作者：皖南医学院研究生院（刘丽、金孝岖）；第二军医大学附属公利医院麻醉科（郭建荣）

输血相关性急性肺损伤（transfusion-relatedacute lung injury，TRALI）是一种输注血液制品导致的呼吸窘迫综合征，是输血相关性死亡的主要原因。呼吸系统并发症占输血后总死亡原因的38%，主要原因是输血增加了肺血管的通透性。TRALI的定义：输血后6 h内新出现的急性肺损伤，并排除其他导致急性肺损伤的危险因素。TRALI的主要临床症状包括：发热、突发呼吸困难、低氧血症、低血压或者高血压。实验室检测显示短暂的非特异性白细胞或血小板减少。

胸部x线表现无特异性，显示双肺浸润性肺水肿征象。TRALI死者典型的尸检结果：肺水肿、弥漫性肺泡损伤、透明膜形成和广泛的粒细胞浸润。目前关于TRALI的研究已有很多，但其确切的发生机制尚不清楚，目前较为公认的机制是“抗原-抗体”学说、“二次打击”学说和阈值学说。“抗原-抗体”学说主张免疫介导性，主要与人白细胞抗体（human leukocyte antibodies，HLA）或人中性粒细胞抗体（human neutrophil antibodies，HNA）发生的抗原抗体反应有关。“二次打击”学说主张非免疫介导性，主要是由于在贮存过程中，血液制品中的一些介质蓄积、衰老的红细胞或者血小板引起的。阈值学说认为中性粒细胞超过某一临界值后会出现TRALI。本文将对TRALI发病机制的相关知识及研究进展进行综述。

1.“抗原抗体”学说

“抗原抗体”学说的核心内容是血液制品中的HLA和HNA与输血者体内特定的抗原相互作用形成抗原抗体免疫复合物，从而激活补体，促使中性粒细胞迁移到肺并释放大量蛋白酶和炎性介质，导致肺血管内皮损伤和肺泡毛细血管膜通透性增加，最终发生非心源性肺水肿。在怀孕、输血、移植等情况下，人体可以产生HLA或HNA抗体，当机体的免疫系统接触到含有这些抗体的血液制品时可能会引起免疫反应，导致与细胞表达匹配的HNA或者HLA分子破坏。各种类型的抗体参与TRALI的病理机制不同，涉及到内皮细胞、中性粒细胞、单核细胞等。其中激活肺毛细血管内的中性粒细胞，释放有毒介质损伤内皮细胞导致血管的完整性破坏是TRALI发生发展过程中的关键步骤。

1.1 HLA抗体

HLA是一组编码HLA复合体中的高度多肽群分子的一类基因。HLA分为3型，与TRALI有关的是HLA—I和HLA—II。HLA—I存在于所有的有核细胞和血小板中。HLA一II主要位于树突细胞、巨噬细胞和B细胞表面。Hidalgo等通过BALB/c小鼠的TRALI模型研究HLA—I发现肺内中性粒细胞聚集是由E、P选择素介导的，阻断P选择素没有防止肺损害，实验组输注E选择素抑制剂的小鼠肺功能损伤较轻，表明E选择素在TRALI中的重要作用。Strait等用相同的实验模型证实TRALI的发生是多因素参与的，不是单一的与中性粒细胞或者凝血细胞有关。

缺乏补体C5的小鼠经过脂多糖（lipopolysaccharide，LPS）处理后没有发展为TRALI。这些有缺陷的小鼠输注含有补体的血浆后，肺损伤重新启动。当单核细胞被钆粉清除，这一过程中没有补体的清除，肺损伤也能成功预防。Kelher等通过大鼠模型证实了抗体浓度的作用，发现抗体浓度越高肺损伤的症状越严重，这个模型更类似于人类TRALI发生的实际情况，6 h内发病，病死率为5%～10%，相似的肺组织损伤。细胞损伤不仅与抗体浓度有关，也依赖中性粒细胞表达HLA-A2的百分比。人类微血管内皮细胞孵育出中性粒细胞，可表达纯合或者杂合的HLA-A2，HLA-A2中性粒细胞的纯合子比杂合子造成更严重的肺损伤。

