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健康 / 疾病与症状 / hemolysis

溶血

体内或体外的红细胞破坏现象,在临床、检验医学与微生物学中具有重要意义。

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溶血(也拼作 haemolysis)是指红细胞的破坏。在实验室语境中,它通常指细胞膜破裂并将血红蛋白释放到周围液体中;而在临床医学中,它还包括吞噬细胞对完整或受损红细胞的过早清除。当骨髓的代偿性生成无法弥补破坏时,过度破坏会导致溶血性贫血。因此,溶血与溶血性贫血虽然密切相关,但并非同一概念。(pubmed.ncbi.nlm.nih.gov)

在体内,溶血可发生于血液循环中,也可通过脾和肝等器官的清除作用发生。其诱因包括遗传性红细胞异常、免疫反应、感染以及机械性损伤等。在体外,溶血会干扰血液检查的结果,而受控的溶血试验则常用于评估血液接触类医疗器械的生物相容性。此外,该词还用于描述血琼脂培养基上细菌菌落周围的特征性溶血环,将临床意义进一步延伸至检验医学与微生物学领域。(merckmanuals.com)

定义、生理性更新与分类

溶血在狭义细胞学上指红细胞膜破裂并释放血红蛋白;在广义临床学上则指循环中的红细胞过早破坏,从而导致其寿命缩短。因此,临床范畴既包括在循环中直接破裂的红细胞,也包括被组织巨噬细胞完整清除的红细胞。正常人体红细胞在循环中的寿命约为 120 天,随后伴随细胞衰老相关变化而被清除,主要通过吞噬作用完成。这种生理性更新本身并不属于溶血性疾病;病理性溶血是指红细胞相对于正常寿命的加速丧失。机体识别自然衰老红细胞并将其清除的精确机制尚未完全阐明。(pmc.ncbi.nlm.nih.gov)

红细胞加速破坏是否会导致贫血,取决于红细胞丧失与骨髓代偿性生成之间的平衡。在代偿性溶血中,尽管细胞寿命缩短,但增加的红细胞生成仍能维持循环血红蛋白浓度;这一状态也被称为“代偿性溶血性贫血”。当骨髓生成无法跟上破坏的速度时,就会发生溶血性贫血。因此,“溶血”描述的是一个过程,而“贫血”描述的是由此导致的缺乏状态,两者不能混为一谈。骨髓生成的增加通常会导致循环中网织红细胞(即未成熟红细胞)数量上升,但若同时存在造血功能受损,这种代偿反应则会受到限制。(merckmanuals.com)

解剖学分类将溶血分为血管内溶血与血管外溶血。血管内溶血发生在血管内,细胞膜破坏后血红蛋白直接释放入血浆。血管外溶血则是红细胞被巨噬细胞(主要位于脾脏和肝脏)过早清除,而不需要预先在循环血液中破裂。这些类别描述的是破坏发生的部位而非其根本病因,并且同一种疾病中可能同时存在这两种途径。(pmc.ncbi.nlm.nih.gov)

另一套分类方法区分了红细胞内在缺陷(红细胞内因素)与外在原因(红细胞外因素)。内在缺陷累及红细胞本身,例如遗传性球形红细胞增多症中的红细胞膜异常、葡萄糖-6-磷酸脱氢酶缺乏症中的酶缺陷,以及镰状细胞病中的异常血红蛋白。外在原因则是从外部作用于红细胞,如抗体介导的破坏、人工心脏瓣膜引起的机械损伤或感染。遗传性与获得性的区分则是独立的维度:内在疾病通常是遗传性的,但阵发性睡眠性血红蛋白尿症则是一种获得性红细胞内在异常。因此,“内在”并不等同于“遗传”。(arupconsult.com)

时相分类将溶血描述为急性、慢性或发作性。急性溶血发病急骤;慢性溶血迁延不愈;发作性溶血则表现为孤立的阵发性发作。这些术语并不能单独确定破坏的部位、起因或严重程度。例如,遗传性酶缺乏症在发作间歇期可以相对静止,但在感染或接触特定药物或食物后破坏加重;相反,某些获得性疾病也可能导致持续性溶血。因此,完整的描述通常结合多个标签(如“遗传性、红细胞内在缺陷、发作性”),而非将每种疾病归入单一且排他的分类中。(merckmanuals.com)

破坏部位与释放血红蛋白的处理

在血管外溶血中,巨噬细胞主要在脾脏和肝脏中将红细胞从血液循环中清除,并通过吞噬作用将其消化。清除过程取决于红细胞本身的物理状态及其表面的分子信号:受损或变形能力较差的红细胞会被清除,被免疫球蛋白G抗体或补体系统成分(如C3)包被的细胞也会被清除。脾脏可清除轻度异常的细胞,而严重异常或被大量包被的细胞则在这两个器官中均被清除。因此,血管外破坏并不需要红细胞直接在血浆中破裂。(merckmanuals.com)

在血管内溶血中,红细胞膜的破裂会使血红蛋白直接释放至循环血浆中。机械剪切力、补体介导的损伤以及毒素均可引发这种破坏途径。细胞外游离血红蛋白与结合珠蛋白结合,形成可被巨噬细胞清道夫受体CD163识别的复合物。受体介导的内吞作用将这些复合物导入细胞内降解途径,使其中的铁得以回收,避免经肾脏丢失。2025年发表的一项结构研究揭示了三聚体CD163识别结合珠蛋白-血红蛋白复合物的机制。由于结合珠蛋白在此清除过程中会被消耗,血红蛋白的持续释放会耗竭其循环储备。(merckmanuals.com)

