贫血是一种临床血液综合征，其特征是血红蛋白水平低，并且在大多数情况下红细胞（RBC）水平低。世界卫生组织(WHO)将贫血视为全球公共卫生问题，根据1993年至2005年患病率数据的估计，全球24.8%的人口受到这种疾病的影响。特别是贫血集中在儿童、孕妇和非孕妇中。2010年全球贫血患病率为32.9%（超过22亿人），贫血最常见的原因是缺铁。因此，贫血被认为是临床实践中最常见的血液综合征。
根据世界卫生组织的分类，贫血被定义为在海平面上男性血红蛋白浓度低于129g/l，女性血红蛋白浓度低于119g/l。
围手术期和危重患者的贫血是一个特殊的问题。术前贫血发生率取决于年龄、性别、合并症和手术病理，可达75%。尽管在临床实践中患病率如此之高，但术前贫血长期以来一直被认为是一个相对较小的问题，可以通过输血轻松消除。同时，大量临床试验表明，术前贫血与心脏和非心脏手术患者的不良结局和死亡率增加有关。红细胞输注仍然是围手术期贫血治疗最常见的方法。因此，美国红十字会报告称，美国每年输注近1600万单位的血液成分，每天需要约29,000单位的红细胞。
输血管理的主要目的是优化氧输送，而不是达到一定水平的血红蛋白。因此，许多作者和指南建议采用个体化的输血方法，不仅基于血红蛋白水平（通常不能清楚地反映氧输送的需要），还基于贫血的临床症状以及氧输送和氧消耗之间的平衡。
输血的适应症之一也可能是其生理效应之一——增加血管内容量，从而增加血压。因此，持续的围手术期低血压和增加的升压药支持也可能是更自由地给予血液成分的触发因素。输血生理触发的概念基于氧输送/消耗比方面的贫血纠正原理。
我们的叙述性回顾的目的是总结红细胞输注的替代触发因素的当前作用，例如氧摄取率、血乳酸水平、中心静脉/混合静脉血氧饱和度、动静脉氧含量差和心电图上的缺血征象。因此，我们深入了解氧输送的生理学，并强调氧输送优化对于输血治疗决策的重要性。我们概述了探索替代触发因素及其在临床实践和当前输血指南中的局限性的研究。
氧输送的生理基础
氧是约瑟夫·普里斯特利(JosephPriestley)于1772年发现的，按元素周期表中的编号排列，它是第八个元素。氧的先驱和研究人员中还有著名科学家卡尔·威廉·舍勒和安托万·洛朗·拉瓦锡。氧在细胞呼吸中发挥着不可或缺的作用，因此对于所有需氧生物的生命至关重要。海平面大气中的氧分压（张力）（PO2）在150-160mmHg范围内波动，而氧到靶细胞的运输链的特点是从吸入的空气到线粒体的氧张力生理上逐步降低。这种现象称为“氧级联”（图1）。在吸气开始时，由于气管空气加湿和肺泡二氧化碳混合，以及随后由于氧通过肺泡毛细血管膜扩散和静脉混合和分流，导致氧张力下降的过程。氧分压根据毛细血管和细胞细胞质以及最终线粒体之间的显著扩散梯度继续降低。目前的测量表明，在静息条件下，大多数器官的组织PO2在20-40mmHg的范围内。在休息和生理条件下，输送到组织的氧仍然远远超过耗氧量，氧摄取率接近25%。然而，病理生理状态（如通气不足或通气/灌注不匹配）会进一步加剧细胞氧水平的生理性下降，最终导致组织缺氧。
图1，氧级联。
大部分氧(98-99%)与血红蛋白结合，而只有1-2%的氧气溶解在血浆中，在整体氧输送中不起重要作用。
术语“总氧含量”（СtO2）表示血浆中结合氧和溶解氧的体积浓度之和：
1,34-赫夫纳常数-描述完全饱和时结合1克血红蛋白的O2(ml)体积，0,031-本生系数反映每1mmHg分压溶解在1L血浆中的氧气体积，Hb-血红蛋白浓度，g/l，PO2-氧分压，SO2-血红蛋白氧饱和度。要计算动脉或静脉血中的该指标，需要使用相应的SO2和PO2值。
由式（1）可知，PO2等于100mmHg时，1L血液只能提供3ml溶解氧，而饱和度99%意味着在100g/L血红蛋白水平下结合了134ml氧。这清楚地表明增加贫血患者的供氧量的可能性很低。
氧输送量由以下公式确定：
DO2-氧输送量，毫升/分钟，CаO2-动脉血中的总氧含量，毫升/升，CO-心输出量，升/分钟。
耗氧量使用以下公式计算：
VO2——耗氧量，ml/min，CvO2——混合静脉血中的总氧含量，ml/dl。
耗氧量也表示为氧摄取率(O2ER)或氧摄取指数：