HLA—I抗体和严重的致命性TRALI有关，而HIA一Ⅱ抗体通常诱导比较温和的TRALI反应。经干扰素诱导后，HLA一Ⅱ抗原表达增加并伴随单核细胞HLA-DR表达增加，继而激活中性粒细胞和单核细胞。体外匹配的抗HLA—I/抗体能激活中性粒细胞，当遇到HLA—Ⅱ抗体时，献血者的单核细胞参与TRALI中反应，导致人类微血管内皮细胞和人脐静脉内皮细胞损伤。Sachs等通过建立体外大鼠肺灌注模型来探讨单核细胞和中性粒细胞在TRALI中的作用。在肺灌注前2 h用LPs刺激大鼠，并在Krebs-Henselein缓冲液中添加人类中性粒细胞、HLA—Ⅱ抗体和人类单核细胞，灌注的匹配的抗体和单核细胞增加了肺血管的通透性，通过清除循环中的中性粒细胞和单核细胞可以预防肺损伤，当中性粒细胞在体内循环时，同源单核细胞的上清液也可以诱导肺损伤，证明中性粒细胞的活化和连续的肺损伤是单核细胞依赖性的。

1.2 HNA抗体

HNA是由基因决定的中性粒细胞表面结构，存在于单核细胞、淋巴细胞、血小板和自然杀伤细胞中。多数的TRALI病例中都有HNA、HNA-1、HNA-2和HNA-3a，与严重的致命性TRALI有关。肺动脉压力上升、毛细血管滤过系数增加和肺重量增加与中性粒细胞表达HNA-2a的百分比有关。中性粒细胞表达30%的同源HNA-2a抗体时不能诱导肺损伤，而表达70%时可以诱导肺损伤。当加入对中性粒细胞有刺激作用的N.甲酰.L.甲硫氨酰-L-亮氨酰.L-苯丙氨酸到循环灌注液中时，中性粒细胞表达30%的同源HNA-3a抗体也能诱导肺损伤。在体外，HNA-3a诱导LPS依赖性的人微血管内皮细胞损伤，这种损伤可以通过阻断内皮细胞黏附分子1和中性粒细胞Fcγ受体预防。在体内HNA-3a抗体小鼠模型中，抗体片段可以诱导TRALI，但症状较完整抗体诱导的肺损伤轻。完整的抗体可以结合Fcγ受体。而抗体片段不能结合Fcγ受体，这表明在TRALI的发病机制中，中性粒细胞存在Fcγ受体依赖和独立两个途径。

中性粒细胞的聚集诱导是HNA-2和HNA-3a抗体的主动过程，依赖于胰蛋白酶样或糜蛋白酶样丝氨酸蛋白酶，不依赖活性氧的产生。激活的中性粒细胞可以释放中性粒细胞胞外诱捕网（neutrophil extracellular traps，NETs）。在体外实验中发现，中性粒细胞被TNF-a刺激和HNA-3a抗体激活后可以诱导产生NETs，NETs存在于TRALI患者的循环中并参与TRALI的发生。

1.3其他

大多数TRAu病例与输入含有较多HLA或者HNA抗体血浆的血液制品有关。红细胞和血小板的血液制品含有很少量的血浆，但是仍然可以导致TRALI。HLA、HNA抗体的效价与TRALI的关系也许可以解释小剂量的血液制品可以引起TRALI。补体激活在TRALI中也起着重要作用，供体血中白细胞抗体与受体白细胞起反应并激活补体，产生的片段可促使肺损伤迅速恶化。C反应蛋白是一种急性期反应蛋白，是临床实践中感染和炎症的生物标志物。实验证明，在血小板氧化时，C反应蛋白可以以Fc方式黏附于血小板的磷酰胆碱上，随后增强抗体介导的呼吸爆发、吞噬作用以及抗体介导的血小板的破坏。患炎症免疫缺陷症的小鼠不经过LPS的处理也产生了严重的肺损伤，这种损伤可以通过注射CD8+T细胞或者CD4+T细胞预防，说明淋巴细胞也在TRALI的发生发展中起到了一定的作用。

