一氧化氮对红细胞保存质量影响及临床输血研究进展

一氧化氮对红细胞保存质量影响及临床输血研究进展

张警丹，王 红，钟 锐，黄晓倩，贺 曾，闫 东，韩玎玎综述，刘嘉馨△审校
（中国医学科学院北京协和医学院输血研究所，四川 成都 610052）

一氧化氮； 红细胞保存； 临床输血

从1818年第一次成功输血开始，输血已成为挽救危重患者的不可缺少的治疗手段，输血的安全性和有效性成为输血研究永恒不变的主题。随着保存时间的延长，红细胞（RBC）会发生保存损伤［1－2］和细胞老化，尽管保存期内血液符合相关标准要求，但输注库血时还是会引起输血效果不佳甚至不良临床反应［3－4］。除此之外，已有研究表明输注RBC效果不佳还可能与库血中NO的缺失有关［5－7］。近年来，NO改善RBC保存质量和在临床输血的研究关注者也较多，本文将主要从这两个方面进行相关综述。

1 NO的特性及改善RBC保存质量研究

1.1 NO的生理特性 NO是一种非常不稳定的生物自由基［8］，分子小，结构简单，常温下为气体，微溶于水，易溶于脂肪，极易透过细胞膜而扩散进入靶细胞，体内NO主要由存在于血管内皮细胞膜的内皮型一氧化氮合成酶（eNOS）合成［9］。NO产生于L－精氨酸末端，反应需要eNOS的催化，反应式为：L－精氨酸＋NADPH（还原型辅酶Ⅱ）＋O2→瓜氨酸＋NO＋NADP＋（辅酶）。NO生物半衰期3～5s，在体内循环能以S－亚硝基硫醇（RSNO）的形式存在，以此来解释NO所产生的全身效应［10］。RBC能够储存NO，成为运输NO至远处组织发挥作用的不可缺少的工具［11］。

1.2 保存过程中RBC内NO含量变化 2007年，有学者报道了血液随着保存时间RBC内NO含量会发生变化［3］。有研究发现RBC内NO的主要结合形式为亚硝基血红蛋白（SNOHb），SNO－Hb含量在RBC离体后开始快速而持续减少，储存RBC扩张血管的能力也持续下降，同时也初步证实NO对RBC的功能、形态和黏弹性都有保护调节的作用［8］；另一项由库血引发的血管调节的抑制作用与储存RBC中NO的缺失有关，但是可以通过补充外源性的NO来提高SNO－Hb的含量来提高输血效率［12］。这两项研究运用相同的方法（水银耦合光解的化学发光法）来测定RBC内SNO－Hb含量，虽然文献［8］试验对象是悬浮红细胞，文献［12］则是全血，但两者的实验结果综合来看仍然是一致的。国内则由于技术原因，并没有能够准确测定RBC内SNO－Hb的方法，多采用的是测定血浆内硝基离子或亚硝基硫醇的方法，这两种检测方式并不能准确反映RBC内SNO－Hb的含量［13－14］。有研究报道，通过添加汞离子使得NO从Hb结合NO的形态释放出来从而测得总NO减去血浆内NO定义为结合NO，但仍然利用的是测试硝基离子的方法，只能为胞内NO含量的测定提供相对值，并不能准确表示SNO－Hb的含量［15］。因而国内学者仍然需要探索更准确的测定方法来检测RBC内SNO－Hb的含量，更好地为添加NO改善RBC保存质量确定量效关系。

1.3 NO与RBC变形性的关系 2002年，Kucukatay等［16］通过向比容为40%的洗涤RBC内加入不同的NO试剂来探索其在维持RBC变形性方面的作用。该课题组发现加入NO抑制剂对RBC变形性均有明显抑制作用，而添加NO供体（硝普钠）则显著改善RBC变形性，其最佳浓度为10～6mol/L。由此可见，NO对RBC的变形性有十分重要的作用。与其结果不太相同的是，Kuwai等［17］通过抽取正常的兔子（对照组）和喂食高胆固醇食物的兔子（实验组）的洗涤RBC来检测其变形性，在急性孵育半小时后，发现在对照组中添加 NO供体（NOC5）对RBC变形性均没有改善作用，而加入NO抑制剂RBC的变形性均明显降低，同时加入抑制剂的同时再加入NO供体等物质，则会明显改善其变形性；而实验组中直接介入NO供体发现RBC变形性有明显改善作用。由此可见，损害的RBC变形性可能与NO途径有关，外源性补充NO可能会重塑其变形性。2013年，Barodka等［18］探究NO供体硝普钠（SNP）对钙离子沉积的RBC中的变形性有明显的改善作用，并且推测其机制是RBC内的NO干预一些特异性的细胞膜表面的硫醇或者氧化的二硫化物从而来抑制Ca2＋进入细胞内这一方式来改善RBC的变形性。2014年，Rey等［19］发现恶性疟原虫引发的低精氨酸血症的患者RBC可能抑制NO的产生进而抑制其变形性，而加入NO前体或者NO产物后明显改善其变形性。从上述研究可以发现，目前业界对NO介入RBC其变形性的改善目前有两种结果：NO干预后对RBC变形性均有明显改善作用；或者NO只对损害RBC变形性有明显改善作用，对于正常状态RBC变形性没有作用。

