红细胞寿命测定在血液系统疾病中的临床应用中国专家共识
中华医学会血液学分会红细胞疾病(贫血)学组
通信作者 :张连生,兰州大学第二医院血液科,兰州 730030;邵宗鸿,天津医科大学总医院血液科,天津 300052
DOI:10.3760/cma.j.issn.0376-2491.2019.30.001
红细胞寿命(red blood cell life span,RBCS)是指红细胞自骨髓释放至外周血中的存活时间。生理状态下,红细胞的生成和破坏呈动态平衡,健康成年人RBCS平均115(70~140)d。病理状态下,无论何种机制介导的红细胞破坏增多(即溶血),均可导致 RBCS 缩短,红细胞破坏超过骨髓代偿增生时,即导致贫血。临床现有反映红细胞破坏增多的实验室指标(如镜检红细胞碎片增多、血浆结合珠蛋白降低、游离血红蛋白升高、血红蛋白尿、含铁血黄素尿、血清未结合胆红素增高、乳酸脱氢酶水平升高等)和因溶血导致骨髓红系代偿性增生的实验室指标(如骨髓红系比例升高、网织红细胞增多等),但上述指标受影响因素较多,灵敏度和特异度不高[1-2] ,溶血早期或轻度不典型时无法及时、准确判定。RBCS是反映红细胞被破坏最早、最直接的指标,因此RBCS检测对溶血的临床诊断和鉴别诊断具有重要价值。
探索 RBCS 测定方法已百余年,目前公认的RBCS检测技术主要是核素标记法、生物素标记法和CO呼气试验法,这些检测技术原理、方法及适应对象均有不同,但其RBCS的检测结果及其判断是相同的[3-7] 。RBCS在不同个体间和同一个体在一天内不同时间的差异波动均较大[8] ,这对检测结果准确解读带来不便。为规范RBCS检测技术及检测结果准确解读,使其更好地服务于临床,参考国内外RBCS测定相关文献,中华医学会血液学分会红细胞(贫血)学组组织有关专家共同制定RBCS测定在血液系统疾病中临床应用的中国专家共识。
一、RBCS测定方法
自1919年Winfred Ashby首次采用差异凝集试验法正确测出RBCS以来,现有可用于临床RBCS检测方法可分为两类:第一类是红细胞标记测试法,包括同龄期红细胞标记测试(cohort label)和全龄期红细胞标记测试(population label),前者利用15N-甘氨酸或放射性核素 59Fe等掺入血红蛋白合成而标记骨髓中新生红细胞,测定循环血液中示踪剂从出现到消失的时间即是红细胞的存活时间,亦即RBCS,后者通过51Cr、 32P或生物素等与细胞膜牢固结合,直接标记循环血液中从新生到衰老所有龄期的红细胞,继而通过测定血液中标志物的消失速率算出红细胞的存活时间;红细胞标记法根据标志物不同又可分为核素标记(isotope label)和荧光生物素标记(biotin label)法[4-5,8-9] 。第二类是根据血红蛋白更新速率测算,如CO呼气试验等。其原理是人体血红蛋白降解过程中血红素可产生CO,肺是内源性CO排出的唯一通道。约86%的内源性CO来自血红素降解,而血红素中的85%又来自红细胞破坏后血红蛋白降解过程,故总体上约70%的呼气内源性CO来自于红细胞降解。所以,在排除外源干扰的前提下,肺的CO排泄率可推算RBCS值。
51Cr或 32P等放射性同位素标记法敏感、特异,结果准确。全龄期红细胞标记法中,51Cr标记法被视作“金标准”并应用于临床,但测量一次RBCS需耗时近1个月且有辐射风险;荧光生物素标记法有过敏风险和诱导抗生物素抗体产生风险,且完成一次测量也耗时需近1个月;同龄期红细胞标记法中以15N-甘氨酸标记法用得最多,虽然该方法没有辐射风险和过敏风险,但耗时比全龄期标记法甚至更长。鉴于全程示踪剂检测耗时太久,临床一般采取半生存期测定法,约需10d至近1个月,而且标记测定法只适用机体红细胞生成与破坏速度稳定时期,动态变化时不适用。故标记测定法只适用基础研究,难以临床常规开展。
CO呼气试验法可分为重复呼吸式CO呼气试验法和开放呼气式CO呼气试验法。重复呼吸式CO呼气试验法需要戴头套、操作复杂、受试者体验差,在临床上很少用,开放呼气式CO呼气试验法无需戴头套、操作简便、受试者“一气呵成”,快捷准确,且可动态检测RBCS。目前已被美国儿科学会和中华医学会推荐为新生儿临床有无溶血、高胆红素血症诊断的检测手段[9-10](表1)。
