静脉-动脉体外膜肺氧合上机时机的探讨

引用: 黎嘉嘉, 罗小秀, 黄晓波. 静脉-动脉体外膜肺氧合上机时机的探讨 [J] . 中华医学杂志, 2022, 102(25) : 1874-1877.

摘要

静脉-动脉体外膜肺氧合（VA-ECMO）是各种原因导致的难治性心源性休克危重患者的挽救性治疗手段，可暂时代替心肺功能、迅速改善低氧血症、提高全身氧供，同时清除二氧化碳。虽然国际体外生命支持组织（ELSO）指南针对VA-ECMO提出了明确的适应证标准，但是基于心源性休克患者的基础疾病异质性大，其上机时机的界定仍然比较模糊。本文拟从生理和病理生理学角度出发，讨论暴发性心肌炎、急性心肌梗死、急性肺栓塞、肺移植相关急性右心功能衰竭、新型冠状病毒肺炎相关心肌损伤等导致的心源性休克以及体外心肺复苏（ECPR）的上机时机，拟为临床医生的判断和抉择提出更多的参考意见。

体外膜肺氧合（extracorporeal membrane oxygenation，ECMO）是体外生命支持技术之一，临床上主要用于心功能不全和（或）呼吸功能不全的支持，可暂时代替心肺功能、迅速改善低氧血症、提高全身氧供，同时清除二氧化碳，已广泛用于临床危重患者的挽救性治疗。国际体外生命支持组织（Extracorporeal Life Support Organization，ELSO）指南虽然建议适应证为：收缩压低于90 mmHg，尿量<30 ml/h，乳酸超过2 mmol/L，混合静脉血氧饱和度（oxygen saturation of mixed venous blood，SVO₂）低于60%，意识状态改变，传统的药物、液体优化治疗6 h仍无明显改善，则考虑进一步给予静脉-动脉ECMO（veno-arterial ECMO，VA-ECMO）辅助。但是由于心源性休克患者的基础疾病的差异大，对于“传统的药物、液体优化治疗”并无明确界定，故对于VA-ECMO辅助上机时机的定义相对模糊，现对此问题探讨如下。

一、ECMO的本质

循环系统本质特点在于其流动性和交换性，维持输送氧和营养物质的生理功能。从氧代谢的角度来讲，循环系统可分为氧输送、氧摄取、氧利用、氧交换等4个环节。任何一个环节出现问题，都可能会导致局部或者全身氧代谢紊乱，从而出现器官功能紊乱，严重者会导致多器官功能障碍。休克就是其中一个典型代表。ECMO通过离心泵将血液从静脉引出，经膜肺完成血红蛋白氧合，二氧化碳清除，然后再回输循环系统中。ECMO的本质是额外增加全身氧供，清除二氧化碳。心源性休克发生时，心输出量下降，氧输送下降，导致全身组织器官氧供不足；梗阻性休克时，静脉系统血液在肺循环氧交换减少，导致全身氧供减少；而即将接受高危手术合并急/慢性心功能障碍患者来说，面对手术创伤打击带来的心血管应激能力所致的氧需求增加，机体无法满足。VA-ECMO携带氧合血正好增加全身氧供，改善了全身氧代谢平衡，改善器官功能，为原发疾病治疗和机体恢复创造了基本条件。

二、VA-ECMO的禁忌证

体外心脏生命支持（extracorporeal cardiac life support，ECLS）团队应根据临床情况充分考虑利弊，评估上机指征。有证据显示ECMO患者死亡率随年龄增长而增加。所以，高龄（>80岁）的患者可考虑限制ECLS的启动。插管位置有血管夹层或对ECMO功能有影响的病因（如主动脉瓣关闭不全）需综合患者自身疾病严重程度，不应作为绝对禁忌。

三、实施VA-ECMO前的风险预测

风险评分可用于对VA-ECMO患者的死亡风险分层，并筛选合适的ECMO候选者，常用主要有简化急性生理评分Ⅱ（simplified acute physiology scores Ⅱ，SAPS评分Ⅱ）、VA-ECMO后存活评分（survival after veno-arterial ECMO，SAVE评分）及年龄、肌酐和左室射血分数评分（age，creatinine and ejection fraction，ACEF评分）。欧洲心脏病学会（European Society of Cardiology，ESC）指南推荐SAVE评分用于预测ECMO治疗难治性心源性休克患者的生存率。Chen等将血乳酸水平和SAVE评分的结合的“改良SAVE评分”，对在急诊科接受VA-ECMO支持的患者有更好的预后预测价值。但这些风险评分都有各自的局限，不应成为临床决策的唯一指南，也不能取代临床医生的判断。