2.“二次打击”学说

每单位血液制品TRALI的发病率为0.01%~1.12%，每位接受输血的患者的发病率为0.08%~15.1%，危重患者输血后TRALI的发生率明显升高。发病率的不同表明，不是所有的患者和血液制品都有同等的发病风险。另一方面，在没有任何潜在因素的情况下正常人也可能发生TRALI。此外，在所有输注含有抗体的血液制品的患者中，即使含有同源性抗体，绝大多数人也不发生TRALI。这些观察结果导致了“二次打击”学说的提出。在“二次打击”模型中，第1次打击为患者潜在的临床症状激活肺血管内皮细胞，使中性粒细胞在肺内聚集。这些临床状况包括恶性血液肿瘤、心血管疾病、脓毒症、心脏手术、大量输血、高龄、休克和严重肝病等。第2次打击是在第1次打击的基础上输注血液制品，其中的某些介质进一步激活中性粒细胞，释放炎性介质，损伤肺血管内皮，增加肺的通透性，最终导致TRALI。这些介质主要包括血液制品在储存过程中产生的生物活性脂质、抗体、促炎性因子等。其中功能结构改变的存储血细胞、血小板也是第2次打击的启动因素。

2.1存储的血液制品

在储存期间，血液制品经过相当于“储存损害”的变化。红细胞的可变形性减弱，聚集和黏附于血管内皮的附着力增强，导致微血管血流减少，肺微循环阻塞；2,3-二磷酸甘油酸减少，使血红蛋白的氧解离曲线左移减少氧气的交换；一氧化氮浓度降低，使红细胞输入后24 h内的生存率减低。这些改变都和输血后效果不理想有关系。人类红细胞在储存期间Duffy抗原和趋化因子清除功能降低。Duffy抗原是一种较弱的血型抗原，结合多个炎症趋化因子。研究发现Duffy抗原和TRAH的发病有关。在小鼠模型中，小鼠输入新鲜或者储存的红细胞后再输注LPS。输注衰老的红细胞导致肺内中性粒细胞计数增加，细胞因子和趋化因子浓度增加，肺毛细血管通透性增加。这种效应在输注去除了Duffy抗原的红细胞时更明显，Duffy基因敲除老鼠的动物模型也证实了Duffy抗原在TRALI中的作用。输注衰老的红细胞导致趋化因子清除能力的显著降低而引起急性肺损伤。

在储存期间，血小板收缩、细胞质凝结、丝状伪足延升，外形从盘状变为球状，葡萄糖消耗和乳酸产生增加，血小板膜糖蛋白GPllla的表达增加。当输注存储的血小板时这些改变会影响机体的复苏、存活和凝血。一项心脏手术的回顾性研究证实，血浆的存储时间是死亡的危险因素。大鼠急性肺损伤的外周血涂片和肺部组织化学检查显示血小板聚集，氯匹格雷能抑制蛋白激酶C信号通路和血小板P2Y1受体，从而减弱TRALI。

2.2生物活性脂质

血制品在储存过程中产生的生物活性脂质通过激活血小板因子受体而激活中性粒细胞，导致发生中性粒细胞肺内聚集肺毛细血管损伤—肺水肿这一系列反应。在体内和体外实验中，储存的血液制品中生物活性脂质的蓄积是导致TRALI的原因。积聚在红细胞和血小板中的极性脂是溶血磷脂酰胆碱类（lysophosphatidyleholines，LysoPCs），该脂质在结构上和血小板活性因子相似，是G2A受体的配体。在体外，G2A受体存在于中性粒细胞上可以被LysoPCs激活，从而显示趋化性。非极性脂质有花生四烯酸、5-羟基二十碳四碳烯酸、12-羟基二十碳四碳烯酸、15-羟基二十碳四碳烯酸。LysoPCs主要由血小板产生，非极性脂质主要由红细胞产生。LysoPCs和非极性脂质在TRALI中的作用仍有争议。在研究LysoPCs作用的大鼠模型中，大鼠用LPS刺激，革兰阴性内毒素作为第1次“打击”；分离出肺并在体外灌注存储了42 d的衰老人类红细胞血浆作第2次“打击”，血浆在输注前预热到56℃，防止激活人类补体和纤维蛋白原。在这个研究中，来自衰老红细胞的血清导致了肺损伤，即使分离出LysoPCs也造成了明显的肺损伤。同一研究小组证实了在体内由LysoPCs导致肺损伤的可能性。大鼠经LPS处理后输注衰老红细胞的上清液或LysoPCs导致了急性肺损伤。这个研究证实，LysoPCs在储存血液中的积聚现象。

