引用本文: 周程辉, 龚俊松, 刘斌. 左西孟旦对左心功能不全心脏病患者围术期肾保护作用的系统评价与 Meta 分析. 中国胸心血管外科临床杂志, 2019, 26(5): 470-479. doi: 10.7507/1007-4848.201803013 复制
急性肾损伤(acute kidney injury,AKI)是成人心脏手术后较为常见的并发症,发生率可高达 45%。研究结果显示,其与延长呼吸支持时间和重症监护室(intensive care unit,ICU)停留时间有关[1-2],甚至增加死亡率[3-6]。另外,术后轻度的肌酐升高就可以导致死亡风险增加[7-8],而术后接受透析患者的死亡风险是术后肌酐正常患者的 2 倍[9]。随着患者合并症越来越多和复杂,尤其是严重左心功能不全,心脏术后 AKI 已经成为一个临床实践中重要问题[10-11]。尽管在此方面已经有大量的工作,结果仍不尽如人意,如 N-乙酰半胱胺酸,非诺多泮和碳酸氢钠[12-14]。因此,仍需要探索新的心脏术后 AKI 防治策略。
左西孟旦是一种具有正性肌力和扩血管双重作用的新型钙增敏剂。研究表明,在低心排血量、心力衰竭患者中,其可改善心输出量,增加肾血流量[15-16]。越来越多的证据显示左西孟旦能在肾内毒素血症损伤[17]和缺血-再灌注损伤[18-19]模型中发挥保护作用。自 2006 年 AI-Shawaf 首次在体外循环下冠状动脉旁路移植术(CABG)中使用左西孟旦防治 AKI 以来,其受到越来越多的研究关注[20-22]。但最新发表的两篇大样本、高质量的临床试验并不支持左西孟旦在左心功能不全心脏病患者中的围术期使用[23-24]。围术期左西孟旦是否能降低合并严重左心功能不全的心脏手术患者的术后 AKI 风险仍存在着较大争议。因此,本研究拟采用系统评价/Meta 分析的方法评价围术期左西孟旦在合并左心功能不全心脏手术患者中的肾保护作用。
1 资料与方法
1.1 纳入与排除标准
纳入标准:(1)以英文公开发表的随机对照试验(randomized controlled trials,RCT); (2)比较左西孟旦和对照组在围术期的应用;(3)至少报道了以下一种指标:AKI、肾脏替代治疗(renal replacement therapy,RRT);(4)平均术前左室射血分数(LVEF)≤40.0%。排除标准:非单纯使用左西孟旦进行干预。
1.2 检索策略
以关键词 levosimendan,cardiac surgery,heart surgery,kidney 和 renal 系统检索 PubMed,EMbase 和 The Cochrane Library 数据库。检索时间为建库至 2018 年 1 月。本研究的实施参照 PRISMA(preferred reporting items for systematic reviews and meta-analyses)指南[25]。
1.3 研究终点
主要研究终点为术后 7 d AKI 发生率,诊断标准如下:(1)术后血肌酐高于基线水平 50% 或绝对值升高>0.3 mg/dl;(2) 术后血肌酐>1.5 mg/dl;(3)术后估测肾小球滤过率高于基线水平 25%;(4)接受纳入文献中的诊断。次要研究终点为 RRT 发生率、死亡率、机械通气时间(mechanic ventilation duration,MVD)和 ICU 停留时间。
1.4 质量评价和资料提取
文献质量评价由 2 位工作人员独立完成,采用国际上广泛接受的 Jadad 评分(1 是否报道随机方法;2 是否双盲;3 是否报道退出和失访)对文献质量进行评价(0~5 分,3 分及以上视为高质量)[26]。独立评价文献质量后,如遇分歧则咨询第 3 人解决,并组织 2 人根据上述评价标准对每篇文献的质量进行讨论,达成共识后作出最终纳入还是剔除该文献的决定。阅读全文后由 2 位评价员分别进行资料提取和录入,再进行核对。
1.5 统计学分析
采用 RevMan 5.0 和 Stata 12.0 软件进行分析。分类变量采用比值比(OR)进行分析。连续性资料采用加权均数差(WMD)进行分析。区间估计均采用 95% 可信区间(CI)。由于存在潜在临床异质性,本研究全部指标采用随机效应模型进行合并分析。发表偏倚通过直接评估漏斗图的对称性和统计学方法(Begg 和 Egger 检验)进行评价。当效应尺度有统计学意义时,敏感性分析用于分析每个独立研究对其影响。采用亚组分析筛选术后 AKI 发生率潜在的临床影响因素。假设检验采用 u 检验,用 z 值和 P 值表示,P<0.05 为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 纳入文献的一般情况及质量评价
排除初检 469 篇不符合要求的文献后,对 104 篇文献进一步评价,最终纳入 13 篇 RCT[20, 23-24, 27-36],患者 2 046 例(图 1)。在纳入的所有文献中,术前平均 LVEF≤40.0%。采用空白对照 8 篇[23-24, 29, 31-35],药物对照 2 篇(多巴酚[27]和米力农[20]),主动脉球囊反搏对照 2 篇[28, 30],对照未做干预 1 篇[36]。8 篇研究为体外循环下 CABG[20, 27-32, 35],1 篇[34]为非体外循环下 CABG,3 篇[23-24, 33]为联合心脏手术,1 篇[36]为单纯二尖瓣置换术。左西孟旦常以 0.1~0.2 μg/(kg·h)速度持续输注,可给予 6~12 μg/kg(8 篇[20, 23, 27-31, 36])或不用负荷量(3 篇[24, 33, 35]);或直接 200 μg/kg 24 h 输注完(2 篇[32, 34])。输注时机为术前(3 篇[32, 34-35])、术中(麻醉诱导后 2 篇[23-24, 32, 34-35]、体外循环前 4 篇[28, 30-31, 33]、升主动脉开放后 1 篇[36])、术后(3 篇[20, 27, 29])均有报道。7 篇研究[20, 23-24, 27, 33, 35-36]Jadad 评分≥3,视为高质量。研究基本情况见表 1。