四、VA-ECMO的上机时机

对于VA-ECMO，不同疾病的上机时机有所不同，具体如下。

（一）体外心肺复苏（extracorporeal cardiopulmonary resuscitation，ECPR）

ECPR是一项时间依赖性的复杂干预措施，需要专业团队的协作、合适的患者筛选以及训练有素的医护人员，可为后续的抢救治疗措施提供时间和平台。在观察性研究中发现，发生心脏骤停到启动ECPR的间隔越短，患者生存率越高。因此笔者建议对ECPR的候选资格进行早期评估。在医院内进行10 min复苏失败后，需紧急考虑开始ECMO插管，超过20 min的难治性停搏，ECPR生存率低于5%，需要慎重考虑。

（二）心源性休克

心源性休克患者在优化前后负荷、改善心肌收缩功能基础上，仍需大剂量血管活性药物或主动脉内球囊反搏（intra-aortic balloon pump，IABP）辅助，患者组织低灌注无明显改善，伴随新发器官功能障碍，排除禁忌证后，可积极考虑使用VA-ECMO，为原发疾病的恢复或救治创造条件。

1.暴发性心肌炎：

暴发性心肌炎早期死亡率高达50%~70%，及时给予有效体外循环支持是治疗成功的关键措施。IABP和ECMO是最为常用的支持手段，但是IABP无法提供更多的心输出量和额外增加全身氧供。

一旦患者出现以下情况之一：

（1）心脏超声提示泵功能进行性下降，心脏指数<2 L/（m²·min）；左室射血分数<40%~45%；

（2）血管活性药物指数进行性增加，大剂量血管活性药物维持下仍存在低血压达3 h以上；

（3）反复出现心室颤动、心搏停止或无脉电活动、短阵室性心动过速、三度房室阻滞等严重心律失常，仍不能维持有效循环者；

（4）组织灌注不足，表现为乳酸进行性升高（>2 mmol/L）、中心静脉血氧饱和度（systemic central venous oxygen saturation，ScVO₂）<50%等情况，需要考虑紧急启动VA-ECMO支持治疗，让心脏得以充分休息，为机体提供足够的氧供等待心功能自我恢复，或为后期永久性左室辅助装置安置以及心脏移植做好“桥接”工作。

2.急性心肌梗死后心源性休克：

有6%~10%的急性冠脉综合征患者随着梗死面积向心外膜下区域扩展会发展成心源性休克，甚至是室间隔破裂。这种情况下，尽早启动VA-ECMO支持可减少心肌氧耗量、改善冠状动脉血流量，为冬眠心肌的恢复留出时间。研究发现VA-ECMO循环支持可明显降低此类患者的死亡率。动态监测高敏肌钙蛋白、心电图和心脏超声以及患者血流动力学和组织灌注可协助临床医生评估疾病进展情况。确诊难治性心源性休克患者在经历早期液体复苏、血管活性药物等传统治疗后，全身出现低灌注表现时，应在60 min内建立VA-ECMO并有效运转，尽量为残存亚健康心肌争取更多的存活时间，为最终多学科介入治疗和外科治疗起“桥接”作用。

3.急性右心功能衰竭：

急性大面积肺栓塞、心脏移植术后并发右心功能不全、接受左心室辅助装置而出现急性右心衰竭、肺移植术后移植物失功（primary graft dysfunction，PGD）时，行VA-ECMO辅助能帮助部分患者渡过难关。因严重的急性呼吸窘迫综合征（acute respiratory distress syndrome，ARDS）引发急性右心功能衰竭时需要考虑以VA-ECMO替代静脉-静脉ECMO（veno-venous ECMO，VV-ECMO）。