在清除系统内部,血红蛋白的降解将铁的回收与血红素色素的处理分离开来。珠蛋白发生蛋白质降解,而血红素加氧酶使血红素环开环,释放出铁和一氧化碳并生成胆绿素;随后,胆绿素还原酶催化生成胆红素。回收的铁可保留在铁蛋白储备中,或通过膜铁转运蛋白(ferroportin)转运出来以供再利用,包括在骨髓中合成新的血红蛋白。当红细胞破坏增多时,肝脏能够扩大其清除能力:在伊戈尔·托伊尔(Igor Theurl)及其同事于2016年报道的小鼠实验中,募集而来的单核细胞吞噬了应激红细胞,并分化为表达膜铁转运蛋白的短暂性肝脏巨噬细胞。(pubmed.ncbi.nlm.nih.gov)

新生成的胆红素起初为未结合型(间接胆红素),与白蛋白结合后被转运至肝脏。肝细胞通过UGT1A1酶的作用将其与葡萄糖醛酸结合,生成水溶性更强的结合胆红素,随后分泌至胆汁中。因此,无论最初的破坏发生在血管内还是巨噬细胞内,红细胞破坏加速都会增加到达肝脏的胆红素负荷。该色素代谢途径与尿液中直接出现完整血红蛋白的现象截然不同。(ncbi.nlm.nih.gov)

当血管内释放的血红蛋白量超出机体的血浆结合能力时,未结合的血红蛋白二聚体会经肾脏滤过。近端肾小管细胞会重吸收部分滤过的蛋白质,并将其降解产生的铁以含铁血黄素的形式留存。当滤过负荷超出肾小管的重吸收能力时,便会发生血红蛋白尿;当含有铁质的肾小管细胞脱落至尿液中时,则会出现含铁血黄素尿。因此,与巨噬细胞清除过程中基本保留铁的循环机制不同,大量或持续的血管内红细胞破坏可导致铁经尿液流失。(merckmanuals.com)

遗传性红细胞异常

遗传性红细胞膜病变会损害红细胞的机械稳定性或变形能力。在遗传性球形红细胞增多症中,锚蛋白、血影蛋白、带3蛋白或蛋白4.2的缺陷会削弱细胞膜与其下方支撑性细胞骨架之间的连接。细胞膜的进行性丢失导致表面积与体积比下降,形成变形能力差的球形细胞,这些细胞易在脾脏内滞留并遭到破坏。约75%的病例呈常染色体显性遗传,但也存在常染色体隐性遗传型及新发突变。遗传性椭圆形红细胞增多症主要涉及膜骨架内部相互作用的异常,尤其是累及α-血影蛋白、β-血影蛋白和蛋白4.1的缺陷。受累细胞在循环过程中逐渐拉长变细。许多患者几乎没有或完全没有溶血现象,但若膜骨架严重不稳,则会导致红细胞碎片化并引起具有临床意义的溶血性贫血。(medlineplus.gov)

葡萄糖-6-磷酸脱氢酶缺乏症(G6PD缺乏症)主要削弱红细胞的抗氧化防御能力,而非直接限制能量生成。G6PD通过磷酸戊糖途径维持NADPH的生成,而NADPH可促进还原型谷胱甘肽的再生,从而保护血红蛋白和膜成分免受氧化损伤。当这种保护不足时,氧化的血红蛋白会沉淀形成海因小体(Heinz bodies),受损的红细胞随之过早破坏。该病为X连锁遗传,但由于X染色体失活会导致酶缺乏红细胞的比例各异,杂合子女性同样可能发病。溶血通常呈阵发性发作,多在感染、接触某些氧化性药物或进食蚕豆后诱发;在两次发作的间歇期,多数受累者可毫无症状。(ncbi.nlm.nih.gov)

丙酮酸激酶缺乏症则主要损害能量代谢。PKLR 基因的常染色体隐性致病变异会降低糖酵解关键酶的活性,从而减少三磷酸腺苷(ATP)的生成。ATP的耗竭妨碍了红细胞完整性与变形能力的维持,促使其过早在脾脏中被清除。与G6PD缺乏常表现出的阵发性溶血不同,丙酮酸激酶缺乏症通常引起慢性非球形细胞性溶血性贫血。其严重程度差异很大,轻者呈代偿状态且症状轻微,重者自婴儿期起即可出现严重贫血;感染可使潜在的溶血进一步加重。(medlineplus.gov)

血红蛋白的结构异常通过不同机制缩短红细胞寿命。在镰状细胞病中,脱氧血红蛋白S聚合成僵硬的细胞内纤维,使红细胞变形并降低其柔韧性。脆弱易碎的受损细胞过早遭到破坏,镰变红细胞的寿命往往仅约10至20天。血管闭塞则是这一异常物理特性的另一伴随但机制有别的后果。不稳定血红蛋白(如Hb Köln和Hb Zürich)则会发生变性与沉淀。由此产生的海因小体包涵体会结合在红细胞膜上,促进脾脏对其进行破坏。多数不稳定血红蛋白病呈常染色体显性遗传,不过也可见到新发突变及其他遗传模式。(nhlbi.nih.gov)