随着NO与RBC相互关系的不断探究，国内也陆续发表相关报道。2009年，张洪为等［20］通过向新鲜全血中添加NO供体SNP后，测定流变学指标表明在不同保存时相中添加不同适宜浓度的SNP可改善库血RBC变形性，如7天内为5 μmol/L，其他时间段为10μmol/L。并且还发现添加50μmol/L的SNP后RBC的变形性明显降低，说明NO的临界浓度对RBC变形性的维持有双相性调控作用［21］。这个结果与文献［15－16］的报道一致，但前者的最佳NO浓度并不相同。国内也有与此结果不同的研究，冯双利［22］在他的博士论文中提到加入NO前体精氨酸（L－Arg）后发现库血中总Hb－NO含量提高，但是RBC的变形性和聚集性均没有改善。这与魏天静［23］的结果是一致的，在她的硕士论文中也发现无论加入NO供体还是NO前体，均对RBC变形性无影响；而于青［24］则通过将RBC分层，发现NO对老年RBC的变形性有明显改善作用，而未分层的RBC在干预前后并没有差异。值得注意的是国外和国内所得到的NO最佳添加浓度并不一致，这可能与国外主要采用压积红细胞，而国内一般采用全血的样本有关，同时与国内外检测RBC变形性的仪器的原理不相同也可能有关系。

2 NO血管舒张作用及在临床输血方面的应用

2.1 NO血管舒张作用 研究已明确了NO的三大作用：内皮细胞依赖性血管舒张作用、神经递质作用和细胞介导的免疫反应［25］。诺贝尔医学奖得主Ignarro［26］认为：NO在人体四个重要生理过程（血管紧张度调节、凝血过程、炎症反应和氧化作用）中都能发挥积极作用，降低消极作用；在NO的众多作用中，又以血管舒张作用最为重要，NO可舒张和扩张血管以确保心脏的足够血液供应量。NO是一个重要的血管舒张调节因子，与血管收缩物质（内皮素－1、血管紧张素－Ⅱ等）共同调节人体血管的舒张和收缩，同时还可抑制血小板的聚集。NO缺乏可导致血管舒张收缩功能失调，血小板凝聚和内皮细胞增殖，从而引起一系列心血管疾病。NO水平过高又会引发血管过度舒张和低血压，从而造成器官的缺血性损害［27］。

2.2 吸入NO的有关研究及临床应用 吸入NO能选择性扩张肺血管，降低肺循环阻力，但不影响体循环血流动力学。NO吸入治疗具有快速的早期反应性、高选择性和非创伤性不良反应相对较少等优点，已被广泛应用于原发性继发性肺动脉高压症、肺血管痉挛性低氧血症BPD、新生儿持续性肺动脉高压、肺纤维化及呼吸窘迫综合征等治疗［28－29］。2004年，美国新泽西医学院针对急性肺损伤患者开展的临床实验发现：输注库血时吸入NO能增加患者的血样饱和度［30］。在动物实验中发现输入血红蛋白类氧载体（HBOC）时会引发血管收缩而在吸入NO后会消除这种副作用，随后发现内皮功能紊乱的动物让其吸入NO也可以补偿这种紊乱所引发的血管收缩［31－32］。向动物体内输入同源性的库血所引起的高血压、休克在吸入NO后均有改善，在患有糖尿病的老鼠体内输入库血后吸入NO均能抑制血管收缩，提高输血有效性［33－35］。国内尚没有相关方面研究，现主要集中于临床疾病的应用方面，在此不再赘述。

2.3 NO与高原血的关系 早在上世纪90年代，人们就发现患有高海拔肺水肿的患者吸入NO对其治疗有非常显著地疗效［36］。2005年，Hoit等［37］发现在西藏高原地区居民体内NO的呼吸流速是平原地区居民的7倍；2007年，Erzurum等［38］观察到高原地区居民体内NO含量比平原地区多十倍之多。2012年，Beall等［39］在其综述中提到在不考虑高度的情况下藏族人群在肺部和血液中的NO含量要比其他人群至少高两倍之多，同时也提到在高海拔地区游客体内NO含量也较平常增高。这些现象均说明生活在高原地区的人群能够适应高海拔地区的氧缺乏状态，这可能是由他们本身的基因和生理性NO含量较高所决定的，这种生理特征对于贫血、高血压等患者的治疗提供了一个可能性的方向。

3 小 结

目前，关于NO与红细胞体外保存质量关系的研究已经越来越多，也有学者关注于NO与体内输血的联系，同时也在不断探索NO与某些血管收缩引发的疾病的关系。越来越多的专家学者关注NO与输血领域方面，这与前些年这方面的研究者较少形成鲜明对比［40］。但笔者仍然还有很多问题亟待解决，例如：为什么介入NO后报道的相关结果不同；如何能够简单有效的检测RBC内SNO－Hb含量；运用哪种方式能够保证在体外保存中RBC内NO含量不再迅速消耗；是否能够将RBC体外保存中介入NO与吸入NO两种方式有机结合，从而有效提高输血效率等。笔者相信，随着科学技术的发展和研究人员地不断探索，这些难题迟早会被攻克，为输血事业发展打下坚实的基础。

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10.3969/j.issn.1673－4130.2015.03.042

A

1673－4130（2015）03－0385－03

2014－10－06）

张警丹，女，在读硕士研究生，主要从事临床输血与检验的研究。△

，E－mail：jxliu8122＠vip.sina.com。