20世纪60年代初期我国建立了51Cr标记测定红细胞寿命的方法,并将其作为了解溶血程度、发现不典型溶血的可靠指标[11]。因该方法测量周期太长,有放射性风险,基础研究及临床应用均不方便,仅少数医院开展过。国内科技工作者经过不懈努力研制出能直接测定内源性CO呼气试验检测设备,操作流程极大简化,方便快捷,结果稳定、准确,是目前唯一适应临床大规模开展常规检测RBCS的方法[12-15] 。本共识推荐开放呼气式CO呼气试验法作为临床RBCS测定方法。同时为规范该技术的标准操作,制定以下统一检测操作规范。
操作规范:清晨起床后至上午12点前采气,采气前应处于空腹状态,采气操作按规范步骤执行。受试者采气前一周内未输红细胞,24h内不能主动或被动吸烟,无剧烈运动。检测值判断注意事项:CO呼气试验法检测的RBCS值反映采气前2~4 h的红细胞破坏情况,在生理状态稳定情况下,此动态值即等于稳态值,因此CO呼气试验在动态和稳态情况下均可测定RBCS。消化道出血、剧烈运动、熬夜、感染等可造成红细胞破坏一过性增加,即红细胞寿命一过性缩短,服用某些药物会使短期内红细胞破坏速率不稳定,咨询、了解受试者试验前的生理、病理状况及服药情况,便于对RBCS变化原因的综合判断。
二、RBCS测定结果解读
1.正常参考值推荐:应用51Cr标记法测定正常人RBCS,综述国外报道的RBCS正常值平均为115d、范围为70~140 d[12] ,国内学者研究结果显示正常值,半减期T 1/2 =26 d(对应RBCS值120 d),CO呼气试验法正常人RBCS平均值为126 d、95%置信区间为75~177 d[13] 。国内外报道的非溶血组的 RBCS正常平均值分别为115 d、120 d、126 d,RBCS正常值下限分别为70d[12] 、66d[11]、75d[13],国内外的正常平均值和正常范围下限在误差范围内均相符合,非溶血组的RBCS值的95%置信区间在标准误差范围内相符合。因此本共识推荐RBCS正常值为120d,范围为70~140d。
2.RBCS测定值与溶血判断:国内应用51Cr标记法检测RBCS显示,RBCS的半减期T 1/2 <20 d(对应RBCS值66 d)为溶血、半减期T 1/2 <17 d(对应RBCS值49 d)为较重溶血[11];国内CO呼气试验法测定RBCS的结果表明:非溶血组的( x ˉ ±1.96s)的下限值为75 d,溶血组的( x ˉ ±1.96s)上限值为57 d、( x ˉ ±s)的上限值为43 d。结合文献[11-15]推荐RBCS测定值判定:RBCS 测定值为 50~70 d,提示有溶血;RBCS测定值<50 d可确诊溶血发作,且RBCS测定值越小,溶血越重。
需要注意的是,临床上面对具体患者时,应根据个体化原则,结合其他指标如个体动态血红蛋白水平及RBCS监测值、溶血其他指标(游离血红蛋白、结合珠蛋白水平、乳酸脱氢酶等)综合判定。
三、RBCS测定在血液系统疾病中的临床应用
1. 溶血的诊断及鉴别诊断:溶血不是一个独立疾病,任何原因引起溶血都表现为RBCS测定值缩短,RBCS缩短是反映溶血最直接、最可靠的指标,亦可定量反映溶血程度。尤其动态定量检测同一患者RBCS值对临床判定溶血及溶血程度有更大指导价值。适用于各种疾病合并贫血的诊断及鉴别诊断:如严重感染、自身免疫紊乱、恶性肿瘤等合并贫血、药物(如利巴韦林、抗肿瘤化疗药物等)相关贫血、治疗(如放射治疗、血液透析、心脏瓣膜置换等)相关贫血等[15-16],若RBCS测定值<50 d,提示溶血是介导此类疾病贫血发生的主要机制。
2. 完善贫血发病机制的研究:贫血临床上最常见,贫血发生时有无同时合并溶血,目前尚缺乏灵敏、精确实验室检测技术来判断。CO呼气试验快速检测RBCS可直接早期反映有无溶血及其严重程度。灵敏的RBCS测定辅助临床解决鉴别贫血发病机制中的不显著亚临床溶血状态,有助于指导治疗,如再生障碍性贫血、肾性贫血、噬血细胞综合征贫血、骨髓增生异常综合征贫血、淋巴瘤贫血、白血病贫血、炎症性贫血等[17-23] 。若RBCS测定值<50 d,提示溶血参与此类疾病进展,治疗措施要兼顾控制溶血发生会取得更好疗效。
