体外膜肺氧合中继发血行感染并发症与防控措施

李 欣,杨 敏,张 海,李赛琪,吴 乾,郭 震,徐凌峰,常 昕

体外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation,ECMO)技术根据国际体外生命支持组织(extracorporeal life support organization,ELSO)的统计[1],每年应用于 1 600～1 800例患者。根据患者年龄群分类和病因学诊断不同,存活出院率目前可以达到 40%～70%。需要 ECMO支持的患者都处于极度危重的状态。ECMO生命支持需要直接在患者血管中插管,加上其他各种 ICU介入性管道,使得患者容易出现经血行感染并发症。该并发症会进一步威胁患者的生命。本文回顾我院近 3年ECMO病例血培养报告和相应患者转归,对继发血行感染的后果与防控措施等进行文献复习。

1 资料与方法

1.1 患者基本资料 我院从 2003年1月开始临床应用 ECMO技术,将其用于严重但可逆的心肺功能衰竭患者的呼吸/循环支持,以及心/肺移植围术期的呼吸/循环支持。从 2007年1月起,根据国家和地方重症监护病房医院感染工作质量控制要求,重新调整了医院感染监控和防治常规以及临床抗生素应用方案。为了研究继发血行感染问题,病因学本身为感染性休克需要 ECMO支持病例排除。因此本研究报告 ECMO支持患者病例从 2007年1月到2009年12月,3年间共 21例患者的资料。

21例患者年龄 12～60(39.31±17.28)岁,男16例(76.2%),女 5例(23.8%)。建立 ECMO地点:手术室 7例(33.3%),外科 ICU 13例(61.9%),放射科导管室 1例(4.8%)。需要 ECMO的病因和相应 ECMO的支持方式,以及 ECMO辅助时间,患者转归等情况见表1。

1.2 ECMO通用管理模式 ECMO膜肺与管道套包采用美国 Medtronic公司 CB1V 97R1Carmeda涂层套包。2008年后开始应用德国 Maquet公司 PLS Bioline涂层套包。离心泵为美国 Medtronic Biopump550型离心泵。流量和侧枝管路分流量监测使用美国 Transonic HT 110型超声流量仪进行无创监测。ECMO预充为醋酸林格液排气后加 20 g白蛋白。所有患者 ECMO建立前均气管插管呼吸机辅助呼吸。成人 V-A ECMO采用股动、静脉插管,小儿心外科术后患者 V-A ECMO直接保留右房-主动脉根部插管,成人 V-V ECMO采用股静脉引流,颈内静脉供血的循环模式。除 ICU常规生命体征和血气分析等监护项目外,常规监测 ECMO管路连续混合静脉氧饱和度,维持在 75%～85%之间。普通肝素微泵输入,必要时弹丸注射维持激活全血凝固时间(ACT)于 180～200 s。如有难以控制的出血,则短时间内降低 ACT要求至 130～150 s。维持患者血小板不低于 60×109/L。常规每日监测血浆游离血红蛋白,＞0.6～1.0 g/L则需要更换整套管路。呼吸机在 ECMO期间坚持保护性肺通气原则,定时手动膨肺避免局灶性肺不张。患者血液动力学管理、营养支持、肾功能保护和维持、神经系统保护、每日影像学床边检查及实验室检查等均为 ICU常规。

1.3 继发血行感染定义 继发血行感染属于院内感染范畴。ECMO支持过程中院内感染定义我们采用美国密西根大学医学院定义[2],即发生于 ECMO开始 24 h后与 ECMO停机 48 h内的院内感染。因此,ECMO支持期间继发血行感染我们也定义为该时间段有血培养证据的感染。

1.4 ECMO管理过程中常规感染监控指标和常规感染防控措施 ECMO管理过程中常规监测患者体温、床边胸片、白细胞计数和分类、C反应蛋白。每日进行细菌培养及药敏试验,必要时加做真菌检测(G试验)。送检标本为咽拭子或痰、血、外科创口分泌物。如患者疑似血行感染征象,还将更换或拔除的介入性插管,如中心静脉导管等常规送检。患者一旦开始 ECMO,针对常见 ICU菌群,给予舒普生(头孢哌酮 +舒巴坦钠)等广谱抗生素预防性用药。如患者有明确培养阳性结果或怀疑院内感染,根据 ICU抗生素治疗方案依照药敏调整抗生素。患者所有外科创口每日碘剂消毒覆盖。血液制品输血器使用超过 4 h更换。静脉输液、动脉血气采集、ECMO管路更换及加药抽取标本、连续肾脏替代治疗(CRRT)操作等均严格无菌操作。