临床研究中也有LysoPCs角色冲突的结论。在一群心脏手术患者中，TRALI患者输注的LysoPCs.总量高于对照组。然而，当纠正每单位产品中LysoPCS浓度时，TRALI组和对照组之间没有区别。此外，体外研究显示，LysoPCs的积聚不是细胞来源的，而是血浆来源的，并且是储存温度依赖性的而不是储存时间依赖性的瞄“。这些不同的结果可能由于不同的储存过程造成。

2.3可溶性细胞表面分化抗原40配体（solubleCD40L，sCD40L）

CD40属于肿瘤坏死因子受体家族，表达在内皮细胞、上皮细胞、单核细胞和巨噬细胞上。CD40L的配体是血小板产生的促炎性因子，在存储的血液中以sCD40L或者其他相关细胞的形式产生。SCD40L激活巨噬细胞使其产生和释放促炎性介质。贮存的血小板中增加的sCD40L与输血反应有关，增强多形核白细胞的呼吸爆发。随着研究的深入，人们对sCD40L在TRALI中的作用有了一些新的认识。在一个“二次打击”的TRALI模型中，大鼠经LPS处理后输入储存5 d的血小板导致肺损伤。在这个研究中，相比较于新鲜的血小板，储存的血小板中sCD40L的浓度没有升高。临床研究产生冲突的结果。血小板相关性TRALI的62个患者与对照组住院患者（输注血小板未导致TRALI）相比，血小板相关性TRALI比对照组血小板中sCD40L浓度高怛7。。尽管sCD40L在炎症反应中是强有力的介质，但是大多数研究表明SCD40L在TRALI中只扮演次要角色。

2.4其他

有研究表明，血小板中的CD62P含量随着贮存时间的增加而增加。小鼠经过单克隆的主要组织相容性复合物一1抗体处理诱发TRALI。与对照组相比，模型组形成肺水肿，并伴随支气管肺泡灌洗液清除率下降，肺部和全身炎症反应增加，肺中髓过氧化物酶增加，肺和全身的血凝增高。为了进一步确定CD62P在TRALI的作用，小鼠用抗CD62P抗体处理，结果发现，TRALI+抗CD62P抗体组与TRALI+同种抗体比较，肺水肿、肺泡间隙灌洗液清除率、肺和全身炎症反应以及肺组织髓过氧化物酶活性和凝血系统的改变均较轻。研究发现存在于浓缩红细胞、血小板中的线粒体DNA损伤相关模式分子也参与了TRALI的发生。

3.阈值学说

尽管“二次打击”学说有众多的临床研究支持，但无法解释没有危急情况的患者也能发展为TRALI。阈值模型旨在融合“抗原抗体”学说和“二次打击”学说口，该模型认为临床阈值由供体和宿主因素综合决定。例如，输入低浓度的抗白细胞抗体的血液制品可以使危急疾病手术患者发展为TRAM（低阈值），而对一个有同源抗原的相对健康的人没有明显的影响（高阈值）。如果第2次打击足够强，达到了中性粒细胞活化的阈值，即使没有第1次打击也可以导致TRALI的发生。此外，血液制品中的抗体和生物反应物导致的TRALI可能不需要启动事件去达到TRALI的临界阈值。

4.结语

综上所述，TRALI是一种严重的输血并发症。其发病原因与输血直接相关，发病机制尚不完全清楚。国外的研究已经从过去几年的抗体相关性TRALI转移到衰老的血液制品引起的急性肺损伤，而国内的研究却很少，这可能与国内医疗界对TRALI的认识和重视程度不够有关。目前尚未研究出TRALI的标准模型，研究并制备标准、有效的TRALI动物模型对今后的研究至关重要。在临床工作中，应该严格掌握输血指征，加强监测，减少和尽早发现并治疗TRALI。希望随着对TRALI的进一步研究，能够找到更好的预防和治疗TRALI的措施。

来源：国际麻醉学与复苏杂志2017年3月第38卷第3期

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