2.2 术后 AKI、RRT 和死亡率
AKI 发生率在 8 篇研究[20, 23, 27, 29, 31-32, 34, 36]共计 1 521 例患者中有报道,总发生率为 8.3%(5.3% vs. 11.2%)。左西孟旦能显著降低左心功能不全患者术后 AKI 发生率(OR=0.44,P=0.000 1,I2=0%);见图 2。未见明显发表偏倚(P=0.22,Begg 检验;P=0.31,Egger 检验);见图 3。敏感性分析显示剔除每个独立研究的结果并不影响总体的 AKI 效应尺度和方向(P均≤0.004);见图 4。亚组分析结果显示,左西孟旦降低术后 AKI 发生率并不明显受样本量、对照处理类型、负荷量与否、给药时机和研究质量的影响;见表 2。




RRT 使用率在 13 篇研究[20, 23-24, 27-36]共计 2 046 例患者中有报道,总发生率为 5.6%(4.3% vs. 7.0%)。左西孟旦能显著降低左心功能不全患者术后 RRT 使用率(OR=0.63,P=0.02,I2=0%);见图 5。未见明显发表偏倚(P=0.44,Begg 检验;P=0.05,Egger 检验);见图 6。敏感性分析显示剔除 10 个独立研究的结果并不影响总体的 RRT 效应尺度和方向(P均≤0.04),余 3 个研究亦无明显影响(P均=0.06);见图 7。



死亡率在 13 篇研究[20, 23-24, 27-36]共计 2 046 例患者中有报道,总发生率为 7.8%(5.3% vs. 10.4%)。左西孟旦能显著降低左心功能不全患者术后死亡率(OR=0.49,P<0.000 1,I2=0%);见图 8。未见明显发表偏倚(P=0.63,Begg 检验;P=0.15,Egger 检验)。敏感性分析显示剔除每个独立研究的结果并不影响总体的死亡率效应尺度和方向(P均≤0.000 6)。

2.3 术后 MVD 和 ICU 停留时间
术后 MVD 在 6 篇研究[20, 28, 30, 32-33, 35]共计 235 例患者中有报道。左西孟旦有降低术后 MVD 的趋势(WMD=–5.62,P=0.07,I2=93%);见图 9。未见明显发表偏倚(P=0.70,Begg 检验;P=0.51,Egger 检验)。

