体外膜肺氧合治疗儿童重症心肌炎的研究进展

张军综述，陈良审校

综述

体外膜肺氧合治疗儿童重症心肌炎的研究进展

张军综述，陈良审校

心肌炎为儿童常见的后天性心脏病之一，大多数临床症状轻微，预后良好。少数患儿为重症心肌炎，起病急骤，病情发展迅速，表现为严重慢性心力衰竭、难治性心律失常、心脏骤停等临床症状，其死亡率很高，而传统药物治疗效果欠佳。体外膜肺氧合（extracorporeal membrane oxygenation, ECMO）是体外循环技术的发展与延伸，其原理是将体内的血液引出体外，经特殊材质的人工心肺旁路氧合后注入患者动脉或静脉系统，起到部分心肺替代作用，以维持人体脏器组织足够的氧合血供。对于传统药物治疗效果不佳的重症心肌炎患儿，ECMO治疗可提供心脏和（或）肺脏功能支持，同时也为自身心脏恢复或心脏移植提供时间，在治疗重症心肌炎方面具有独特的优势。

综述；体外膜肺氧合；心肌炎

心肌炎是心肌局限性或弥漫性的急性或慢性炎症，多为病毒感染性疾病，心肌炎的发生还可能有免疫机制异常参与其中[1]，成人和儿童均可发病。儿童心肌炎临床症状差异性较大，诊断存在一定困难，目前国际上无统一标准。临床诊断主要是结合患儿症状、病原学检验及其他辅助检查（心电图、超声心动图等），尽管心内膜心肌组织的活检是心肌炎确诊的金标准，但临床很少采用。儿童心肌炎临床表现各异，根据病情严重程度可分为轻型、中型和重型三种类型，其中重型心肌炎的心肌细胞病变广泛而严重，多为弥漫性心肌纤维水肿、变性、坏死，临床表现为暴发型即往往在发病后24 h内出现顽固性心律失常、急性心力衰竭，心原性休克[2,3]，疾病发展迅速，死亡率高达50%以上[4]，此时心血管药物及呼吸机等传统治疗效果欠佳，可考虑使用机械循环支持（mechanical circulatory support，MCS）治疗。目前常用的MCS包括体外膜肺氧合（extracorporeal membrane oxygenation,ECMO）、心室辅助装置（ventricular assist device, VAD）、主动脉内球囊反搏（intra-aortic balloon pump, IABP）等。随着ECMO的不断发展，ECMO治疗儿童重症心肌炎取得了很大的进展。

ECMO是体外循环（extracorporeal circulation, ECC）技术范围的扩大和延伸，它是将患者血液从体内引到体外，经膜式氧合器氧合后，再用泵将血泵入体内，可进行长时间心肺支持，是治疗难治性心/肺功能衰竭的有效手段。ECMO包括三个类型，静脉-动脉模式（V-A ECMO），静脉-静脉模式（V-V ECMO），动脉-静脉模式（A-V ECMO）；其实第三种即为体外二氧化碳清除（extracorporeal carbon dioxide removal,ECCO2R）[5]。V-V ECMO仅提供呼吸功能支持，适用于无心功能不全的呼吸衰竭患者；V-A ECMO可同时提供呼吸和循环功能支持，所以治疗儿童难治性、顽固性重症心肌炎时选用V-A ECMO[6]。V-A ECMO通过大静脉或右心房将患儿体内的未氧合血引流至膜式氧合器，然后将氧合血经大动脉泵入患者体内，保证机体血供，使心肺得到充分休息，为心肺功能的恢复赢得宝贵时间。对于新生儿或体重＜25 kg的儿童，常采用颈动脉-颈静脉插管；体重＞25 kg儿童可选用股动脉-股静脉插管。动静脉管插好后可开始低流量转机，逐渐增加至目标流量：新生儿100～150 ml/（kg·min），儿童80～100 ml/（kg·min），并根据患儿血压、氧饱和度适当调整流量[5]。

早在上个世纪，有学者报道了ECMO治疗病毒性心肌炎的病例[7,8]，从此该领域的相关报道越来越多。大量数据显示VA-ECMO是治疗重症心肌炎非常有效的措施（ⅠB类证据）[6,9,10]。全球体外生命支持组织（ELSO）的统计数据表明，此类患者的ECMO的生存率可达71%，不同国家和地区之间存在一定差别。

