导 读
红细胞寿命（Red blood cell life span，RBCS）是指红细胞自骨髓释放后在血液循环中的存活时间，是一项重要的生理指标，可用于溶血诊断、贫血原因分析等。人类红细胞寿命正常值平均约为120天。目前临床可开展的唯一红细胞寿命测定方法是Levitt CO呼气试验，其简单快速，结果可媲美金标准标记法。Levitt CO呼气试验的问世推动了红细胞相关疾病研究和临床诊治的常规开展。本文将从红细胞寿命与CO、Levitt CO呼气试验及红细胞寿命测定的临床意义三个方面进行介绍。
一、红细胞寿命与CO
1. 红细胞寿命（RBCS）
红细胞寿命是指红细胞从骨髓中释放后在循环中存活的持续时间，即红细胞从骨髓生成释放到血液循环至最后清除破坏所持续的时间。红细胞存活特征在临床和研究环境中都很有用。人类红细胞寿命平均长达120天（正常范围70-140天）。
2. RBCS测定方法
红细胞寿命测定历史悠久，方法多样，大致可分为红细胞标记测试和血红蛋白更新率测算两大类。
（1）红细胞标记测试
属于直接测量，有同龄期红细胞标记测试和全龄期红细胞标记测试两类，前者利用15N-甘氨酸等掺入血红蛋白合成过程标记骨髓中的新生红细胞，后者则利用能与细胞牢固结合的51Cr、生物素等探针标记循环血液中从新生到衰老各种龄期的红细胞。红细胞标记测试常被视为金标准，但耗时数周甚至数月，临床、基础应用均严重受限，且只适合于稳态测定。
（2）血红蛋白更新率测算法
属于间接测量，通过红细胞中血红蛋白血红素降解产物铁、胆红素、CO的生成速率进行估算，其中1992年问世的Levitt CO呼气试验是当前唯一可以在临床常规开展的红细胞寿命测定试验。Levitt CO呼气试验简单快速，结果同样可靠，且稳态、动态测量均适用。
3. 红细胞清除破坏过程中产生CO
血红蛋白(hemoglobin，Hb)是成熟红细胞最主要的胞质蛋白，由4个亚基组成，每一亚基含一条珠蛋白(globin)肽链和一个血红素(heme)辅基。血红素是一种铁卟啉化合物，由甘氨酸、琥珀酰CoA等经过一系列反应生成卟啉后再与Fe2+络合而成。
血红蛋白的生物合成仅发生在幼红细胞和网织红细胞阶段，成熟红细胞不再具备合成血红蛋白的能力。
血红蛋白的降解是随着红细胞破坏在单核巨噬细胞系统内完成的，其中珠蛋白被降解成可重复利用的氨基酸，血红素则首先在血红素加氧酶催化下生成胆绿素、释放CO和Fe2+。胆绿素进一步还原成间接胆红素，后者进入肝脏代谢排泄；Fe2+与蛋白结合重复利用；CO则主要排出体外，肺是内源性CO排出的唯一通道。
图1 红细胞破坏过程产生CO
二、Levitt CO呼气试验
1. 基本原理
呼气中的CO有外源性和内源性两部分。外源性CO来自空气吸入再排出。内源性CO主要来自血红素降解代谢释放(84%)，少量由非血红素代谢释放(16%)。血红素来源途径主要是红细胞血红蛋白的降解释放(85%)，少量来自肌红蛋白等其他含血红素蛋白质的分解(15%)。健康成人约70%的呼气内源性CO来自红细胞破坏(84%×85%=71.4%)。由此可见，在排除外源干扰的前提下，肺的CO排泄率可反映红细胞的破坏速度。
图2 呼气中CO的来源
RBC-红细胞；Hb-血红蛋白；HEME-血红素；BMG-单葡糖醛酸胆红素；BDG-双葡糖醛酸胆红素；CO-一氧化碳；COHb-碳氧血红蛋白；VeCO-机体总CO排出率；ETCO-呼气末CO
机体红细胞总数除以当天的破坏数就是测量时期的红细胞平均预期寿命，也即机体血红蛋白总量除以当天血红蛋白降解量。因为血红蛋白的4条肽链均含1个血红素亚基，而每1mol血红素降解可产生1mol CO，所以红细胞寿命可以转化表达为血红蛋白来源的CO总量除以每天血红蛋白源CO肺排泄量。最后经过换算简化，得到红细胞寿命的计算公式如下：
[Hb]-血红蛋白浓度；EndoPCO-内源性CO浓度（=肺泡气CO浓度-空气CO浓度）
2. 操作规范
（1）受试者禁烟24h，夜间在无CO污染的环境中睡眠，清晨无须空腹，在通风、无污染采样室休息数分钟后采样。
（2）受试者深吸气后屏气10s以上，随后对着T型采样装置气嘴缓慢呼气，中间不要换气，待采气袋充满停止吹气，装置自动将无效腔气分离而将肺泡气收集于密封铝箔袋中。采气完成后将密封采样袋交给操作人员。
（3）操作人员通过手动气泵采集采样室空气样本1份于另一密封铝箔袋中。
（3）操作人员将2份气样同时送检测定CO浓度，二者之差值即为内源性CO浓度(endoPCO)。
（4）常规方法测定同日外周血血红蛋白浓度[Hb]。
（5）将所获血红蛋白浓度[Hb]和内源性CO浓度(endoPCO)两项参数代入公式计算，得到红细胞寿命结果。
