Hepatopulmonary Syndrome, Portopulmonary Hypertension and Lung Protection Strategy in the Period of Peri-orthotopic Liver Transplantation Tian-long Wang, MD, PhD Department of anesthesiology, Peking University People’s Hospital, Beijing 100044, China ABSTRACT Hepatopulmonary syndrome and portopulmonary hypertension existed in the candidates of orthotopic liver transplantation at end-stage of liver disease. The understanding of the pathophysiologic mechanism will guide lung protection strategy in the period of peri-orthotopic liver transplantation. Key words: Hepatopulmonary syndrome; Portopulmonary hypertension; Liver transplantation; Lung protection Corresponding author: Tian-long Wang; Tel: 88325590/5581;E-mail: w_tl5595@hotmail.com
肝脏疾病可影响肺。肝病后最常见的肺部改变表现为气体交换异常,并导致低氧血症发生。通常将这种情况称为“肝肺综合征”。有时,肝病同肺血管阻力(PVR)的异常增加有关,并导致肺动脉高压,这种临床过程称之为“门肺高压”。肝肺综合征和门肺高压的共同决定因素包括门静脉高压和门-体静脉分流。大部分门静脉高压均随着肝硬化的发展而产生。根据肝肺综合征和门肺高压形成的机制,在围肝移植期进行针对性的治疗和管理,对于降低围肝移植期的肺部并发症,甚至降低死亡率具有重要的临床意义。
肝硬化性低氧血症 为了评估严重肝病病人肺部气体交换改变的发生率和重要性,Naeije等人对100例已证实为肝硬化并且无心、肺疾患病人的血气和肺部血流动力学进行了回顾性分析,这种分析是基于外科前肝静脉导管检查、经静脉肝活检或对血流动力学结果的评估[1] 。Naeije等人在门静脉高压的药物治疗或缺氧性肺血管收缩研究中,报道过大部分的研究结果[2,3],所研究的100例病人当中,71例病人为男性,29例为女性,平均年龄53岁(33-79岁)。87例病人为酒精性肝硬化,12例病人为肝炎。胸片和心电图均无任何改变。肝硬化诊断是基于所有病人的病史、体检、肝功能检查和肝活检结果。 动脉血氧分压(PaO2)和动脉血二氧化碳分压(PaCO2)的分布情况见图1和图2。比较突出的发现是大约一半病人的PaO2和PaCO2均低于正常水平。相应的肺泡-动脉氧分压差(PA-aO2)高达341mm Hg,而32例健康成人仅为141mm Hg。可以观察到这种大样本、非选择性肝硬化病人,其气体交换的改变大多为中度,仅10%的病人,其PaO2低于60mm Hg,可能与临床所见的紫绀体征相关。计算所得的病人动脉和混合静脉氧饱和度(SaO2和SmvO2)分别平均为95.6%和73.1%,而在PaO2和PmvO2正常的成人,则分别为96.7%和72.4%,表明氧化血红蛋白解离曲线已向右侧轻度偏移。但在PaO2和肝病的临床体征之间缺乏相关关系,包括蜘蛛痣,或标准的肝功能检查如血清胆红素、白蛋白和血氨水平,或者作为测定门静脉压力的肝静脉压指标。PaCO2与血清白蛋白的水平直接相关,并同门静脉压成反比,但同其它的标准肝功能检查并无关联。
肝硬化性低氧血症机制 长期以来,在肝病病人频繁发生的动脉氧合下降令临床医生感到困惑。1935年,Snell报道了35例患有肝病或胆道梗阻病人,其SaO2无一例外均低于94%,提出可能是由于血红蛋白对氧的亲和力下降所致[4]。尽管报道的数据相互矛盾[7,8],但已表明肝硬化病人的氧-血红蛋白解离曲线向右侧发生偏移[5,6]。研究显示,肝硬化病人的氧-血红蛋白解离曲线向右侧偏移与红细胞内2-3二磷酸糖苷的增加相关[7]。尽管Snell考虑到低氧血症是动脉氧饱和度下降的结果[6],但也注意到血红蛋白对氧的亲和力下降导致了混合静脉血氧含量的降低,进而成为PaO2降低的肺外因素。 动脉低氧血症的可能原因还包括通气不足、弥散异常、通气/灌流比失衡(VA/Q)和真正分流(VA/Q=0)。因为通气增加和呼吸性碱中毒是晚期肝病的共同表现[8],所以通气不足可被除外。在多个研究,也已报道过氧弥散功能正常[9],因此氧弥散障碍也可排除,因为当吸入的氧浓度较低时,PA-aO2压差也发生同步性降低[10]。真正分流是在吸入100%氧气时测定的,所占比例从6%至22%不等,这可能与病人选择和方法学的差异有关。然而,采用低溶解度、具有放射活性的惰性气体进行的精确测定也已显示出大多数病人的分流正常或仅仅轻度增加。因此,尽管在一些病例,真正分流是主要形式,而VA/Q失衡是肝病性低氧血症的最常见原因。通过测定氮气的动脉-肺泡分压差(Pa-AN2)和计算的VA/Q值也支持了这一观点。 真正分流导致了肝硬化性低氧血症,而右向左心源性分流也已被排除,唯有的可能原因只有门-肺分流。在死亡肝病病人的研究证实在肺静脉和门静脉系统之间存在血管连接[11]。门静脉血的血氧饱和度较高,由此可计算出门肺分流量应该超过心排出量的20%,如果所有门静脉血流向肺静脉分流,则可以解释大部分晚期肝病病人的动脉氧合下降[12]。 在肝硬化病人所见的VA/Q匹配改变的原因是什么?Ruff等人通过使用放射活性氙(Xe133)判断10例无腹水的坐位病人肺部通气/灌注的分布情况[13],试图回答这个问题。这些病人的肺容量正常,但一氧化碳的弥散容量(DLCO)降低,8例病人的PaO2、PA-aO2和Pa-AN2下降,3例病人吸入纯氧时的真正分流比例增加。所有病人的闭合容量均超出正常,其中8例病人超过功能余气量,因此在正常潮式呼吸时出现气道闭合和气体截留。对5例病人的直接测定证实了在残气和功能余气状态时,肺下区带出现气体截留异常,提示肺底的VA/Q比值显著降低并低于0.5,主要原因为气道闭合引起的通气下降。提示肝硬化病人的闭合容量增加是由于扩张的肺血管机械性压迫小气道和或间质性水肿所致。 Daoud等人已经提出了肝硬化病人VA/Q失衡的另一种解释[14]。作者经右心和左心导管分别测定了10例晚期酒精性肝硬化病人正常氧分压和短暂性缺氧性呼吸期间 [吸入氧浓度(FiO2)=0.080.14] 的肺血管阻力(PVR),发现急性吸气性缺氧并不会导致PVR增加,而对照病人严重性类似的急性吸气性缺氧则会导致PVR增加。这种结果提示,至少部分肝硬化病人的VA/Q比失衡和低氧血症发生是由于缺氧性肺灌注调节丧失所致。因此,肝硬化性低氧血症是通气和灌注比分布异常的结果。事实上,在低VA/Q比值区域,即使较小的通气减少而灌流增加即可使VA/Q比值降低。另一方面,缺氧性肺血管收缩(HPV)并不是肝硬化的共同所见。缺氧性肺血管收缩被抑制,会引起PVR降低和高心排出量,这种情况仅仅在很晚期肝病和分流诱发低氧血症时才会发生[15]。因此,在大多数肝硬化病人,存在主要由通气分布异常所致的VA/Q比失衡,在少数极重症病人可由于缺氧性肺血管收缩丧失而使肺部灌流增加加剧。
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