的先决条件。 最早在欧洲开始使用超纯透析液。其 定义是 : 菌落数 < 011 CFU /m l, 内毒素 检测不到 (检测低限为 0103 IU /m l) , 没 有诱发细胞因子的能力 [ 6 ] 。为制备超纯 透析液 , 首先必须具备优良可靠的反渗机 系统 , 使用双膜反渗装置 , 有效清除水中 的金属离子、阴离子、有机物和微生物。 此外 , 水处理系统定期监测程序 , 定期维 护、消毒和清洗。反渗膜及交换树脂应定 期更换 , 并在透析液进透析器前加装内毒 素超滤器 , 以进一步降低内毒素水平。 消毒是水处理维护的重要。目前 对水传送系统普遍使用各种杀菌剂消毒 , 但需要反复冲洗 , 费时、费力。新的技术 是夜间使用热水或臭氧对整个水输送系统 进行消毒。臭氧在水中的 t1 /2 < 30 m in, 配套的新型管路材料更加耐用。 Ouseph等 [ 7 ]报道将超纯透析液用于 家庭 HD。具体方法包括将水处理设备与 家庭透析机完全结合 , 并使用干粉药筒或 无菌包装的碳酸氢盐浓缩液 , 同时在透析 液进入透析器前经过截留细菌和内毒素的 过滤器进行最后的净化 , 或者使用家庭 HD专用的新型透析机和配套透析液 , 但 后者的容积限制了其临床应用。 4　超纯透析液的临床意义 研究证明超纯透析液可以减少慢性炎 症反应 , 降低氧化应激和羰基应激 , 预防 和改善 HD长期并发症。 411　对氧化应激和羰基应激的影响 　目 前认为氧化应激、羰基应激状态和慢性炎 症可能是 HD患者营养不良、心血管疾病 和 DRA等并发症的重要发病机制 , 且三 者之间可互相促进。污染的透析液促进了 活性氧簇的生成 , 加速了氧化应激 , 表现 为丙二醛 (MDA ) 等脂质过氧化产物和 晚期氧化蛋白产物 (AOPP)、髓过氧化 物酶 (MPO ) 等氧化物质的增高 , 谷胱 甘肽过氧化物酶 ( GSH - Px) 等抗氧化 物水平的降低。 张莹等 [ 8 ]发现 36例 HD 患者使用超 纯水后 , 6 个月时血清 AOPP、MDA、 GSH - Px、血清蛋白、CRP、新喋呤、 TNF -α水平较使用超纯前明显改善 ( P < 0105) ; 12个月时白介素 - 6 ( IL - 6)、 MDA水平进一步下降 ( P < 0105 ) , 且 血清 MPO活性与 AOPP及 CRP水平在改 用超纯水前、后均呈正相关关系。由此认 为 , HD患者氧化应激与炎症水平相关 , 使用超纯水后两者水平均显著降低。 尿毒症 “羰基应激 ”指由于碳水化 合物和脂质衍生的反应性羰基化合物 (RCO ) 的增加 , 导致 AGE和脂质氧化终 末产物 (ALEs) 形成增多。研究证实 , 超纯透析液可以减少羰基应激的产物 -戊 糖苷啶 ( Pentosidine) [ 9 - 10 ] 。 Izuhara等 [ 9 ] 检查超纯透析液组透析前、后患者血浆戊 糖苷啶水平 , 结果显示超纯透析液组 3个 月、6个月时戊糖苷啶较基线水平明显下 降 ( P < 0101)。 412　对促红细胞生成素反应性的改善 　 Molina等 [ 11 ]对 107名常规 HD患者研究发 现 , 使用超纯透析液 12个月后 , 维持同 样的血色素 , 促红细胞生成素 ( EPO) 用 量减少了 34% , 且 CRP、 IL - 6等炎症指 ·3081· 标明显下降 ( P < 0101 )。H su等 [ 12 ] 报 道 , 超纯透析液可以改善铁的利用 , 增加 EPO的反应性。作者将 34例慢性透析患 者随机分为两组 , 分别用常规透析液和超 纯透析液透析 , 观察 6个月。结果超纯透 析液组 CRP明显下降 〔 (71010 ±51095) mg/dl vs ( 41461 ±31754) mg/dl〕, EPO 剂量减少 〔 ( 12 500 ±7 060 ) U /月 vs (10 440 ±7 050) U /月 , P < 0105〕, 铁蛋 白明显较少 [ ( 422 ± 183 ) μg/m l vs (272 ±162) μg/m l, P < 0105 ]; 而常规 透析组上述指标没有变化。 