2 结 果

21例 ECMO建立前无感染证据患者中,血培养阳性(+)3例。3例均成功撤离 ECMO。有 2例最终因感染严重难以控制等因素造成多脏器功能衰竭而死亡。1例顺利出院,出院后 6个月、12个月电话随访,生活质量良好。有关结果见表2。

患者 1和患者 2在出现严重感染征象后,均出现了血相由白细胞急剧升高,处于高位数天后,逐渐下降,继而出现血相三系减少的征象。患者 1经积极骨髓刺激药物调整,很快恢复。肺功能恢复顺利脱离 ECMO呼吸支持后。但撤离 ECMO后患者感染表现如发热寒战等很快表现出来。经调整抗生素,尽可能去除血行感染源等措施,患者成功康复出院。患者 2采用同样手段仍表现为严重感染导致的骨髓功能抑制。尽管心排量逐渐恢复正常,并成功脱离ECMO支持。之后整体病况逐渐失控,最终因多脏器功能衰竭而死亡。患者 3未表现感染性骨髓抑制征象,但尽管心排量恢复正常,ECMO成功撤离,但终因严重感染,致病菌耐药无法控制,最终也因多脏器功能衰竭死亡。

表1 患者ECMO支持基本情况与同期血培养阳性结果(±SD)

表1 患者ECMO支持基本情况与同期血培养阳性结果(±SD)

循环(V-A) 9(42.9) 2～11(6.71±3.15) 8(88.9) 5(55.6) 1呼吸(V-V) 5(23.8) 11～21(15.32±5.04) 4(80) 4(80) 1循环/呼吸(V-A) 7(33.3) 7～15(11.68±3.92) 5(71.4) 3(42.9) 1

表2 继发血行感染患者相关资料

患者 1血培养报告铜绿假单孢菌(+)后,高度怀疑血管内导管源性感染。将颈内中心静脉导管更换为锁骨下静脉插管,并同时更换血透(血浆置换)插管后第 2天,患者血培养铜绿假单孢菌(-),而拔除的中心静脉导管培养(+),证实我们的判断。患者 3相同血培养阳性报告,但以同样方法更换导管,患者血培养依然(+),而导管培养(-)。

3 讨 论

自从 1972年首次报告 ECMO成功应用于临床以来,ECMO技术在全球范围内取得稳步进展。目前已经成为严重可逆性呼吸/循环衰竭患者生命支持的标准方法之一。随着 ECMO技术在我国近 7、8年间的逐步开展,ECMO病例数逐渐增多,ECMO临床管理的经验不断积累,对于该技术的病理生理等理论也有了更感性的体验。目前,随着 ECMO技术、理论与实践的逐渐成熟、ECMO设备与耗材、应用时机、适应证的选择、其对呼吸与循环支持的有效性等因素被认为是目前医学水平的可控因素。但有两大因素,即患者原发病的恢复速度与长时间 ECMO支持过程中继发各种并发症的严重程度与防控水平,这二者间哪一方面占据主导,将最终决定患者是否能够存活。在 ECMO相关主要并发症中,继发感染是一个主要的并发症。

医院感染已经成为影响住院患者并发症发生率和死亡率的主要因素之一。由于 ICU内的患者需要接受大量介入性治疗措施,其医院感染风险最高。可以预计,由于需要 ECMO支持的患者本身处于极度危重的状态,常规治疗已经不能维持生命,在 ECMO支持过程中,需要血管内插入 ECMO各种插管,加上中心静脉导管、动脉导管、气管插管、尿管、胸腹腔引流管等各种管道,使得患者在长时间 ECMO支持过程中处于医院感染的高危状态。况且 ECMO支持患者多处于严重应激状态,治疗中糖皮质激素的应用,血小板等血液制百草枯品的输入等,都会抑制患者自身免疫功能。因此,一旦发生感染,特别是继发血行感染,会进一步严重危及患者生命。据报道[2-3],ECMO相关医院感染发生率为小儿 20%,成人 45%。其中 ECMO相关血行感染是最常见的医院感染类型,发生率为新生儿 3.5%～30%,成人为21%。但随着医院感染控制理念和措施的进展,有报道成人 ECMO支持医院感染及血行感染发生率也有所降低[4],可达到医院感染发生率 8.8%,血行感染发生率为 2.98%。本研究血行感染发生率 14.3%,但由于样本量较小,统计效能有限。