术后 ICU 停留时间在 10 篇研究[20, 23-24, 27-28, 30, 32-33, 35-36]共计 1 684 例患者中有报道。左西孟旦显著降低术后 ICU 停留时间(WMD=–1.50,P=0.005,I2=98%);见图 10。未见明显发表偏倚(P=0.72,Begg 检验;P=0.24,Egger 检验)。敏感性分析显示剔除每个独立研究的结果并不影响总体的 ICU 停留时间效应尺度和方向(P均≤0.04)。

3 讨论
左心功能不全心脏手术患者更容易出现术后肾脏相关并发症,可明显增加死亡风险。因此,此类患者的术后肾损伤的有效防治可在一定程度上改善预后。本 Meta 分析通过综合分析 13 篇左西孟旦在左心室功能不全(LVEF≤40.0%)心脏手术患者中应用的 RCTs,证实其可能降低术后 AKI 发生率和 RRT 使用率,甚至降低死亡风险。另外,左西孟旦在术后机械通气时间和 ICU 停留时间亦有一定的效果。采用发表偏倚和敏感性分析,结果提示保护效果显著,可信度高。
AKI 相关的死亡风险直接与 AKI 的严重程度有关,而接受 RRT 的患者死亡率应该是最高的[5, 37-38]。RRT 和死亡率是临床实践中被广泛用来系统评估心脏手术 AKI 防治策略的硬终点[39]。在本研究中,AKI 的发生率为 8.3%,RRT 为 5.6%,而死亡率仍较高(7.8%),这可能跟术前左心室功能和/或肾功能不全有关。
在 8 篇研究中,左西孟旦采用了负荷剂量 6~12 μg/kg,低于其他研究中正常心功能患者采用的 24 μg/kg[22, 40]。到目前为止,左西孟旦在左心功能不全患者心脏手术中最佳的肾保护负荷剂量仍有待于进一步研究。负荷剂量最担心的负作用是造成一定程度的低血压[41],可能会抵消一部分临床效果[42]。但是,潜在的负作用可通过更低的剂量[22]、更缓慢地给药[22]和在体外循环期间使用[43]来减轻。有意思的是,一定的负荷剂量可能产生预适应相关的器官保护[43-44]。因此,未来需要大样本、高质量的研究来探索左西孟旦最安全的肾保护负荷剂量。
目前,有关左西孟旦发挥肾保护的机制尚未完全阐明。Faivre 课题组[45]在 2005 年研究发现左西孟旦并不能改善脂多糖模拟毒血症的兔子的肾脏血流。而 1 年后 Zager 等[17]则换用脂多糖建立大鼠内毒素性肾损伤模型,证实左西孟旦有一定的肾脏保护作用,其机制可能与肾血管扩张有关。Yakut 等[18]2008 年率先研究了左西孟旦对兔肾缺血-再灌注损伤的效果,结果显示其能改善 1 h 缺血后的肾脏组织学评分和丙二醛水平。Grossini 等[19] 2012 年将左西孟旦成功用于猪左肾动脉钳夹建立的肾缺血-再灌注损伤模型的防治,进一步的机制研究结果显示其可能与减少 caspase-3 释放,激活保护性信号通路(ERK1/2 和 AKT),线粒体三磷酸腺苷(ATP)敏感性钾通道开放和内皮性一氧化氮合酶(NOS)合成增加有关。最新的研究亦发现左西孟旦短期应用便能增强肾脏组织的抗氧化能力[46]。 未来有关左西孟旦肾保护的确切机制仍有待于进一步研究。
本研究存在一定的局限性。首先,由于无法获得每项研究中患者的个体化数据,我们无法对心血管合并症(高龄[47]、糖尿病[48]和 LVEF[49])和心血管合并用药(吸入麻醉药[50]和他汀[51])的潜在作用进行分析。其次,AKI 的诊断标准在纳入研究中某种程度上较为不一致。再者,大样本的研究仍相对较少。最后,远期预后仍有待于进一步研究。
本研究的结果显示,在合并左心室功能不全(LVEF≤40.0%)患者的心脏手术中,左西孟旦能减少术后 AKI 发生,降低 RRT 使用率和死亡率,也能缩短术后机械通气时间和 ICU 停留时间。
急性肾损伤(acute kidney injury,AKI)是成人心脏手术后较为常见的并发症,发生率可高达 45%。研究结果显示,其与延长呼吸支持时间和重症监护室(intensive care unit,ICU)停留时间有关[1-2],甚至增加死亡率[3-6]。另外,术后轻度的肌酐升高就可以导致死亡风险增加[7-8],而术后接受透析患者的死亡风险是术后肌酐正常患者的 2 倍[9]。随着患者合并症越来越多和复杂,尤其是严重左心功能不全,心脏术后 AKI 已经成为一个临床实践中重要问题[10-11]。尽管在此方面已经有大量的工作,结果仍不尽如人意,如 N-乙酰半胱胺酸,非诺多泮和碳酸氢钠[12-14]。因此,仍需要探索新的心脏术后 AKI 防治策略。