地中海贫血表现为α-珠蛋白链或β-珠蛋白链合成减少,而不仅仅是血红蛋白结构发生改变。合成的不平衡导致过量未配对的珠蛋白链在发育中及已进入外周循环的红细胞内积聚,造成细胞损伤。在β-地中海贫血中,过量的α-珠蛋白形成聚集体,产生氧化应激,损害红系分化,并促使骨髓内红系前体细胞过早死亡。这种无效红细胞生成与外周溶血不同:它减少了进入循环的成熟红细胞数量,而溶血则缩短了已进入循环红细胞的寿命。两种机制共同导致了贫血,但无效红细胞生成是重型β-地中海贫血的主要驱动因素。因此,骨髓红系代偿性造血活跃并不一定能够产生足够的循环红细胞输出。(ncbi.nlm.nih.gov)

免疫介导的破坏

在温抗体型自身免疫性溶血性贫血中,自身抗体(通常为免疫球蛋白G,即IgG)在接近 37 ∘C37\,^\circ\mathrm{C} 时与红细胞表面抗原的结合能力最强。脾脏巨噬细胞识别与细胞结合的 IgG 所暴露的 Fc 段,进而吞噬红细胞或切除其部分细胞膜。部分细胞膜被切除后会形成球形红细胞;这种细胞呈球形且变形能力降低,随后被阻滞在脾脏中并被破坏。因此,这种破坏主要是血管外溶血,而非由抗体直接诱导细胞膜破裂所致。约三分之一的患者红细胞表面还结合有补体;被 C3b 包被的细胞可被肝脏巨噬细胞清除。温抗体型自身免疫性溶血性贫血可无明确的原发疾病,也可继发于系统性红斑狼疮以及慢性淋巴细胞白血病等淋巴增殖性疾病。(ashpublications.org)

在冷凝集素病中,致病性抗体通常为单克隆 IgM,多针对红细胞 I 抗原。抗体在温度较低的外周循环中结合,引起红细胞凝集并激活经典补体途径。复温后,IgM 可发生解离,而补体片段仍滞留在细胞表面。主要发生在肝脏中的 C3b 介导的清除作用构成了大部分溶血过程;终末补体途径的激活还可导致血管内溶血,尤其在病情急性加重期间。因此,“冷”并不意味着红细胞破坏完全局限在体温较低的外周、不发生于体内较温暖的中心循环。其临床意义在很大程度上取决于抗体的热幅(即抗体能发生反应的最高温度),而不仅仅取决于其浓度。原发性冷凝集素病与骨髓克隆性 B 细胞群相关;继发性冷凝集素综合征则可见于肺炎支原体(Mycoplasma pneumoniae)感染或传染性单核细胞增多症等感染,亦可见于明确的淋巴瘤。(ashpublications.org)

阵发性冷性血红蛋白尿具有不同的冷反应机制。其特征性的多纳特-兰德施泰纳抗体(由尤利乌斯·多纳特与卡尔·兰德施泰纳于 1904 年发现)通常是一种针对 P 抗原的 IgG 自身抗体。它表现为双相溶血素:在低温环境下抗体发生结合并启动早期补体结合,随后在复温过程中由补体介导发生血管内溶血。由此释放的游离血红蛋白可引起血红蛋白尿。与冷凝集素病通常由 IgM 介导的过程不同,该病是由 IgG 介导、以血管内溶血为主的疾病。目前该病尤多见于儿童病毒感染后的急性发作,通常呈自限性,但贫血进展迅速且可相当严重。(ashpublications.org)

同种免疫性溶血针对的是来自另一主体的红细胞抗原,而非患者自身的红细胞。在血型不合的输血中,受血者的抗体会识别供血者的红细胞。ABO血型系统不合可引起急性血管内溶血反应,通常在输血过程中或输血后不久即开始发生。迟发性反应则发生于既往因输血或妊娠已建立免疫记忆的情况:初次检测不到的抗体在再次接触抗原后水平上升,从而在随后的数天内缩短供者红细胞的寿命。在胎儿及新生儿溶血病中,母体 IgG 穿过胎盘并攻击带有相应抗原(如 Rh D)的胎儿红细胞;母体 IgM 则不能穿过胎盘。ABO 相关的母婴血型不合溶血也常有发生,但其严重程度通常轻于 Rh 相关的疾病。(msdmanuals.com)

药物诱发的免疫性溶血包括药物依赖性抗体反应和药物非依赖性自身抗体形成。在典型的青霉素相关机制中,与红细胞膜结合的药物为抗体结合提供了靶标;而另一些药物依赖性反应则需要可溶性药物或其代谢产物的存在。甲基多巴则可诱发类似温抗体型自身免疫性溶血性贫血的红细胞自身抗体。涉及的抗生素包括头孢曲松和哌拉西林,补体激活可引起严重的血管内破坏。这些免疫机制与非免疫性的药物相关损伤(如易感红细胞发生的氧化性损伤)有着本质区别。(pmc.ncbi.nlm.nih.gov)