1 ECMO和VAD治疗儿童心肌炎的对比

在机械辅助治疗儿童心肌炎方面，ECMO和VAD均可以改善患儿预后[5,11]，两者孰优孰劣，不同的研究的结论略有不同。目前一般认为ECMO具有独特的优势：首先，急性重症心肌炎患儿常常双心室受累，因此在右心功能不能精确估测的情况下，ECMO是比较合理的选择；其次，急性心肌炎患儿多在2周内恢复，短期支持正是ECMO的优势所在，而且ECMO较VAD容易撤机，ECMO也随时可改为VAD[5]；第三，ECMO费用相对较低，而VAD因其操作复杂性和费用偏高不是治疗心肌炎的首选[12]。即使是在IABP治疗无效的严重休克患儿，机械辅助支持首选ECMO，而不是VAD[13]。值得注意的是，当ECMO治疗超过14天时，因并发症逐渐增加等原因，根据病情可及时转换VAD治疗。总之，ECMO因操作简便、快捷、费用相对低廉等特点，被认为是机械辅助治疗急性重度心肌炎的首选[14]。然而也有学者研究显示VAD治疗的生存率略高：Wilmot等[15]研究者分析了德克萨斯儿童医院2001年至2009年的心肌炎患儿，共有16例心肌炎患儿接受ECMO和（或）VAD治疗。其中6例接受ECMO治疗，10例接受VAD治疗，ECMO和VAD治疗组生存率分别为67%和80%。

综合目前研究数据，对于机械辅助支持时间较短的患儿，ECMO无疑是首选，但当预计时间较长，建议使用VAD[16]；当ECMO辅助时间长而又不存在脱机指征时，也可考虑转换VAD治疗，其技术还需要进一步研究和完善。VAD还有一个优点是患者可以下床活动甚至可以带机器出院。

2 ECMO治疗心肌炎的适应证

及时ECMO辅助支持是成功治疗重症心肌炎的关键，而ECMO治疗重症心肌炎的最佳时机有时很难确定[17]。目前普遍认为，应根据患儿临床表现及重要器官的功能尽早决定是否行ECMO治疗，而无需等待所谓“必要的”检查结果，因为重症心肌炎的病情和血流动力学变化比较快，最佳时机往往稍纵即逝，片面强调检验结果有可能会错过最佳时机。传统治疗无效且并发症的可逆性是ECMO支持治疗重症心肌炎的主要依据，如药物难以治疗的心功能衰竭，心原性休克，顽固性心律失常[18]等。具体指标包括：心排指数＜2 L/（m2·min），代谢性酸中毒（BE＞-5 mmol/L）低血压[新生儿平均动脉压＜40 mmHg（1 mmHg=0.133 kPa），婴幼儿 ＜50 mmHg，儿童＜60 mmHg]等上述指标持续3 h以上，少尿（＜0.5 ml/（kg·h）6 h以上，应用大剂量正性肌力药物等。应当注意的是这部分患者往往需要较高的辅助流量，辅助刚开始心脏功能比较差，易出现左心室运动减弱或者心室膨胀，需要定期做心脏超声及时了解心脏功能[5]。

尽管ECMO辅助治疗可明显减少恶性心律失常（如完全性房室传导阻滞、心室颤动等）和其他脏器不可逆损伤的发生率[18,19]，提高生存率，但当发生了心脏骤停则提示ECMO治疗效果差[9]。选择ECMO治疗还必须考虑患者是否存在禁忌证：不可恢复的中枢性神经系统疾病（包括严重的颅内出血）、凝血功能障碍、免疫抑制性疾患、多器官功能衰竭等[5]。但随着EMCO的相关材料技术的发展及管理策略的提高，ECMO的适应证在不断拓宽[20-22]。

3 ECMO撤机与辅助时间

对于病情逐渐好转的患儿，当机械通气达到吸入氧浓度（FiO2）＜50%，最大吸气压（PIP）＜30 cmH2O，呼气末正压（PEEP）＜8 cmH2O，血气指标满意，可逐渐降低膜肺氧浓度和辅助流量（＜1 L/min），当流量降至正常流量的10%～25%后，仍能维持血流动力学稳定可考虑停机。

不同的研究中ECMO辅助时间略有不同，大部分为1周左右[1,10,23]，但有时脱机时机和使用ECMO时机一样很难把握，特别是持续10天以上心脏功能未明显变化的患者，决定何时停机确实比较困难，因判断治疗是否有效，重要器官是否出现“不可逆损伤”有时很难确定[5]，所以ECMO可安全辅助多长时间一直是讨论的热点。正如Duncan等[24]所说“我们应该采取一切必要的、合适的治疗措施使患者脏器恢复自主功能”。大部分学者认为对于那些能耐受ECMO的患儿至少要治疗10～12天，为心脏自身恢复提供足够的时间[10]。