413　营养状况 　研究表明超纯透析液能 显著改善 HD患者营养状况及贫血 , 且与 炎症状况改善有关 [ 13 - 14 ] 。闭闵等 [ 14 ]观察 了 66例维持性 HD患者 , 发现改用超纯 水透析 8个月 , CRP水平较前显著下降 ( P < 0101) , 清蛋白、血红蛋白 ( Hb)、 血细胞比容 (HCT)、干体重、上臂肌围 均显著升高 ( P < 0105) , 标准化蛋白分 解率 ( nPCR ) 显著升高 ( P < 0101 ) , Go等 [ 15 ]发现使用超纯透析液透析 2年以 上的 61名患者 Hb、红细胞 (RBC) 计数 和 HCT分别由使用超纯透析液前的 (911 ±012 ) g /dl, ( 30919 ±712 ) ×1010 /L , (2818 ±016) % 增加为 ( 1012 ±011) g/ dl, ( 34917 ±516) ×1010 /L , ( 3216 ± 013) % , 红细胞寿命亦得到延长。 414　动脉粥样硬化和心血管疾病 　Le2 derer等 [ 16 ]观察了 60例透析患者 , 38例 用常规透析液 , 22例用超纯透析液。研 究终点为血管造影证实的脑血管病、心血 管病或外周血管事件 , 每 3个月检测 1次 CRP。超纯透析液组 87% CRP水平正常 , 但 CRP水平升高者比 CRP正常组有更多 的心血管事件 (11 vs 1, P < 0101) , 表明 超纯透析液可以预防或减少慢性微炎症 , 降低心血管事件发生率。Kiellstrand等 [ 17 ] 使用超纯透析液期间较使用常规透析 液期间患者 HD 中低血压发生率明显降 低。 415　DRA 　Lonnemann等 [ 2 ] 认为 , 超纯 透析液和 (或 ) 合成膜可减少细胞因子 的释放 , 弱化炎症反应 , 减少β2 - MG淀 粉样物质在组织和骨的沉积 , 降低 DRA。 Furuya等 [ 10 ]检测了 16例使用聚砜膜的慢 性透析患者血浆的β2 - MG、CRP、 IL - 6 水平 , 结果显示改用超纯水治疗 1个月后 血浆 β2 - MG 〔 ( 3011 ±114 ) mg/dl vs (2711 ±114 ) mg/dl, P < 0105〕、CRP 〔 (0128 ±0109) vs (0114 ±0105) mg/dl, P < 0105〕和 IL - 6 〔(914 ±217) pg/m l vs (315 ±018) pg/m l, P < 0101〕均明显 下降。改回常规透析液后 , 上述指标重新 回到基线水平。因此 , 同时使用超纯透析 液和高通量透析膜能协同预防和延缓 CTS 和 DRA的发生和进展。 416　残余肾功能保护 　超纯透析液还可 延缓残余肾功能的损害。内毒素使补体活 化 , 诱导活化单核细胞 , 释放细胞因子 , 刺激系膜细胞增殖 , 基质合成增多 , 促进 系膜细胞释放活性氧、弹性蛋白酶 , 引起 损伤肾脏。目前认为 , 使用高通量生物相 容性好的透析器 , 碳酸氢盐超纯透析液以 及良好的超滤控制均能有利于保护残余肾 功能 [ 18 ] 。Schiffl等 [ 19 ]前瞻随机观察 30例 刚开始 HD 的患者 , 一组使用常规透析 液 , 一组使用超纯透析液 , 两组都使用聚 砜高通量膜。2年后 , 使用常规透析液患 者血 CRP和 IL - 6水平明显高于使用超 纯透析液患者 , 且残余肾功能的丢失显著 增多。多元回归分析提示透析液的微生物 纯度是决定残余肾功能丧失的独立因素。 参考文献 1 　Lonnemann G. 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