获得性非免疫性损伤与补体易感性

当异常血流对红细胞膜施加过度的剪切应力时,机械性损伤会破坏红细胞。人工心脏瓣膜可产生具有破坏性的射流,特别是在瓣周漏周围;体外循环管路和血泵同样会使循环中的细胞承受非生理性应力。红细胞破碎会产生不规则的红细胞碎片,称为裂红细胞。在医疗器械相关性溶血中,致伤血流虽起源于特定的人工瓣膜或管路组件,但其破坏效应在整个血液循环中均可检测到。这与血栓性微血管病不同;在后者中,微血管内皮损伤与微血管血栓形成会造成大量的红细胞损伤位点,且常伴有血小板消耗和缺血性器官损伤。(merckmanuals.com)

数种临床表现各异的疾病均可导致这种红细胞破碎模式。血栓性血小板减少性紫癜(TTP)涉及血管性血友病因子裂解酶 ADAMTS13 的活性严重降低;超大分子多聚体的持续存在会促进富含血小板的微血栓形成。获得性 TTP 通常由针对 ADAMTS13 的抗体所致,但红细胞的破坏属于机械性破坏,而非针对红细胞抗原的抗体直接引起。志贺毒素相关溶血尿毒综合征(HUS)通常继发于产毒性大肠埃希菌(Escherichia coli)感染,其特征为微血管病性溶血、血小板减少和急性肾损伤;而补体介导的 HUS 则属于另一种截然不同的发病机制。弥散性血管内凝血会导致广泛的凝血活化以及血小板和凝血因子的消耗,多见于脓毒症或严重创伤等情况。HELLP 综合征——表现为溶血、肝酶升高和血小板减少——是一种与怀孕相关的疾病。这些疾病虽然都具有红细胞破碎的特征,但临床诊断不可相互混淆。(nhlbi.nih.gov)

感染可通过细胞内寄生或胞外毒素对红细胞造成损伤。引起疟疾的疟原虫(Plasmodium)属和巴贝虫(Babesia)属会侵入红细胞并导致其破坏;田鼠巴贝虫(Babesia microti)是美国人类巴贝虫病最常见的确诊病因。相比之下,产气荚膜梭菌(Clostridium perfringens)无需侵入红细胞即可对其造成破坏。其产生的 α 毒素具有磷脂酶 C 活性,能破坏细胞膜磷脂,构成了毒素介导溶血的机制。实验研究表明,该毒素的膜结合区对其溶血活性至关重要,这也将毒素引发的膜损伤与病原体单纯存在于血液循环中的状态区别开来。(merckmanuals.com)

化学和物理暴露提供了其他非免疫性溶血机制。氨苯砜、非那吡啶和萘等氧化剂可损伤血红蛋白及红细胞膜。氧化变性的血红蛋白可聚集成海因茨小体,而膜损伤则会降低红细胞的变形能力并缩短其存活时间。遗传性葡萄糖-6-磷酸脱氢酶缺乏症会增加对这类获得性氧化应激的易感性;因此,外部暴露与潜在的易感性是两个独立的致病因素。严重烧伤可通过热效应直接损伤红细胞。其他公认的病因还包括铜中毒、铅以及某些昆虫或蛇毒,其发病机制均不同于抗体介导的红细胞破坏。(merckmanuals.com)

阵发性睡眠性血红蛋白尿症(PNH)属于一种获得性的红细胞内在易感性病变,而非外部机械损伤或针对红细胞的自身免疫攻击。在几乎所有病例中,造血干细胞内的 PIGA 基因发生体细胞突变,从而产生克隆性缺失糖基磷脂酰肌醇(GPI)锚定表面蛋白的血细胞。这些缺失的蛋白包括通常用于抑制补体系统的 CD55 和 CD59。CD55 可加速补体转化酶的衰变,而 CD59 则抑制膜攻击复合物的形成。它们的缺失使受累红细胞极易发生补体介导的血管内溶血,而无需针对红细胞的自身抗体参与。由于该突变发生在造血干细胞而非成熟红细胞中,其他血细胞系也会同样表现出该表面蛋白的缺失。(medlineplus.gov)

临床表现与后果

疲劳、乏力、运动耐量下降以及呼吸困难,主要反映了当红细胞破坏速率超过代偿生成时所引发的贫血。循环中血红蛋白减少会降低血液的携氧能力;作为对这种缺氧的循环代偿反应,患者可出现心动过速和心悸。面色苍白和头晕也较为常见。这些表现并非溶血所特有:它们同样可见于其他病因引起的贫血,单凭这些症状本身并不能证实存在红细胞破坏加速。(arupconsult.com)

临床严重程度取决于破坏速率与骨髓代偿反应两方面。尽管红细胞生存期缩短,但骨髓红系造血的增加仍可能维持正常的血红蛋白水平,从而表现为症状轻微或毫无症状的代偿性溶血。轻度溶血性贫血同样可无明显症状。相反,急剧进展的红细胞破坏可能会超出骨髓的代偿补充能力,并在短时间内导致严重的乏力、气促和心动过速。若骨髓造血功能受损,还会进一步限制代偿,因此症状的轻重并非仅取决于红细胞的破坏过程本身。缓慢起病的疾病与急性发作的溶血事件在临床表现上往往存在显著差异。(merckmanuals.com)