O2ER——氧摄取率，%，CаO2——动脉血中总氧含量，ml/dl；CvO2-混合静脉血中的总氧含量，ml/dl。
这些指标的正常值为20-30%。
组织供氧的概念
贫血与氧输送
在这种情况下，由于血红蛋白浓度等容性降低至不同的低水平，在严重急性氧输送限制期间，健康静息人类的总体耗氧量保持稳定。
然而，全身维持的耗氧量并不能反映器官特定氧供需的异质性差异，并且不同器官系统对贫血的耐受性可能不同。
对贫血的适应性反应
相反，生物体无法补偿由于心输出量减少而导致的氧输送减少，因为没有可用的生理机制来将血红蛋白水平或氧饱和度增加到某个给定水平之上。即使红细胞的增加也可能不足以充分增加氧输送。同样重要的是要记住，对于心脏功能储备下降的患者（患有心血管疾病或高龄患者）来说，提高心输出量可能不安全。此外，这些特定患者中的大多数都接受β受体阻滞剂治疗，该治疗已被证明可以减弱心血管对急性贫血的反应，并增加脑和心脏缺血的风险。
氧输送的临界水平
当氧输送水平降低时，氧消耗量通过氧摄取量的增加来提供。氧债的发展表现为血乳酸水平升高，伴随着氧摄取量的进一步增加和静脉血中血红蛋白饱和度的降低（图2）。
图2，氧,输送和消耗之间的关系。当达到临界供氧量（DO2-供氧量、VO2-耗氧量、SvO2-静脉血中血红蛋白饱和度）时，乳酸水平增加，氧摄取进一步增加，同时静脉血中血红蛋白饱和度降低。混合/中心静脉血、OER-氧气提取率、DO2crit-氧气输送的临界水平）
输血触发因素
如上所述，输血的主要且唯一的目的是增加血液的氧结合能力，从而将氧输送到器官和组织。从生理角度来看，分离的血红蛋白水平并不总是反映足够的氧输送，这成为寻找替代输血触发因素的基础。
现代对“理想触发点”的要求不仅包括高灵敏度、特异度以及可连续监测的可能性，更重要的是能够反映机体贫血代偿程度，有助于及时、合理输血。
在20世纪80年代，一项由美国医学会杂志发表的专家共识，对血液输注采用相对自由的方法，明确指出需要个体化的方式来开具血液输注处方-包括评估临床参数、混合静脉血氧饱和度、氧摄取水平和心输出量。
寻找替代输血触发因素的进一步研究建议使用氧摄取、中心静脉/混合静脉氧饱和度、动静脉氧含量差、心电图、血清乳酸等。
氧摄取率
氧摄取率反映了身体的耗氧量，而如上所述，其摄取率随着供氧水平的降低而增加，这保证了氧消耗的恒定速率。氧摄取率是贫血缺氧的实验室指标之一。该指标已证明其诊断价值主要在于减少输血次数，并在许多研究中作为输血的触发因素。此外，早期的实验研究证明了该指标作为输血处方标准的重要性。应该指出的是，尚未对基于氧摄取率评估的输血策略进行大型随机试验。
中心静脉/混合静脉血氧饱和度
混合静脉血中血红蛋白饱和度（SvO2）是反映氧输送与消耗平衡的指标之一。从生理角度来看，SvO2被认为是反映氧的摄取及其输送与消耗之间比例紊乱的指标。使用SvO2作为输血触发剂的概念主要是在B.Vallet等人的作品中提出的。基于生理学原理的研究证明了SvO2作为输血触发因素的高敏感性和特异性。
然而，使用混合静脉血血红蛋白饱和度的方法具有侵入性（肺动脉导管插入）且成本较高。在这方面，一种可能的替代方案是使用中心静脉血的血红蛋白饱和度（从上腔静脉口获得的血液，ScvO2）；正常SvO2值为68-77%，ScvO2大约高出5%。在最近的一项研究中，N.Themelin和合著者评估了输注供体红细胞后全身氧输送和消耗的变化以及ScvO2对ICU患者的诊断价值[89]。作者评估了中心静脉血血红蛋白饱和度、血乳酸水平、静脉-动脉二氧化碳(CO2)张力差和心脏指数。只有基线值低于70%的中心静脉血的血红蛋白饱和度在输血后出现阳性变化，而对临床结果的影响尚不清楚。必须记住，SvO2(ScvO2)的减少可能会随着动脉氧合的减少（缺氧性缺氧）、心输出量的减少（循环性缺氧）以及伴随需氧量增加的情况（发烧、疼痛、抽搐）而发生。
动静脉血氧差
该指标也被描述为替代触发因素，但在文献中不太常见。动静脉氧差是动脉血和静脉血中氧含量的差：
心电图缺血表现
另一种输血触发因素是心电图(ECG)上出现缺血症状。这种触发因素的生理学原理是心肌供氧量减少，从而导致心肌缺血。心电图的变化通常是功能性的、可逆的，可能与心动过速有关，但许多作者指出可以使用这一特征作为输血处方的附加生理标准。此外，值得强调的是该触发器的低特异性。