3.孤立性高胆红素血症鉴别诊断:孤立性高胆红素血症临床常见,如何鉴别之源于肝病(如Gilbert综合征)或溶血是临床实践中棘手问题之一[24-25] 。现有反映溶血的检测指标不能早期灵敏提示不典型的轻微溶血,RBCS测定为其鉴别诊断提供了可靠的实验室依据,可助之尽早明确诊断。
4. 溶血性疾病疗效判断及早期预测复发
RBCS可作为抗溶血治疗疗效观察的重要指标,尤其动态检测同一患者的RBCS,较目前其他指标可以早期反映溶血发生及程度。适用于溶贫治疗期间的疗效评估、溶血复发的早期识别等。
总之,正确检测RBCS,有利于深入开展红细胞疾病的基础及临床研究。
执笔者 : 王一浩(天津医科大学总医院血液科)
参与共识讨论的专家(按照姓氏笔画排序) : 王化泉(天津医科大学总医院血液科) 、 王欣(山东省立医院血液科) 、方美云(大连医科大学附属第一医院血液科) 、 王顺清(广州市第一人民医院血液科) 、 白洁(天津医科大学第二医院血液科) 、 付蓉(天津医科大学总医院血液科) 、 刘代红(解放军总医院血液科) 、 刘红(南通大学附属医院血液科) 、 孙自敏(安徽省立医院血液科) 、 刘启发(南方医科大学南方医院血液科) 、 刘欣(安徽省立医院血液科) 、 江明(新疆医科大学第一附属医院血液科) 、 刘卓刚(中国医科大学附属盛京医院血液科) 、 任金海(河北医科大学第二医院血液科) 、 刘容容(广西医科大学第一附属医院血液科) 、 刘清池(河北医科大学第一医院血液科) 、 刘辉(北京医院血液科) 、 李乃农(福建医科大学附属协和医院血液科)、何广胜(江苏省人民医院血液科) 、 李文倩(青海省人民医院血液科) 、 佟红艳(浙江大学医学院附属第一医院血液科) 、 张连生(兰州大学第二医院血液科) 、 陈彤(上海复旦大学附属华山医院血液科) 、张苏江(上海交通大学医学院附属瑞金医院血液科) 、 李丽娟(天津医科大学总医院血液科) 、 邵宗鸿(天津医科大学总医院血液科) 、 杜欣(广东省人民医院血液科) 、 陈苗(北京协和医院血液科) 、 杨波(山西医科大学第二院血液科) 、 刘开彦(北京大学人民医院血液科) 、 吴俣(四川大学华西医院血液科) 、 宋强(山东大学齐鲁医院血液科) 、 李静(西安交通大学第一附属医院血液科) 、 吴德沛(苏州大学附属第一医院血液科) 、 李德鹏(徐州医科大学附属医院血液科) 、 李燕(新疆维吾尔自治区人民医院血液科) 、 李薇(吉林大学第一医院肿瘤中心) 、 孟凡凯(华中科技大学同济医学院附属同济医院血液科) 、 郑以州(中国医学科学院血液病医院) 、 林圣云(浙江省中医院血液科) 、 林丽娥(海南省人民医院血液科) 、金洁(浙江大学附属第一医院血液科) 、 罗建民(河北医科大学第二医院血液科) 、 苗瞄(苏州大学附属第一医院血液科) 、 林赠华(南通大学附属医院血液科) 、 姜中兴(郑州大学第一附属医院血液科) 、 侯明(山东大学齐鲁医院血液科) 、施均(中国医学科学院血液病医院血液科) 、 赵明峰(天津市第一中心医院血液科) 、 胡建达(福建医科大学附属协和医院血液科) 、 胡亮钉(解放军总医院第五医学中心血液科) 、洪梅(华中科技大学同济医学院附属协和医院血液科) 、高广勋(空军军医大学西京医院血液科) 、 贾晋松(北京大学人民医院血液科) 、 高晓宁(解放军总医院血液科) 、 常春康(上海市第六人民医院血液科) 、 黄晓军(北京大学人民医院血液科) 、 梁爱斌(上海市同济医院血液科)、曾云(昆明医科大学第一附属医院血液科) 、 韩冰(北京协和医院血液科) 、 董宝侠(空军军医大学西京医院血液科) 、 戴敏(南方医科大学南方医院血液科)利益冲突 所有作者均声明不存在利益冲突
参考文献