本研究中血培养阳性报告,3例均发现鲍曼氏不动杆菌,2例报告铜绿假单孢菌,1例报告头状葡萄球菌。该结果与我院 ICU 3年内院内感染监控报告发现近年来鲍曼氏不动杆菌和铜绿假单孢菌培养阳性率分列 1、2位结果相同。也与同期上海本地重症监护病房医院感染监控报告结果相同[5-6]。徐伟等[5]报告急诊 ICU患者肺部细菌共分离病原菌 264株,其中 G-菌 132株(50.00%)、G+菌 87株 (32.95%)、真菌 45株 (17.05%);G-菌以鲍曼不动杆菌最多见(23.48%),G+菌以金黄色葡萄球菌最多见(10.23%);药敏显示各菌耐药水平较高。应易高等[6]报告 ICU获得性感染病原菌多为多重耐药菌,其中 G-菌占 59.5%,G+菌占 23.2%,真菌占 17.3%;G-菌中以鲍曼不动杆菌、大肠杆菌为主;G+菌主要以葡萄球菌属和肠球菌属为主。大多数 G-杆菌仍对亚胺培南(泰能)保持较高的敏感率,其次为阿米卡星和头孢他定,G+球菌对万古霉素、呋喃妥因敏感。国际文献中,以往报告 ECMO相关医院感染以 G+球菌,特别是凝固酶阴性葡萄球菌最多见[2]。但近年来随着临床广谱抗生素,特别是万古霉素等糖肽类抗生素在 ICU的应用,培养阳性菌谱也发生了改变,以 G-杆菌多见。有报道 ECMO过程中 G-杆菌占医院感染比例达到 78%[4]。

有关 ECMO过程中继发感染风险因素分析的研究发现[7-9],导致 ECMO患者继发感染的最大风险因素是长时间 ECMO血管插管。此外,ECMO患者常规气管插管、中心静脉导管和动脉测压采样导管、尿管等都增加患者继发感染的风险[10]。这些研究的共识为,患者 ECMO辅助时间超过 7～10 d,发生ECMO相关感染,特别是血行感染的可能大大增加,患者死亡率相应明显增高。本研究发生血行感染患者中,2例分别为 ECMO建立后第 6天和第9天发现血培养结果阳性。而且 3例患者中 2例死亡。也验证了国际研究结果。

在临床过程中,我们注意到,由于 ECMO设备中变温水箱与氧合器变温装置的强大热交换能力,3例患者在 ECMO支持中均不表现有感染败血症本应出现的高热现象,患者 1和 2仅表现有寒战。但在脱离 ECMO之后,发热症状才表现出来。而且 ECMO支持患者多表现有严重应激状态,白细胞计数和分类、C反应蛋白等常反应性增高。因此,ECMO支持患者的感染征象表现往往轻于实际感染程度。为了能做出正确判断,ECMO专业人员应结合临床症状和体征、全面体格检查、血液分析、血生化分析、床边胸片等常规手段综合考虑。对于插管部位众多,外科创面较大或多处,ECMO支持时间接近 7～10 d,临床表现有低热寒战症状,实验室检查发现白细胞计数和分类动态增高患者,应高度怀疑有血行感染并应及时处理。

ECMO支持过程中是否需要每天常规进行血培养还存在争议[2-4]。但考虑我国 ECMO技术刚刚起步,整个社会抗生素滥用问题尚未根本解决,院内感染风险相对较高。作者主张还是需要坚持每天进行血培养,以积累更多的经验和证据。有关 ECMO血行感染的防控措施,除了预防性抗生素应用,Brown等[11]研究发现,一些基础措施会有助于降低 ECMO相关血行感染发生率。具体包括:所有 ICU医护人员进行再教育,严格执行在对患者周围任何操作前,使用免洗手消毒液消毒等基本感染防控措施;护理人员应用“无接触”式方法给患者加药。血制品输液器每 4 h更换;将 ECMO管路上自由开放三通管换成闭式单向三通,避免任何情况下血液与空气的直接接触;在无菌条件下预先预充好 ECMO管路备用,尽可能避免紧急 ECMO预充,降低在紧急情况下预充液污染可能;心外科术后 ECMO支持由开胸插管变为经颈部血管或股血管插管。其结果是降低了ECMO相关血行感染发生率。该研究为我们的工作提供了感染质控范例。

由于病例数有限,我们未能就 ECMO支持过程中的血行感染进行更深入的分析和统计。这也正暴露出国内目前尚无一个多中心 ECMO技术数据库,不能将单中心较少的病例集中起来进行分析的缺憾。从已有的资料和国际文献复习我们已经可以发现,ECMO支持过程中感染并发症仍然是 ECMO严重并发症之一。特别是血行感染,能进一步危及已经处于危重状态患者的生命。尽可能做好感染的防控措施,有助于降低 ECMO并发症对患者生存的威胁,而更有机会等待患者原发基础病因造成病理生理改变的恢复。我们也应从中清醒的认识到,ECMO技术管理体系本身也是一个非常注重细节的管理体系。建立我国自己的多中心 ECMO数据库,顺利与ELSO数据库接轨,已经是 ECMO临床研究目前需要解决的问题。

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