丙泊酚输注综合征：线粒体紊乱的超微结构证据
医院重症医学科宋飞珍翻译
医院重症医学科张根生校对
目的：报道这一年轻致死性丙泊酚输注综合征患者的目的是，据我们所知这是“以直接超微结构证据”首次证实“线粒体损伤在这种综合征发病中起到中心作用”的病例报告。数据来源：对尸体解剖获得的肝脏、骨骼肌和心肌及从患者血液，进行组织学和电子显微镜分析。
研究类型：病例报告。
数据采集：除了常规的肉眼和组织学观察，对这位年轻男性尸体解剖中获得的心肌和骨骼肌及肝脏组织进行电子显微镜分析，寻找线粒体超微结构的变化。通过超高效液相色谱质谱分析来检测血液中酰基肉碱的浓度。
数据综合：一名19岁的男性患者，因急性左侧轻偏瘫入院。后患者行气管插管，开始异丙酚输注，并进行开颅手术清除颅内血肿。在术后，患者表现为颅内压升高和脑水肿。再次手术后，患者左心室收缩功能受损、体温增高、无尿、高钾血症、代谢性酸中*，而后最终死亡。电子显微镜显示在这些心肌和肝脏组织存在线粒体相关的黑色、电子致密的不规则结构。外周血液分析显示乙酰-、丙酰-、丁酰-、丙二酰-肉碱水平增加，提示丙泊酚相关输注综合征，同时也提示丙泊酚介导线粒体摄取游离脂肪酸障碍，进而影响β-氧化。
结论：在肌肉和肝细胞中发现的与线粒体相关的电子致密体，很可能就是游离脂肪酸的堆积，这也为丙泊酚输注综合征线粒体损伤提供了直接的形态学证据。
引言
丙泊酚输注综合征（PRIS）是一种罕见，而常常是由普遍使用丙泊酚引起的致命并发症，其主要与大剂量和长期输注丙泊酚相关(而文献中描述的病例90%都是重症监护患者)。该综合征最初见于长时间接受高剂量丙泊酚输注儿童(平均输注率7.5-10mg/kg/h，总输注时间66-h)，随后指南对异丙酚在儿童中的应用加以限制。后来成人也报道发生PRIS，而其临床表现各种各样。另外，仅短期输注或者长期小剂量输注丙泊酚患者也会发生PRIS。PRIS发生最常见的危险群体是神经外科术后用血管加压药的使用丙泊酚的年轻危重症患者，其输注平均剂量往往≥4-5mg/kg/h，同时输注时间也往往超过48小时。
PRIS的关键特征包括心力衰竭，伴随着进展性心律失常、代谢性酸中*、肾功能衰竭、发热以及其他代谢紊乱如高脂血症和高钾血症。虽然其病理生理机制尚未完全了解，PRIS的主要机制是由于线粒体内游离脂肪酸的β氧化受损和线粒体呼吸链的电子传递抑制，进而抑制细胞内的能量产生。此外，异丙酚抑制长链游离脂肪酸(FFA)摄取进入线粒体，以至于FFAs在细胞内堆积，故在PRIS患者的血液中，其酰基肉碱的水平比健康人增加。在这例报告中，我们通过电子显微镜检查心肌、骨骼肌以及肝脏组织，以明确死于PRIS的年轻男性患者中堆积的FFAs与线粒体损伤之间存在着一个可能的形态学相当体。
材料和方法
患者
一名19岁既往健康的男性患者因首次饮酒中*后急性出现左医院。没有任何既往疾病史，无过敏或药物滥用史。CT扫描显示动脉静脉畸形破裂导致右脑颞顶区较大颅内出血。患者后行气管插管，并开始给予输注异丙酚(5.0mg/kg/h)镇静。患者后行开颅手术切除动静脉畸形并清除脑内血肿。术后4天期间，因急性炎症指标上升而加强抗生素治疗，同时由于凝血受损而给予凝血因子替代。尽管行密切的监测和镇痛镇静，患者出现颅内压力持续升高、尿崩症；在术后第5天再次行颅内CT扫描，显示脑水肿，需要行右侧路径减压术。术后患者出现快速性心律失常，心率达-次/分，同时需要高水平的儿茶酚胺来维持心血管循环。
由于肌钙蛋白升高到16.5μg/L，于是行冠状动脉造影，显示冠状动脉无异常，但左心室收缩功能受损。但在几小时之内，患者出现现缓慢性心律失常，尽管提供了外部起搏和体外膜氧合，但还是出现心脏停搏。此外，发热、无尿、高钾血症和代谢性酸中*这些状况均进展；尽管给予加强治疗，患者病情逐渐恶化，频繁需要机械复苏。最终，患者在第二次术后8小时死亡。异丙酚输注总共使用时间共计小时，输注剂量平均为4.6mg/kg/h。