黄疸和浓茶色尿与红细胞的破坏有着更为直接的联系,而非由贫血导致的缺氧引起。当血红蛋白分解产生的胆红素增加并超出肝脏的处理能力时,巩膜和皮肤便会出现黄染。大量血管内溶血可使游离血红蛋白随尿液排出,导致尿液呈红棕色,这种情况称为血红蛋白尿。这与尿液中含有完整红细胞的血尿截然不同。血红蛋白尿并非溶血的普遍表现,尤其是在红细胞破坏主要发生于循环系统之外(血管外溶血)时更为少见。(merckmanuals.com)

慢性溶血性疾病可伴有脾肿大、肝肿大或肝脾同时肿大,但肝脾肿大并非见于所有类型的溶血。在某些血管外溶血中,脾脏清除功能的增强尤易引起脾肿大;而肿大的脾脏本身又可进一步滞留并破坏更多红细胞。持续的胆红素过量生成还易导致色素性胆结石。这些结石可能长期无症状,也可能诱发胆道症状;若结石移入胆总管,则可引起胆道梗阻并加重黄疸。因此,器官肿大和胆道并发症的有无主要取决于基础病因以及溶血持续的时间,并非溶血必然伴随的体征。(merckmanuals.com)

严重且持续的贫血可对心血管系统产生不良影响,包括心脏扩大、心律失常以及心力衰竭。另一项并发症是血栓形成,这主要见于特定的自身免疫性溶血性疾病,而非均匀分布于所有溶血病因中。在西尔万·奥迪亚(Sylvain Audia)及其同事于2018年开展的一项回顾性研究中,48例温抗体型自身免疫性溶血性贫血患者中有11例(占23%)发生了静脉血栓栓塞,包括深静脉血栓形成和肺栓塞;在这11例患者中,有10例是在疾病活动期发病的。该研究属于特定的临床队列,其比例不能直接推及所有溶血患者。目前认为促成血栓形成的机制包括炎症反应与凝血系统激活,以及游离血红蛋白对一氧化氮生物利用度的影响,但血栓形成整体上是由多因素共同导致的复杂过程。(nhlbi.nih.gov)

实验室识别与病因确定

溶血的实验室识别依赖于综合指标特征,而非单一的异常结果。血常规可明确是否存在贫血,并发现伴随的血小板或白细胞异常。网织红细胞增多提示骨髓存在代偿性增生;而乳酸脱氢酶(LDH)升高、非结合胆红素(间接胆红素)升高以及结合珠蛋白降低,则支持红细胞破坏加速。当合并缺铁或骨髓抑制限制了红细胞代偿生成时,可能并不出现网织红细胞增多;因此,网织红细胞计数正常并不能排除溶血。(arupconsult.com) 游离血红蛋白-结合珠蛋白复合物在循环中被清除会导致结合珠蛋白水平下降,但严重肝脏疾病也会降低其浓度;相反,机体处于炎症状态时结合珠蛋白会升高,从而增加结果判读的难度。因此,这些指标必须结合临床背景及其他实验室检查进行综合评估。(prd1.mayocliniclabs.com)

外周血涂片有助于指导后续检查,但多数形态学改变并不能单独确诊。球形红细胞提示遗传性球形红细胞增多症或免疫介导的破坏;裂红细胞提示红细胞机械性破碎,见于机械瓣膜损伤或血栓性微血管病等情况。镰状细胞提示血红蛋白病,而海因小体(Heinz bodies)则指向氧化性损伤、红细胞葡萄糖-6-磷酸脱氢酶(G6PD)缺乏症或不稳定血红蛋白病。(arupconsult.com) 海因小体是变性血红蛋白的沉淀物,需使用活体染色才能清晰显示,常规染色涂片往往无法可靠识别。(aafp.org) 尿液分析可鉴别血红蛋白尿与血尿:尿试纸法潜血(血红素)反应阳性而镜检极少或没有完整红细胞,支持色素尿而非活动性出血。由于肌红蛋白同样可使血红素反应呈阳性,因此该结果还需结合红细胞破坏的证据进行印证。(merckmanuals.com)

直接抗球蛋白试验(DAT,又称直接库姆斯试验)用于检测附着在循环红细胞表面的免疫球蛋白或补体。临床常在多特异性试剂筛查后,分别进行抗 IgG 和抗 C3 的特异性检测,以明确红细胞包被物的性质。DAT 阳性仅证实存在致敏,并不代表正在发生破坏:无溶血情况下也可出现阳性,例如某些药物影响或被动输入抗体后。反之,常规 DAT 阴性也不能完全排除免疫性溶血,原因可能包括抗体密度低于检测阈值、低亲和力抗体在洗涤过程中脱落,或是致敏的免疫球蛋白无法被现有试剂识别。采用更高灵敏度或不同原理的检测方法有助于检出部分此类病例。(merckmanuals.com)

针对病因的专项检查包括红细胞酶活性定量测定,尤其是 G6PD 和丙酮酸激酶(PK)。检测结果的解读受循环中红细胞年龄分布及近期输血史的影响。在 G6PD 缺乏急性发作期或发作后不久,由于酶缺乏的衰老红细胞被优先破坏,外周血中年轻红细胞比例升高,测得的酶活性可能表现为假性正常;网织红细胞增多本身也会使测得的活性升高。同样,输入的供者红细胞也可能掩盖患者原有的酶缺乏。(prd1.mayocliniclabs.com) 血红蛋白分析常利用高效液相色谱法(HPLC)、电泳或互补的分离技术来鉴定和定量异常血红蛋白变异体。近期输血可能混入供者血红蛋白或稀释患者自身的异常组分,因此明确输血史对结果解读至关重要。(arupconsult.com)