3. 结果解读
RBCS正常值范围为70~140天。RBCS测定值为50~70天，提示有溶血；RBCS测定值<50天可确诊溶血发作，且RBCS测定值越小，溶血越重。
图3 红细胞寿命结果解读
三、RBCS测定临床意义
红细胞寿命如同体温、血压般，是一项重要的生理指标，测定的临床意义主要在于红细胞破坏相关疾病诊断、鉴别及监测和考查各种红细胞生存影响因素。目前RBCS测定的临床应用如下。
1. 溶血的诊断及鉴别诊断
溶血不是一个独立疾病，任何原因引起溶血都表现为RBCS测定值缩短，RBCS缩短是反映溶血最直接、最可靠的指标亦可定量反映溶血程度。尤其动态定量检测同患者 RBCS值对临床判定溶血及溶血程度有更大指导价值。
适用于各种疾病合并贫血的诊断及鉴别诊断：如严重感染、自身免疫紊乱、恶性肿瘤等合并贫血、药物(如利巴韦林、抗肿瘤化疗药物等)相关贫血、治疗(如放射治疗、血液透析、心脏瓣膜置换等)相关贫血等，若RBCS测定值<50天，提示溶血是介导此类疾病贫血发生的主要机制。
2. 完善贫血发病机制的研究
贫血临床上常见，贫血发生时有无同时合并溶血，目前尚缺乏灵敏、精确实验室检测技术来判断。
CO呼气试验快速检测 RBCS 可直接早期反映有无溶血及其严重程度。灵敏的RBCS测定辅助临床解决鉴别贫血发病机制中的不显著亚临床溶血状态，有助于指导治疗，如再生障碍性贫血、肾性贫血、噬血细胞综合征贫血、骨髓增生异常综合征贫血、淋巴瘤贫血、白血病贫血、炎症性贫血等。若RBCS测定值<50天，提示溶血参与此类疾病进展，治疗措施要兼顾控制溶血发生会取得更好疗效。
3. 高胆红素血症鉴别诊断
高胆红素血症临床常见，如何鉴别其源于肝病(如Gilbert综合征；胆红素代谢异常)还是溶血（胆红素生成增多）是临床实践中棘手问题之一。
现有反映溶血的检测指标（如镜检红细胞碎片增多、血浆结合珠蛋白降低、游离血红蛋白升高等）不能早期灵敏提示不典型的轻微溶血，RBCS测定为其鉴别诊断提供了可靠的实验室依据，可助之尽早明确诊断。
此外，呼气末CO浓度在新生儿黄疸监测方面的价值正受到越来越多的重视，呼气末CO浓度>2.5ppm是发生病理性溶血的强烈信号。
4. 溶血性疾病疗效判断及早期预测复发
RBCS 可作为抗溶血治疗疗效观察的重要指标，尤其动态检测同一患者的RBCS，较目前其他指标可以早期反映溶血发生及程度（抗溶血药物疗效观察发现，红细胞寿命恢复较网织红细胞计数、血红蛋白浓度提前1周）。适用于溶贫治疗期间的疗效评估、溶血复发的早期识别等。
5. 其他应用
（1）对于CT等影像学阴性的不明原因急腹痛，RBCS测定可迅速警示或排除溶血性疾病相关性急腹痛的可能。
如RBCS结果显著缩短，对于铅中毒、卟啉病、阵发性夜间血红蛋白尿、镰状细胞贫血、血栓性微血管病等少见病因具有强烈警示作用。
（2）RBCS缩短预测肝硬化重度食管-胃底静脉曲张的特异性优于Baveno Ⅳ标准。
（3）糖化血红蛋白浓度经过红细胞寿命校正后评估糖尿病血糖控制效果更为可靠，因为红细胞寿命缩短者的糖化血红蛋白测量值严重低估了实际血糖水平。
（4）类风湿关节炎RBCS缩短可与退行性关节炎进行鉴别。
（5）使用醋酸纤维素膜透析器进行血液透析后RBCS缩短、使用聚砜膜透析器进行血液透析后RBCS则无变化，而使用多芳基砜醚(PAES)+聚乙烯基吡咯烷酮(PVP)+聚酰胺(PA)的合成膜进行血液透析滤过后RBCS显著延长，提示RBCS测定可作为血液净化疗法安全性和有效性的评估指标之一。
总而言之，正确测定RBCS，有利于深入开展红细胞疾病的基础及临床研究。
四、总结
红细胞寿命是指红细胞在循环血液中的存活时间。人类红细胞寿命正常大约是120天。
Levitt CO呼气试验测定红细胞寿命的基本原理如下：呼气中的内源性CO主要来自红细胞破坏后血红蛋白降解过程中的血红素氧化释放，所以根据呼气内源性CO排出速率反映红细胞的更新速度，按内源性CO排出速率计算总体血红蛋白分解所需的时间便是测试时期的红细胞平均预期寿命值。
与烦琐费时的标准参考标记测定法相比，Levitt CO呼气试验简单快速，结果媲美金标准，基础研究和临床诊治均可常规开展。疑难溶血诊断、贫血病因分析、黄疸鉴别及其他红细胞相关疾病的诊疗因此获益良多。
【参考资料】
[1] 张厚德，马永健，汪小知. 呼气试验[M]. 科学出版社, 2024.
[2] 中华医学会血液学分会红细胞疾病(贫血)学组.红细胞寿命测定在血液系统疾病中的临床应用中国专家共识[J].中华医学杂志, 2019, 99(30):2321-2324.