透射电子显微镜
心室肌、骨骼肌和肝脏的尸体组织标本，以2.5%戊二醛固定过夜。此后，标本以胶黏剂(Araldite)包埋，用Leica超微切片机行标本超薄切片，而这些切片待以ZeissEM-10透射电子显微镜（(Zeiss,Oberkochen,德国）分析。
代谢研究
通过稳定同位素稀释液为基础的超高效液相色谱质谱仪（(UHPLC）联合三倍的四极质谱仪（UHPLC/MSQQQ）检测肉*碱。
结果
尸体解剖发现
肉眼显示肝脏大量脂肪变性和双心室心肌增厚（室壁厚度：左侧20mm和右侧6mm，图1A）。光显微镜下显示肝细胞小叶中央型坏死和微泡脂肪变性、心肌水肿、心肌细胞弥漫性坏死伴随巨噬细胞和中性粒细胞炎症浸润（图1B）。肾脏内大约50%的肾小管内含有管状肌红蛋白铸形物。骨骼肌组织学分析显示横纹肌溶解。
电子显微镜
肝脏和心室肌电子显微镜下显示电子致密包涵体（直径1-1.3μm）。在心肌细胞，这些不规则包涵体与线粒体相关。相反，骨骼肌的线粒体表现为外膜裂变和嵴减少，但没有或只有小的不规则致密体。骨骼肌纤维很可能由于横纹肌溶解出现肌间盘(z-盘)明显的破坏（或减少）。
代谢方面的发现
通过对这个患者存活时留取的血液进行分析，发现其血中的一些短链酰基肉碱的浓度比健康人明显增加（C2-酰基，16.μmol/L对1.μumol/L；C4-酰基，7.μmol/L对0.μmol/L和C5-酰基4.μmol/L对0.μmol/L；图2）。
讨论
PRIS的临床症状包括不能解释的代谢性酸中*、横纹肌溶解、肾功能衰竭、高脂血症、肝肿大、心律失常和快速进展性心力衰竭。本例患者病史特点以及具有多器官衰竭发生以及不断升高的游离脂肪酸的临床特征，加上该综合征公认标志物酰基肉碱水平的升高，与致命性PRIS诊断相一致。
监测该类患者除了建议的实验室标记物包括乳酸、肌钙蛋白、肌酸激酶、肌红蛋白和甘油三酯外，酰基肉碱分析已经成为广泛被接受的确定PRIS诊断的有用手段。由Wolf等在年首先报道，接受丙泊酚输注的患者，其酰基肉碱水平的升高提示线粒体脂肪酸氧化受损，这可能是这个综合征的主要原因。由于高酰基肉碱及其衍生物丙二酰单酰肉碱水平对膜转运蛋白肉碱棕榈酰转移酶I（CTP1）的抑制作用，使长链脂肪酸进入线粒体减少，导致该综合征的发生。同时，丙泊酚也抑制CTP1，并通过高水平C5-酰基肉碱使线粒体呼吸链失偶联，这导致短链和中链脂肪酸自由扩散进入线粒体但不能被利用。
针对我们这位年轻男性患者的血液UHPLC-MS分析，也显示大量升高的酰基肉碱水平，这强烈支持PRIS的诊断。此外，患者心肌组织电子显微镜分析显示突起的电子致密结构明显与线粒体相关。这提示这些电子致密结构，可能是由于丙泊酚导致这些游离脂肪酸无法通过线粒体膜，进而堆积所致。据我们所知，这是首次提供PRIS时严重线粒体损害的超微结构证据，而这种超微结构桥了接线粒体脂肪酸氧化损伤在形态学上的相关性。
至今，文献已发表超过个PRIS病例，但尸体解剖或活检检查发现受累组织有显微镜阳性发现的仅有12个病例。我们报道的这里患者结果诠释了从最初心律失常到迅速导致进展性心功能失代偿这一急剧而又自我加速的过程。
结论
总之，这项研究首次提供了超微结构证据，以解释心肌线粒体似乎是PRIS中最受影响的结构。由于该综合征突然发生和迅速恶化，因此PRIS的管理仍然是临床所面临的难点，而发展适合正确的诊断与预测工具仍然是优先考虑的命题。
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