红细胞膜相关的检查包括嗜酸性粒细胞-5-马来酰亚胺(EMA)结合试验、红细胞渗透脆性试验和渗透梯度红细胞变形指数测定(ektacytometry)。染料结合减少支持遗传性球形红细胞增多症,而脆性和变形性测定则从不同角度评估膜异常引发的功能改变。(pmc.ncbi.nlm.nih.gov) 疑似阵发性睡眠性血红蛋白尿症(PNH)需借助流式细胞术进行检测:CD59 表达情况用于评估受累红细胞,荧光标记气单胞菌溶素(FLAER)及相关标志物用于识别缺陷的粒细胞和单核细胞。由于白细胞不会因溶血而迅速破坏,对白细胞系统的分析能够提供不受受累红细胞存活时间影响的可靠评估。(media.versiti.org) 针对性DNA测序或遗传性贫血基因检测组合(panel)有助于鉴别重叠的表型,明确红细胞酶或细胞膜缺陷,常见分析靶点包括 G6PD、PKLR、ANK1 和 SPTB 等基因。分子遗传学结果需与生化及细胞学表型结合进行综合分析。(arupconsult.com)

确立的临床处理方法

临床管理主要针对两个目标:纠正贫血与遏制缩短红细胞寿命的破坏过程。轻度、代偿良好的溶血可能仅需临床观察而无需积极干预,而快速进展的贫血则往往需要在对因治疗的同时辅以输血支持。输注红细胞能够恢复循环系统的携氧能力,但其本身并不能阻断免疫攻击或其他持续存在的溶血过程。积极治疗潜在感染或原发疾病、停用相关诱发药物,可以直接消除诱因,而非仅是被动补充被破坏的血细胞。 (nhlbi.nih.gov)

当贫血严重或进展迅速时,输血具有关键的支持作用。在免疫性溶血中,自身抗体会干扰交叉配血试验;输血科需将这些反应与针对供者细胞抗原且具有临床意义的同种抗体区分开来。在危及生命的严重贫血中,可能必须在尚未完成全部血清学相容性测试前紧急输血。对于冷抗体型疾病,输血操作还包括保暖措施,例如使用血液加温设备。这些干预措施能够控制贫血带来的急性危象,为针对红细胞破坏的治疗起效争取时间。 (merckmanuals.com)

对于温抗体型自身免疫性溶血性贫血,泼尼松等糖皮质激素是公认的首选初始治疗药物。利妥昔单抗是一种抗CD20单克隆抗体,用于复发性或难治性病例,也可在一线治疗中与糖皮质激素联合使用。一项于2013年开展、纳入64例初诊患者的随机对照试验显示,接受利妥昔单抗联合泼尼松龙治疗的患者在12个月时的满意缓解率为75%,而单用泼尼松龙组仅为36%。其他靶向免疫系统的药物还包括霉酚酸酯和硫唑嘌呤。由于脾脏是清除抗体包被红细胞的重要场所,脾切除术仍是特定患者的备选方案,但它并非适用于所有免疫性溶血的普适疗法。 (pubmed.ncbi.nlm.nih.gov)

冷凝集素病则需要不同的治疗策略:糖皮质激素疗效有限,脾切除术通常也无济于事。确立的治疗方案包括利妥昔单抗(有时联合苯达莫司汀)以及抑制补体系统。苏替利单抗(sutimlimab)靶向C1s,可阻断引起大部分红细胞破坏的补体经典途径。美国食品药品监督管理局于2022年批准其用于减少冷凝集素病成年患者因溶血引起的输血需求。不过,补体抑制剂并不能清除体内产生抗体的异常细胞,也可能无法改善寒冷诱发的末梢循环障碍症状。 (merckmanuals.com)

阵发性冷性血红蛋白尿症的处理同样有别于温抗体型疾病。其核心措施包括支持性护理、避免受凉暴露以及治疗相关感染;儿童患者的病情往往具有自限性。糖皮质激素在该病中的疗效证据不如在温抗体型自身免疫性溶血性贫血中充分,脾切除术亦无确切价值。在药物诱发的免疫性溶血中,停用致病药物是首要干预手段,而不应盲目认为必须长期使用免疫抑制剂。 (merckmanuals.com)

镰状细胞病和重型地中海贫血等特定遗传性疾病可采用造血干细胞移植治疗。来自供者的造血干细胞能够建立正常的红细胞生成系统,使移植具备潜在的治愈可能,而不仅仅是姑息支持。与输血不同,移植从源头上改变了异常细胞的持续生成。但该疗法的应用受到疾病特异性适应证、供体来源匹配度,以及移植物抗宿主病、严重感染和植入失败等风险的严格限制。 (nhlbi.nih.gov)

采集血液标本中的溶血

采血管中检出的溶血可能发生在体内(采血前),也可能发生在体外(采血、运输、处理或储存过程中)。体外溶血属于分析前标本质量问题:采血困难时产生的机械应力、剧烈震荡或不当操作,都可能使血液脱离循环系统后发生红细胞破裂。标本运输系统也是潜在诱因,但其影响取决于具体的安装和运行条件。因此,实验室给出的“溶血标本”标识描述的是样本本身的状态,并不等同于溶血性贫血的临床诊断。要确诊患者体内是否存在红细胞破坏,需要结合单一采血管外观之外的其他临床和实验室证据。(pmc.ncbi.nlm.nih.gov)