血乳酸
输血的另一个替代触发因素可能是血清乳酸水平，它已被广泛认为是组织缺氧的可靠指标。A.Tran等人的系统综述显示了乳酸水平对于创伤性出血期间输血和止血干预的预测价值。另一方面，血乳酸水平升高的原因有很多，例如休克、脓毒症、严重肝病，这些都大大降低了其作为输血触发因素的特异性。也没有大型随机试验评估乳酸作为输血的指标。
值得注意的是，贫血期间血乳酸水平和心电图的变化往往较晚才出现，这可能会导致贫血治疗的延迟。此外，研究表明，输血对降低乳酸水平没有影响，这也可能限制其作为输血触发因素的使用。
近红外光谱
近红外光谱是一种监测组织氧合的非侵入性方法，也可用作输血的生理触发。Crispin和Forwood发表的系统综述中纳入了69项研究，其中采用近红外光谱来测量组织氧合并指导有关输血的决策。对于某些患者群体（创伤患者），组织氧合水平对输血决策表现出较低的敏感性和较高的特异性。在其他患者组（心脏手术、神经外科和新生儿病例）中，近红外光谱的使用减少了红细胞输注单位的数量，但并不影响结果。近红外光谱在输血决策中的优势在于其非侵入性；然而，现有的临床数据不足以推荐它作为输血的生理触发因素。
组织缺氧的生物标志物
贫血研究的一个特别兴趣在于组织缺氧的标志物。高铁血红蛋白和促红细胞生成素等指标可以作为贫血引起的组织缺氧的标志物。有人认为，高铁血红蛋白的增加可能与卒中风险升高有关，评估其水平对于贫血的治疗可能很有价值。促红细胞生成素还显示出对组织缺氧的反应增加，并且可能被认为是贫血引起的肾缺氧的标志物。然而，需要进一步研究贫血引起的组织缺氧的标志物及其在输血决策中的作用。
目前专业医学会主流的输血建议一般主要依赖于血红蛋白水平。与此同时，在这些建议中，做出输血决定的几种替代触发因素尚未得到广泛认可。然而，许多专家承认血红蛋白水平的缺陷是输血的孤立触发因素及其应用的局限性。
从本质上讲，在输血决策中进行大型临床研究和探索个性化方法的呼声源于这样一种认识，即更细致地了解患者的需求和反应对于提高输血实践的准确性和适当性至关重要。
结论
贫血是一种相当常见的临床和血液学综合征，以血红蛋白水平下降为主要诊断标准。现有的保守药物治疗并不总是适用于围手术期的患者。贫血的主要治疗方法是输血，主要触发因素是血红蛋白水平。有时会使用其他触发因素，例如贫血综合征的临床症状。然而，贫血的临床症状并不特异，不能总用于临床实践。大量研究表明，贫血和输血都是导致预后恶化的独立因素。
目前，这两个问题之间普遍接受的共识正在通过限制性输血策略来解决，并参考较低的阈值血红蛋白水平。然而，这种策略没有考虑到患有合并症的患者的一些特征。因此，关于各种急性疾病患者血红蛋白阈值水平的研究仍存在争议。最近心肌缺血和输血(MINT)试验的结果强调了这一事实，该试验评估了限制性输血策略（血红蛋白触发，7-8g/dL）是否不同于自由输血策略（血红蛋白触发，<10g/dL）在急性心肌梗死患者中。尽管各组在30天复发性心肌梗死或死亡等主要复合结局方面没有显着差异，但自由治疗在特定亚组中显示出优势。这再次强调了多因素方法的重要性，该方法可解决多个患者特定的风险因素，并确认需要替代输血触发因素。
出于多种原因，输血替代触发因素的应用和研究至关重要。首先，传统的输血触发因素（例如血红蛋白水平）可能无法完全捕捉个体患者的携氧能力和整体生理状态。通过探索替代触发因素，我们有可能确定更准确和定制的指标，表明患者何时真正需要输血。
其次，血液制品的使用存在固有风险，包括输血反应、感染和免疫并发症。通过研究替代触发因素，我们可以减少不必要的输血，从而最大限度地减少这些潜在的不良事件并提高患者的安全。
此外，研究替代触发因素可以更有效和高效地利用血液，解决血液短缺问题并确保为真正需要的患者提供血液制品。这在高需求情况下变得尤其重要，例如在重症监护或围手术期。
此外，不同的患者群体可能对贫血有不同的反应，因此有必要探索特定群体（例如危重患者或接受外科手术的患者）输血的替代触发因素。根据个体化触发因素定制输血实践可以优化患者的治疗结果和资源分配。