（1）急性肺栓塞：

急性肺栓塞指南推荐，确诊后应立即风险分层。高风险肺栓塞有以下特点：①持续性全身性低血压，收缩压<90 mmHg至少15 min，或在没有潜在诱因下需要正性肌力药物支持；②休克的临床证据；③无脉或严重心动过缓，心跳<40 次/min。大多数大面积肺栓塞患者会在第1个小时内死亡；对高风险肺栓塞尽早启动循环和呼吸支持至关重要。VA-ECMO是唯一可提供这两种支持的设备，在有经验的医疗中心应该在确诊后30 min内插管成功，并在迅速稳定患者情况后进行治疗干预，如溶栓或血栓切除术。到目前为止，关于VA-ECMO在大规模急性肺栓塞中的应用研究较少，总生存率参差不齐，主要取决于干预措施的应用时机。

（2）肺移植围手术期管理：

随着肺移植适应证的扩大和边缘供肺的使用，需要心肺支持的肺移植受者明显增加。与传统体外循环相比，肺移植患者围手术期使用ECMO可带来明显的生存益处，尤其是肺移植术前桥接和术后PGD的管理，并且支持形式呈多样化。Hashimoto等回顾性研究发现34例经VV-ECMO桥接治疗行肺移植手术后20例（59%）患者可继续使用VV-ECMO；而11例（32%）因持续性低血压和（或）肺动脉高压需要转成中心VA-ECMO，并且两组生存率无差异。在笔者中心，无论肺移植受体有没有接受VV-ECMO治疗，一旦合并严重肺动脉高压、纽约心脏病学会心功能Ⅲ级以上、血流动力学显著波动和重度PGD时，会尽早启动VA-ECMO辅助支持治疗。

4.新型冠状病毒肺炎（新冠肺炎）相关心源性休克：

新冠肺炎相关的心血管并发症包括心肌损伤、心力衰竭和心源性休克，主要表现为心肌损伤标志物成倍增加或心电图、超声心动图上出现新的异常表现，发生率在7.2%~16.7%，并且此类患者预后更差。各种新冠肺炎相关治疗指南或共识^［6］都明确推荐VV-ECMO抢救治疗适用于难治性低氧血症的新冠肺炎患者，但是并无VA-ECMO用于新冠肺炎相关心血管疾病的指导性意见。理想情况下应在由心内科、心脏外科、重症监护病房和麻醉科等组成多学科专家团队讨论后，根据患者具体情况决定是否启动VA-ECMO。但是鉴于全球流行的大背景下，极大的感染数量、有限的医疗资源和医疗技术分布不均衡，此类要求是远远达不到的，但是仍有以下方面是需要着重考虑。综合Cheng等的报道和ELSO的指导意见，首先是年龄，51岁是临界年龄，可预测患者住院死亡率；其次是患者的免疫状态，淋巴细胞计数、白细胞介素6水平和中性粒细胞-淋巴细胞比例与患者预后存在相关性；再次，凝血功能状态，全身微血管血栓形成的此类患者VA-ECMO的启动需要谨慎；第四，疾病严重程度，新冠肺炎合并症越多、疾病越重，尤其是重度ARDS合并难治性血管扩张性休克，VA-ECMO的使用可能是徒劳的。所以，建议使用序贯器官衰竭评分（SOFA评分）和SAVE评分结合临床判断帮助临床医生识别可获益患者。总之，关于VA-ECMO治疗新冠肺炎相关血流动力学衰竭患者的文献仍然很少，需要更多的证据支持。

综上，相对于VV-ECMO，VA-ECMO患者的异质性较大，临床证据不足，其上机指征和时机不明确。笔者认为从临床决策的时间线上来看，首先需要临床医生快速识别休克、低灌注状态，其次充分利用多模态监测手段，包括灌注压、静脉回流阻力、肺动脉压、组织灌注（尿量、毛细血管再充盈时间等）、乳酸、ScVO₂和二氧化碳分压差等，高效精准甄别出氧代谢功能紊乱处于何种阶段；最后在考虑传统治疗已无法阻断和逆转这一病理过程时，可能是VA-ECMO介入的最佳时机。在此基础上，同时需要考虑患者的经济承受能力和疾病的可复性。或许将来有更多的证据指标用来优化这一决断过程，制定一个更加规范详尽的VA-ECMO支持治疗方案。

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