心脏手术后急性肾损伤和谵妄的代谢组学分析

每年约有200万患者接受心脏手术，其中约20%至30%经历心脏手术相关的急性肾损伤（CSA-AKI）。 至少 3% 的 CSA-AKI 患者需要临时肾脏替代治疗，大约 25% 的患者将在三年内发展为慢性肾脏疾病2。 几项回顾性队列研究报告称，与心脏手术相关的 AKI 与随后发生的慢性肾病、终末期肾病、心力衰竭和主要心血管不良事件之间存在显着相关性。 同时，CSA-AKI的发生与较高的住院费用以及增加的短期和长期术后死亡率显着相关，5年和7年队列生存率分别为54%和38%。

CSA-AKI的发病机制复杂，由围术期各种潜在的肾脏损害引起。 这些损伤的共同点是输送到肾脏的氧气低于肾脏的需氧量，导致肾小管损伤。 导致CSA AKI的假设机制包括低灌注8、动脉粥样硬化栓塞、肾毒素的毒性作用9、炎症和氧化应激假说1等。 这些机制引起的血流动力学变化、供氧减少、炎症和氧化应激等都可能导致AKI10。 鉴于 CSA AKI 的高发病率及其潜在的破坏性后遗症，临床人员迫切需要了解如何最好地预防和减轻 CSA-AKI。

由于手术创伤大、手术应激高、体外循环、术后需转入心血管重症监护室等特殊原因，导致术后心脏和大血管谵妄（PODOCVS）的发生率较高。为 26% 至 52%。 PODOCVS是指手术后发生的一种急性神经系统疾病，主要表现为思维混乱、时空定位能力下降。 相关研究提示，PODOCVS显着延长患者机械通气时间、ICU停留时间、并发症发生率，并与长期认知能力下降、长期死亡率增加密切相关。 然而，PODOCVS的机制研究仍处于起步阶段。 现有研究表明，手术创伤、体外循环、术中管理等多种因素共同作用，通过多种机制和途径导致神经网络功能障碍，导致PODOCVS的发生。 神经炎症理论在 PODOCVS 的发病机制中起着至关重要的作用。 急性外周炎症刺激诱导中枢神经系统炎症因子（IL-6、IL-8、IL-1βα、TNF-α）表达，导致神经元突触功能障碍、海马依赖性记忆损伤，以及随后的行为和行为障碍。认知症状。 也有学者提出中枢神经系统解剖结构损伤和功能异常是PODOCVS的潜在机制。 通过对116例接受择期心脏手术的患者进行头颅磁共振成像发现，灰质体积的减少可能与手术期间出现谵妄有关。 PODOCVS对患者预后有诸多不良影响，因此其机制研究对于正确预防和治疗PODOCVS至关重要。

临床证据表明，肾损伤导致患者大脑皮质结构发生变化，提示肾脑轴的存在。 因此，有学者提出AKI可能是谵妄等继发性损伤的重要原因。 临床实践中大约 60% 的 AKI 患者会出现谵妄。 肌酐水平升高>2mg/dL是ICU老年患者发生谵妄的危险因素之一。 肾脏替代治疗可以降低 AKI 相关谵妄的风险。 对于接受肾脏替代治疗的患者，每日血清肌酐峰值与谵妄无关，但可能通过清除神经毒性代谢物来减少 AKI 对大脑的影响。 这提示肾功能对患者认知功能有显着影响，肾功能逐渐正常化可能会改善谵妄。

尽管与急性肾损伤和谵妄相关的潜在机制尚不清楚，但其增加发病率和死亡率、延长住院时间、加速长期认知能力下降已成为共识。 AKI相关谵妄的发病机制是多因素的，关于AKI诱发谵妄的发病机制已提出多种假说，包括肾清除功能受损导致神经毒素或谵妄诱导药物蓄积假说、全身细胞因子介导的神经炎症上调假说等。过程以及容量超负荷导致脑水肿的假设。

多项研究已确定 AKI 是谵妄的主要危险因素。 Zipser 等人在一项针对 1487 名患者的前瞻性研究中。发现 AKI 使谵妄的风险增加十倍。 大量临床证据表明，AKI患者发生谵妄的风险随着肾功能的恶化而显着增加。 一项对 919 名 ICU 患者的回顾性研究报告称，KDIGO 2 期和 3 期谵妄发生率比 KDIGO 1 期高 20%。 BRAIN-ICU 研究发现，50% 的患者同时存在谵妄和 AKI。 KDIGO 2 期患者发生谵妄的风险增加 1.5 倍，而 KDIGO 1 期患者发生谵妄的风险增加 2.5 倍。 然而，KDIGO 1 期与谵妄之间没有显着相关性。 英国的一项单中心病例对照研究进一步阐明了 AKI 在不同亚型谵妄中的作用。 研究表明，KDIGO 3 期 AKI 患者出现兴奋性谵妄的可能性是非 AKI 患者的五倍，而较轻的 AKI 分期（KDIGO 1 期或 2 期）与兴奋性谵妄无关。

上述多项证据表明AKI与谵妄之间存在显着相关性，两者都给患者和医疗财务造成了重大损失和负担。 鉴于肾脑轴的存在以及 AKI 与谵妄之间的潜在关联，我们假设通过比较心脏手术后谵妄和 AKI 患者、仅谵妄患者、仅患有 AKI 患者和无谵妄患者的血清代谢谱探讨体外循环心脏手术后并发症的发生机制以及器官损伤之间的相互作用机制，识别并发症特有的代谢标志物，识别易感性增加的患者，为并发症的早期诊断提供参考和依据。早期干涉。