相关研究及ELSO数据提示ECMO辅助治疗超过14天，患儿生存率明显下降，当大于28天时，死亡率高达87%左右，并发症发生率也增高[16,25]。但在ECMO支持最长为21天的病例报道中，并没有发生神经系统、肝肾并发症[9]，也提醒我们ECMO辅助时间选择更重要的是结合患者实际病情综合考虑。

4 ECMO治疗的并发症和预后

从目前研究看，ECMO治疗常见的并发症有肾功能不全、神经系统并发症（包括脑出血和脑梗死）、感染、下肢神经损伤或轻偏瘫等[1,6,10,14,,26]。通过早期发现，早期治疗，加强护理等措施，大部分并发症可得到明显改善或缓解。出现严重并发症提示预后欠佳，如肾功能不全中的透析治疗可使死亡率从45%上升至77%，透析是增加ECMO治疗死亡率的危险因素（P=0.0069）[14]。

在长期随访的相关研究中均提示ECMO治疗心肌炎预后良好[1,5,14]。影响患者生存率的三大因素为ECMO治疗的医院、是否透析和肌钙蛋白Ⅰ水平（TnI）。然而需要指出的是，ECMO治疗前TnI的水平对预后影响不大，而ECMO治疗后48 h内TnI的下降的程度则是影响患者预后的重要因素。早期心肺复苏并不增加ECMO治疗后的风险，提示只要采取合适、积极的治疗措施，早期的心肌损伤可能不影响患者心肌的恢复和患者预后。即使经过高级机械辅助之后，暴发性心肌炎的死亡率仍然比较高（36%）；在存活的患者中绝大多数无需心脏移植，生活质量无明显影响。

除单中心的研究外，大样本多中心的相关研究进一步分析了影响ECMO预后的危险因素。根据多中心注册的ELSO数据库，ECMO治疗心肌炎的24例新生儿（出生＜15天），ECMO治疗支持时间为11天（7～15天），平均体重为3 kg（2.1～4.5 kg）。ECMO治疗期间并发症越多的患儿死亡率越高，且大部分存在多器官功能衰竭，其中肾功能衰竭发生率最高。进一步分析发现，除FiO2外，ECMO持续的时间、插管直径的大小、4 h和24 h时的辅助流量、ECMO参数等并不影响患者生存率；所以治疗期间多脏器功能的保护，特别是肾脏的保护是重中之重，当出现了多脏器功能衰竭时应综合判断患者病情，权衡利弊决定是否继续ECMO的支持治疗；但这并不意味着ECMO持续时间对患儿没有影响，毕竟此研究中大部分患儿治疗时间较短。在一项ECMO长期治疗（＞14天）心肌炎的研究中[27]，ECMO支持的时间划分为三个等级：14～20.9天，21～27.9天，＞28天，其生存率分别为25%、23%和13%，前两组之间未见统计学差异。引起患儿死亡的危险因素为年龄、体重、ECMO支持时间和并发症。

5 展望

ECMO为患儿提供有效的心肺功能支持，为自身心脏恢复或心脏移植赢得宝贵时间，与心室辅助装置相比，具有创伤小，操作简便、花费较少等优点，是治疗急性重症心肌炎的有效措施[28]。ELSO注册的相关数据表明ECMO治疗心肌炎两组年龄段（1～12个月、1～16岁）患儿生存率分别为66%和68%[10]，但不同国家、地区之间仍存在较大差别[8,10,17]。在治疗儿童重症心肌炎时，应抓住时机，尽早进行ECMO辅助，同时ECMO治疗最佳时机以及不同类型心肌炎的管理经验需要更多的临床实践去积累，随着ECMO材料技术改进和管理策略的不断完善，我们深信ECMO在儿童重症心肌炎的治疗中将发挥更大的作用[29-31]。

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2016-11-26）

（编辑：许菁）

301700 天津市，天津市武清区中医医院 心内科CCU（张军）；首都医科大学附属北京天坛医院 麻醉科（陈良）

张军 副主任医师 学士 主要从事冠心病研究 Email：qadvip@sina.com 通讯作者：陈良 Email：51210516@qq.com

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1000-3614（2017）11-1128-03

10.3969/j.issn.1000-3614.2017.11.023