[1] 张之南.红细胞疾病基础与临床[M].科学出版社,2000: 41.
[2] Quinn CT, Smith EP, Arbabi S, et al. Biochemical surrogatemarkers of hemolysis do not correlate with directly measurederythrocyte survival in sickle cell anemia[J]. Am J Hematol,2016,91(12):1195-1201. DOI: 10.1002/ajh.24562.
[3] Garby L, Mollison PL. Deduction of mean red-cell life-spanfrom 51Cr survival curves[J]. Br J Haematol, 1971, 20(5):527-536.
[4] Mock DM, Matthews NI, Zhu S, et al. Red blood cell (RBC)survival determined in humans using RBCs labeled atmultiple biotin densities[J]. Transfusion, 2011, 51(5):1047-1057. DOI: 10.1111/j.1537-2995.2010.02926.x.
[5] Khera PK, Smith EP, Lindsell CJ, et al. Use of an oral stableisotope label to confirm variation in red blood cell mean agethat influences HbA1c interpretation[J]. Am J Hematol, 2015,90(1):50-55. DOI: 10.1002/ajh.23866.
[6] Coburn RF, Williams WJ, Kahn SB. Endogenous carbonmonoxide production in patients with hemolytic anemia[J]. JClin Invest, 1966,45(4):460-468. DOI: 10.1172/JCI105360.
[7] Strocchi A, Schwartz S, Ellefson M, et al. A simple carbonmonoxide breath test to estimate erythrocyte turnover[J]. J LabClin Med, 1992,120(3):392-399.
[8] Cohen RM, Franco RS, Khera PK, et al. Red cell life spanheterogeneity in hematologically normal people is sufficient toalter HbA1c[J]. Blood, 2008, 112(10): 4284-4291. DOI:10.1182/blood-2008-04-154112.
[9] Management of hyperbilirubinemia in the newborn infant 35or more weeks of gestation[J]. Pediatrics, 2004, 114(1):297-316. DOI: 10.1542/peds.114.1.297.· ·2323 中华医学杂志 2019 年8月13日第 99 卷第30期 Natl Med J China,August 13, 2019, Vol. 99, No. 30
[10] 中华医学会儿科学分会新生儿学组,《中华儿科杂志》编辑委员会. 新生儿高胆红素血症诊断和治疗专家共识[J].中华儿科杂志,2014,52(10): 745-748. DOI: 10.3760/cma.j.issn.0578-1310.2014.10.006.