溶血会通过多种机制干扰血液检测结果。首先,破裂细胞会释放出胞内浓度或活性远高于血浆的成分。钾离子和乳酸脱氢酶(LDH)就是典型的例子:即使患者体内并无相应变化,标本在采集后测得的数值仍可能升高。其次,游离血红蛋白具有吸光性,其吸收波长可能会与光度比色法所用的检测波长重叠。第三,血红蛋白及其他释放的细胞组分可能直接参与、加速或抑制检测化学反应;例如,血红蛋白相关的胆红素氧化降解会导致某些易受干扰的方法测得的胆红素假性偏低。最后,胞内液的释放会改变标本成分,从而稀释红细胞内浓度较低的物质。因此,溶血引起的偏差并不一定都是正向偏高,其影响程度取决于具体的测定方法、分析物浓度以及溶血的严重程度。(pmc.ncbi.nlm.nih.gov)

离心后,游离血红蛋白通常会使血清或血浆呈现粉红色至红色。在白色背景或比色参考卡前进行肉眼观察虽能快速粗估溶血程度,但这种方法主观性强且缺乏标准化,其他色素或样本浑浊也会干扰判断。美国疾病控制与预防中心(CDC)在2024年介绍的比色参考工具将 100 mg/dL100\ \mathrm{mg/dL} 的血红蛋白浓度定为该参考资料所涉及血清学检测的拒收标准——但这并非适用于所有实验室项目的通用阈值。自动溶血指数利用光谱学测定来估算游离血红蛋白含量,并以数值或半定量等级形式报告。这些指数在不同分析仪平台之间无法直接互换,也无法区分红细胞破坏是发生在体内还是体外。标本变红也并非血红蛋白所独有:在2016年在线发表的一项实验中,劳拉·弗耶(Laura Fueyo)及其同事证实,深红色的氰化物解毒剂羟钴胺会使加标血浆测得的溶血指数显著升高。(cdc.gov)

因此,溶血干扰限值取决于特定的检测项目,而非标本本身的绝对属性。2021年一项针对雅培(Abbott)Alinity生化分析系统中35项检测的研究发现,根据该研究设立的接受标准,有12项检测受到了显著的溶血干扰。其中钾和LDH升高,而酶法肌酐和直接胆红素降低;某些干扰效应在分析物处于低浓度和高浓度时还存在差异。实验室报告规程结合厂商声明的干扰限度和本地验证数据,来决定单项结果应当直接发放、附加注释说明还是暂扣并要求重新采血。某一受干扰的钾测定值并不会自动使同一管标本中的所有其他项目失效;反之,轻微变色的标本也可能超出某些极敏感项目的抗干扰限值。(pmc.ncbi.nlm.nih.gov)

标本质量监控利用溶血率和溶血指数分布来识别采血或运输环节存在的问题,避免将所有溶血标本都归咎于患者的疾病状态。各项关于标本运输的研究结果差异凸显了开展本地评估的必要性:2014年的一项调查发现其气动管道传输系统会导致更严重的溶血;而2016年的一项急诊科研究则发现,气动传输与人工运送之间的溶血率无显著差异(分别为 13.6% 和 13.1%)。通过追踪标本拒收、重新采血以及与运输相关的指标变化,实验室可以科学评估具体的工作流程,而不会将所有气动传输系统或所有溶血结果一概而论。(pmc.ncbi.nlm.nih.gov)

实验检测与血液接触器械

受控溶血检测用于测量红细胞在特定实验室条件下暴露于某种材料或机械应力时释放的血红蛋白。暴露结束后,通过离心分离完整细胞,并对上清液中的游离血红蛋白进行定量测定,通常采用分光光度法。结果通常以相对于血液总血红蛋白的比例或检测方法定义的参考标准表示,并利用空白对照和阴性对照来评估背景释放水平。阳性对照则用于证实该检测体系能够有效检出红细胞损伤。这些测量表征的是实验条件下的急性损伤,其本身并不构成对溶血性疾病的临床诊断。(pmc.ncbi.nlm.nih.gov)

材料介导的测试分为直接接触和浸提液暴露两种方式。在直接接触测试中,材料直接与血液一同孵育;在浸提液测试中,血液则暴露于预先用于浸提材料析出物的液体中。美国食品药品监督管理局(FDA)于 2018 年认可的 ASTM F756-17 标准规定了采用这些方法的静态测试流程,并建议同时进行这两种测试,除非具体的应用场景或接触时长证明可以合理省略其中一种。导管材料及其他与血液接触的零部件均属于典型的受试物品。材料测试仅评估了生物相容性的一个方面,并不能证明整套器械在实际工作条件下的安全性;ASTM 明确指出,该方法可能无法预测在所有植入应用中可能发生的事件。(accessdata.fda.gov)