左西孟旦是一种具有正性肌力和扩血管双重作用的新型钙增敏剂。研究表明,在低心排血量、心力衰竭患者中,其可改善心输出量,增加肾血流量[15-16]。越来越多的证据显示左西孟旦能在肾内毒素血症损伤[17]和缺血-再灌注损伤[18-19]模型中发挥保护作用。自 2006 年 AI-Shawaf 首次在体外循环下冠状动脉旁路移植术(CABG)中使用左西孟旦防治 AKI 以来,其受到越来越多的研究关注[20-22]。但最新发表的两篇大样本、高质量的临床试验并不支持左西孟旦在左心功能不全心脏病患者中的围术期使用[23-24]。围术期左西孟旦是否能降低合并严重左心功能不全的心脏手术患者的术后 AKI 风险仍存在着较大争议。因此,本研究拟采用系统评价/Meta 分析的方法评价围术期左西孟旦在合并左心功能不全心脏手术患者中的肾保护作用。
1 资料与方法
1.1 纳入与排除标准
纳入标准:(1)以英文公开发表的随机对照试验(randomized controlled trials,RCT); (2)比较左西孟旦和对照组在围术期的应用;(3)至少报道了以下一种指标:AKI、肾脏替代治疗(renal replacement therapy,RRT);(4)平均术前左室射血分数(LVEF)≤40.0%。排除标准:非单纯使用左西孟旦进行干预。
1.2 检索策略
以关键词 levosimendan,cardiac surgery,heart surgery,kidney 和 renal 系统检索 PubMed,EMbase 和 The Cochrane Library 数据库。检索时间为建库至 2018 年 1 月。本研究的实施参照 PRISMA(preferred reporting items for systematic reviews and meta-analyses)指南[25]。
1.3 研究终点
主要研究终点为术后 7 d AKI 发生率,诊断标准如下:(1)术后血肌酐高于基线水平 50% 或绝对值升高>0.3 mg/dl;(2) 术后血肌酐>1.5 mg/dl;(3)术后估测肾小球滤过率高于基线水平 25%;(4)接受纳入文献中的诊断。次要研究终点为 RRT 发生率、死亡率、机械通气时间(mechanic ventilation duration,MVD)和 ICU 停留时间。
1.4 质量评价和资料提取
文献质量评价由 2 位工作人员独立完成,采用国际上广泛接受的 Jadad 评分(1 是否报道随机方法;2 是否双盲;3 是否报道退出和失访)对文献质量进行评价(0~5 分,3 分及以上视为高质量)[26]。独立评价文献质量后,如遇分歧则咨询第 3 人解决,并组织 2 人根据上述评价标准对每篇文献的质量进行讨论,达成共识后作出最终纳入还是剔除该文献的决定。阅读全文后由 2 位评价员分别进行资料提取和录入,再进行核对。
1.5 统计学分析
采用 RevMan 5.0 和 Stata 12.0 软件进行分析。分类变量采用比值比(OR)进行分析。连续性资料采用加权均数差(WMD)进行分析。区间估计均采用 95% 可信区间(CI)。由于存在潜在临床异质性,本研究全部指标采用随机效应模型进行合并分析。发表偏倚通过直接评估漏斗图的对称性和统计学方法(Begg 和 Egger 检验)进行评价。当效应尺度有统计学意义时,敏感性分析用于分析每个独立研究对其影响。采用亚组分析筛选术后 AKI 发生率潜在的临床影响因素。假设检验采用 u 检验,用 z 值和 P 值表示,P<0.05 为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 纳入文献的一般情况及质量评价
排除初检 469 篇不符合要求的文献后,对 104 篇文献进一步评价,最终纳入 13 篇 RCT[20, 23-24, 27-36],患者 2 046 例(图 1)。在纳入的所有文献中,术前平均 LVEF≤40.0%。采用空白对照 8 篇[23-24, 29, 31-35],药物对照 2 篇(多巴酚[27]和米力农[20]),主动脉球囊反搏对照 2 篇[28, 30],对照未做干预 1 篇[36]。8 篇研究为体外循环下 CABG[20, 27-32, 35],1 篇[34]为非体外循环下 CABG,3 篇[23-24, 33]为联合心脏手术,1 篇[36]为单纯二尖瓣置换术。左西孟旦常以 0.1~0.2 μg/(kg·h)速度持续输注,可给予 6~12 μg/kg(8 篇[20, 23, 27-31, 36])或不用负荷量(3 篇[24, 33, 35]);或直接 200 μg/kg 24 h 输注完(2 篇[32, 34])。输注时机为术前(3 篇[32, 34-35])、术中(麻醉诱导后 2 篇[23-24, 32, 34-35]、体外循环前 4 篇[28, 30-31, 33]、升主动脉开放后 1 篇[36])、术后(3 篇[20, 27, 29])均有报道。7 篇研究[20, 23-24, 27, 33, 35-36]Jadad 评分≥3,视为高质量。研究基本情况见表 1。