[11] 邓家栋. 血液病实验诊断[M]. 天津科学技术出版社,1985:420-421.
[12] Franco RS. Measurement of red cell lifespan and aging[J].Transfus Med Hemother, 2012,39(5):302-307. DOI: 10.1159/000342232.
[13] Zhang HD, Ma YJ, Liu QF, et al. Human erythrocyte lifespanmeasured by Levitt′s CO breath test with newly developedautomatic instrument[J]. J Breath Res, 2018, 12(3): 036003.DOI: 10.1088/1752-7163/aaacf1.
[14] 朱国亮,马永健,杜立涛.红细胞寿命测定仪的研制[J].现代科学仪器, 2013, 4:100-104.
[15] Mitlyng BL, Singh JA, Furne JK, et al. Use of breath carbonmonoxide measurements to assess erythrocyte survival insubjects with chronic diseases[J]. Am J Hematol, 2006,81(6):432-438. DOI: 10.1002/ajh.20644.
[16] Huang Z, Liu Y, Mao Y, et al. Relationship between glycatedhaemoglobin concentration and erythrocyte survival in type 2diabetes mellitus determined by a modified carbon monoxidebreath test[J]. J Breath Res, 2018, 12(2): 026004. DOI:10.1088/1752-7163/aa9081.
[17] 叶蕾,郭洁, 井丽萍, 等. 重型/极重型再生障碍性贫血患者红细胞寿命研究[J].中华血液学杂志,2018,39(2):137-142.DOI: 10.3760/cma.j.issn.0253-2727.2018.02.012.
[18] KDOQI, National Kidney Foundation. Ⅱ . Clinical practiceguidelines and clinical practice recommendations for anemiain chronic kidney disease in adults[J]. Am J Kidney Dis, 2006,47(5 Suppl 3):S16-85. DOI: 10.1053/j.ajkd.2006.03.012.
[19] Nakatan T, Takemoto Y, Tsuchida AK. The effect of vitaminE-bonded dialyzer membrane on red blood cell survival inhemodialyzed patients[J]. Artif Organs, 2003,27(3):214-217.
[20] Luo JF, Li JH, Nie JJ, et al. Effect of Hemodialysis on the RedBlood Cell Life Span in Patients with End-Stage KidneyDisease[J]. Ther Apher Dial, 2018. DOI: 10.1111 /1744-9987.12775.
[21] Mitlyng BL, Chandrashekhar Y, Furne JK, et al. Use of breathcarbon monoxide to measure the influence of prosthetic heartvalves on erythrocyte survival[J]. Am J Cardiol, 2006,97(9):1374-1376. DOI: 10.1016/j.amjcard.2005.11.074.
[22] Medina A, Ellis C, Levitt MD. Use of alveolar carbonmonoxide measurements to assess red blood cell survival inhemodialysis patients[J]. Am J Hematol, 1994,46(2):91-94.
[23] Panichi V, Scatena A, Rosati A, et al. High-volume onlinehaemodiafiltration improves erythropoiesis-stimulating agent(ESA) resistance in comparison with low-flux bicarbonatedialysis: results of the REDERT study[J]. Nephrol DialTransplant, 2015,30(4):682-689. DOI: 10.1093/ndt/gfu345.
[24] Metreau JM, Yvart J, Dhumeaux D, et al. Role of bilirubinoverproduction in revealing Gilbert′s syndrome: isdyserythropoiesis an important factor? [J]. Gut, 1978, 19(9):838-843. DOI: 10.1136/gut.19.9.838.
[25] Berk PD, Blaschke TF. Detection of Gilbert′s syndrome inpatients with hemolysis. A method using radioactive chromium[J]. Ann Intern Med, 1972, 77(4): 527-531. DOI: 10.7326 /0003-4819-77-4-527.
(收稿日期:2019-06-18)