对照品的选择和孵育条件会对结果产生实质性影响。在 2023 年 FDA 的一项研究中,理查德·马利瑙斯卡斯(Richard Malinauskas)、辛迪·刘(Cindy Liu)、谢尔比·斯库格(Shelby Skoog)和陆其金(Qijin Lu)利用采自三只供体动物并混合稀释的兔血对候选对照品进行了测试。样本在 37 ∘C37\,^\circ\mathrm{C} 下孵育最长达三小时。高密度聚乙烯引起的平均溶血率低于 1%,而丁腈手套引起的溶血率约为 5% 至 89%(因品牌而异);乳胶和丁腈橡胶(Buna-N)引起的溶血率约为 4% 至 7%。在该实验中,将测试体积从 8 mL 减至 2 mL 并同比例缩小材料尺寸,并未显著改变实验结果。溶血程度随孵育时间的延长而增加,这表明暴露时长和料液比均属于实验设计的核心要素,而非可随意变动的操作细节。(fda.gov)

动态测试用于评估血液在流经血泵及体外循环器械时的机械性损伤。与静态材料暴露不同,这些实验评估的是运行回路中因血流诱发应力所造成的损伤。标准化的回路构型和受控的运行条件使不同器械之间的横向对比成为可能,而多次测量血浆游离血红蛋白则可追踪累积损伤。例如,FDA 针对体外循环氧合器的指导原则中,规定了持续六小时的血液损伤测试,并在由同一血源供血的相同回路中,对受试氧合器与对照氧合器进行配对比较。这种配对设计有助于区分器械本身引起的差异与血液批次固有的变异。(fda.gov)

储血器及其他辅助部件本身也可能影响实验的可复现性。2023 年,FDA 公布了一种可重复使用的储血器设计,该设计包含 3D 打印底座、夹具和具有血液相容性的血袋,此前曾在 2017 年的一篇论文中首次报道。该装置旨在改善血液混合并促进排气,同时减少气泡卷吸和入口塌陷,曾被用于测试基准喷嘴和原型旋转血泵。混合不充分可能会影响样品的代表性,而卷入的空气则会构成额外的血液损伤诱因。FDA 对该储血器工具的有效性验证仅限于该组件本身:其合格性能并不能代表对整套循环回路的验证。同样,在体外对比台架实验中测得较低的溶血率,仅能证明其在受试条件下的性能表现,并不意味着临床预后已得到明确改善。(cdrh-rst.fda.gov)

细菌培养中的溶血

血琼脂是一种以营养琼脂为基底、添加全血(通常为5%脱纤维羊血)的营养丰富培养基。它在支持细菌生长的同时,便于观察菌落周围血液发生的变化。在临床微生物诊断中,这些变化有助于表征分离菌株:血液中的红细胞受到破坏或发生变色,从而在培养基中产生肉眼可见的反应。由此产生的“溶血特征”是一种体外培养特征,并不代表采集标本的患者体内发生了红细胞破坏。

传统上依据平板外观分为三类。β溶血表现为菌落周围清晰的透明溶血环,提示该区域红细胞遭受了广泛破坏;化脓性链球菌(即A群链球菌)通常表现为这种反应。α溶血表现为菌落周围出现草绿色变色环,而非完全变清。γ溶血则指未见肉眼可见的溶血或伴随变色:尽管名称中含有“溶血”,但它指的其实是不发生溶血反应,而非第三种破坏红细胞的机制。这些分型描述的是琼脂平板上的肉眼所见,仅凭其自身并不能确立细菌的种属。

α溶血传统上常被称作“不完全溶血”,但变色现象并不一定代表细胞膜发生了部分破裂。2020年一项针对肺炎链球菌的实验研究表明,细菌产生的过氧化氢将氧合血红蛋白氧化为高铁血红蛋白,将血红素铁由二价转化为三价。缺乏溶血素(一种具有溶血活性的蛋白质)的突变株仍能产生α溶血环,而在好氧条件下,这种特征性外观正是由过氧化氢的生成所导致的。因此,在肺炎链球菌培养物中,绿色溶血环主要反映的是血红蛋白发生的氧化还原反应,而非溶血素直接引起裂解的直接证据。

链球菌的鉴定过程说明了溶血特征如何引导、但又无法单独完成实验室鉴定。出现α溶血的菌落可能代表肺炎链球菌,也可能是外观相似的其他链球菌。美国疾病控制与预防中心(CDC)的鉴定流程将平板反应与革兰染色形态、触酶试验、奥普托欣敏感试验以及必要时的胆汁溶菌试验相结合。肺炎链球菌通常对奥普托欣敏感且胆汁溶菌试验呈阳性,而其他α溶血链球菌通常不同时具备这两项特征;对于耐奥普托欣的肺炎链球菌,则需要额外的鉴别手段。因此,溶血特征只能确定初步的检测分支方向,无法独立确定菌种。

血液来源和培养条件均可改变所记录的溶血类型。Joseph Papaparaskevas 及其同事在2004年的一项研究中,对比了72株环境分离的芽孢杆菌在人血、羊血和马血琼脂平板上的表现。培养24小时后,出现β溶血的菌株比例分别为84.7%、70.8%和86.1%;培养48小时后,相应比例升至94.4%、87.5%和95.8%。这表明同一批菌株在羊血培养基上表现出β溶血的概率较低,而延长培养时间后出现β溶血的比例升高。氧气的充裕程度也会影响某些反应背后的化学过程,如好氧条件下依赖过氧化氢生成的肺炎链球菌α溶血便是如此。因此,解读平板结果时必须指明具体的培养基与培养条件;平板上的溶血结果并不能说明受感染患者体内是否存在溶血性贫血。

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