2.2 术后 AKI、RRT 和死亡率
AKI 发生率在 8 篇研究[20, 23, 27, 29, 31-32, 34, 36]共计 1 521 例患者中有报道,总发生率为 8.3%(5.3% vs. 11.2%)。左西孟旦能显著降低左心功能不全患者术后 AKI 发生率(OR=0.44,P=0.000 1,I2=0%);见图 2。未见明显发表偏倚(P=0.22,Begg 检验;P=0.31,Egger 检验);见图 3。敏感性分析显示剔除每个独立研究的结果并不影响总体的 AKI 效应尺度和方向(P均≤0.004);见图 4。亚组分析结果显示,左西孟旦降低术后 AKI 发生率并不明显受样本量、对照处理类型、负荷量与否、给药时机和研究质量的影响;见表 2。




RRT 使用率在 13 篇研究[20, 23-24, 27-36]共计 2 046 例患者中有报道,总发生率为 5.6%(4.3% vs. 7.0%)。左西孟旦能显著降低左心功能不全患者术后 RRT 使用率(OR=0.63,P=0.02,I2=0%);见图 5。未见明显发表偏倚(P=0.44,Begg 检验;P=0.05,Egger 检验);见图 6。敏感性分析显示剔除 10 个独立研究的结果并不影响总体的 RRT 效应尺度和方向(P均≤0.04),余 3 个研究亦无明显影响(P均=0.06);见图 7。



死亡率在 13 篇研究[20, 23-24, 27-36]共计 2 046 例患者中有报道,总发生率为 7.8%(5.3% vs. 10.4%)。左西孟旦能显著降低左心功能不全患者术后死亡率(OR=0.49,P<0.000 1,I2=0%);见图 8。未见明显发表偏倚(P=0.63,Begg 检验;P=0.15,Egger 检验)。敏感性分析显示剔除每个独立研究的结果并不影响总体的死亡率效应尺度和方向(P均≤0.000 6)。

2.3 术后 MVD 和 ICU 停留时间
术后 MVD 在 6 篇研究[20, 28, 30, 32-33, 35]共计 235 例患者中有报道。左西孟旦有降低术后 MVD 的趋势(WMD=–5.62,P=0.07,I2=93%);见图 9。未见明显发表偏倚(P=0.70,Begg 检验;P=0.51,Egger 检验)。

术后 ICU 停留时间在 10 篇研究[20, 23-24, 27-28, 30, 32-33, 35-36]共计 1 684 例患者中有报道。左西孟旦显著降低术后 ICU 停留时间(WMD=–1.50,P=0.005,I2=98%);见图 10。未见明显发表偏倚(P=0.72,Begg 检验;P=0.24,Egger 检验)。敏感性分析显示剔除每个独立研究的结果并不影响总体的 ICU 停留时间效应尺度和方向(P均≤0.04)。

3 讨论
左心功能不全心脏手术患者更容易出现术后肾脏相关并发症,可明显增加死亡风险。因此,此类患者的术后肾损伤的有效防治可在一定程度上改善预后。本 Meta 分析通过综合分析 13 篇左西孟旦在左心室功能不全(LVEF≤40.0%)心脏手术患者中应用的 RCTs,证实其可能降低术后 AKI 发生率和 RRT 使用率,甚至降低死亡风险。另外,左西孟旦在术后机械通气时间和 ICU 停留时间亦有一定的效果。采用发表偏倚和敏感性分析,结果提示保护效果显著,可信度高。
AKI 相关的死亡风险直接与 AKI 的严重程度有关,而接受 RRT 的患者死亡率应该是最高的[5, 37-38]。RRT 和死亡率是临床实践中被广泛用来系统评估心脏手术 AKI 防治策略的硬终点[39]。在本研究中,AKI 的发生率为 8.3%,RRT 为 5.6%,而死亡率仍较高(7.8%),这可能跟术前左心室功能和/或肾功能不全有关。
在 8 篇研究中,左西孟旦采用了负荷剂量 6~12 μg/kg,低于其他研究中正常心功能患者采用的 24 μg/kg[22, 40]。到目前为止,左西孟旦在左心功能不全患者心脏手术中最佳的肾保护负荷剂量仍有待于进一步研究。负荷剂量最担心的负作用是造成一定程度的低血压[41],可能会抵消一部分临床效果[42]。但是,潜在的负作用可通过更低的剂量[22]、更缓慢地给药[22]和在体外循环期间使用[43]来减轻。有意思的是,一定的负荷剂量可能产生预适应相关的器官保护[43-44]。因此,未来需要大样本、高质量的研究来探索左西孟旦最安全的肾保护负荷剂量。
目前,有关左西孟旦发挥肾保护的机制尚未完全阐明。Faivre 课题组[45]在 2005 年研究发现左西孟旦并不能改善脂多糖模拟毒血症的兔子的肾脏血流。而 1 年后 Zager 等[17]则换用脂多糖建立大鼠内毒素性肾损伤模型,证实左西孟旦有一定的肾脏保护作用,其机制可能与肾血管扩张有关。Yakut 等[18]2008 年率先研究了左西孟旦对兔肾缺血-再灌注损伤的效果,结果显示其能改善 1 h 缺血后的肾脏组织学评分和丙二醛水平。Grossini 等[19] 2012 年将左西孟旦成功用于猪左肾动脉钳夹建立的肾缺血-再灌注损伤模型的防治,进一步的机制研究结果显示其可能与减少 caspase-3 释放,激活保护性信号通路(ERK1/2 和 AKT),线粒体三磷酸腺苷(ATP)敏感性钾通道开放和内皮性一氧化氮合酶(NOS)合成增加有关。最新的研究亦发现左西孟旦短期应用便能增强肾脏组织的抗氧化能力[46]。 未来有关左西孟旦肾保护的确切机制仍有待于进一步研究。
本研究存在一定的局限性。首先,由于无法获得每项研究中患者的个体化数据,我们无法对心血管合并症(高龄[47]、糖尿病[48]和 LVEF[49])和心血管合并用药(吸入麻醉药[50]和他汀[51])的潜在作用进行分析。其次,AKI 的诊断标准在纳入研究中某种程度上较为不一致。再者,大样本的研究仍相对较少。最后,远期预后仍有待于进一步研究。
本研究的结果显示,在合并左心室功能不全(LVEF≤40.0%)患者的心脏手术中,左西孟旦能减少术后 AKI 发生,降低 RRT 使用率和死亡率,也能缩短术后机械通气时间和 ICU 停留时间。