静脉-动脉体外膜氧合在心源性休克中的研究进展

周刚 吴辉 刘滴 李云曌

心源性休克(CS)是由多种因素引起心脏功能极度减退，导致心输出量显著减少和严重急性循环衰竭的综合征，主要表现为持续性低血压和器官组织灌注不足[1]。CS患者的住院死亡率为48.3%，出院1年死亡率高达58.1%[2]。目前休克管理的主要原则是去除休克的潜在原因，稳定血流动力学以及改善组织低灌注[3]。静脉-动脉体外膜氧合(VA-ECMO)也称为体外生命支持系统，是一种替代患者心肺功能的临时性机械循环支持和体外气体交换措施。VA-ECMO能为CS患者提供有效的体外循环支持，促进心肺功能恢复，有效预防因灌注不足引起的器官功能衰竭，显著降低死亡率。VA-ECMO回路由静脉套管、泵、氧合器和动脉套管组成。闭合的VA-ECMO回路通过静脉套管从静脉系统中抽出未氧合的血液，将血液泵入氧合器并在其中进行气体交换，最后通过动脉套管将血液送回动脉循环。

1 VA-ECMO在CS中的临床疗效

VA-ECMO能够明显改善CS患者的临床预后。Sheu等[4]观察2 570例接受急诊经皮冠状动脉介入术(PCI)的急性ST段抬高型心肌梗死(STEMI)合并CS的患者，发现与未接受VA-ECMO治疗的患者相比，接受VA-ECMO治疗的患者30 d死亡率显著降低(39.1%对72%)，VA-ECMO具有重要的生命支持作用，有助于提高患者短期生存率。Ouweneel等[5]的荟萃分析纳入了13篇相关研究，结果显示在心脏骤停的情况下，与未接受VA-ECMO组相比，VA-ECMO组患者的30 d存活率提高了13%。对于CS患者，单独使用VA-ECMO组30 d存活率比单独使用主动脉内气囊泵(IABP)组高33%。经常规药物治疗无效的难治性CS患者住院死亡率达50%～60%[6]，而VA-ECMO可能是有效降低CS死亡率的措施，已获美国心脏学会和欧洲心脏学会指南推荐[7-8]。

2 接受VA-ECMO治疗后CS患者的死亡风险评估

目前尚没有被循证指南广泛认可的VA-ECMO的适应证。决定患者是否采取VA-ECMO治疗，需要ECMO团队根据患者的临床情况、生存预期及医疗机构能力进行充分讨论，对成功的可能性进行初步评估。Schmidt等[9]分析3 846例接受VA-ECMO治疗的CS患者的治疗结果，确定了年龄、体质量、CS的病因、器官衰竭、ECMO治疗开始前的插管时间等13项变量为评估接受VA-ECMO治疗的CS患者住院生存的预后因素，并建立了相应的预后评分表用于预测CS患者接受VA-ECMO支持后的死亡风险，命名为接受VA-ECMO治疗后存活率评分表(SAVE-score)。该评分表分为5个风险类别，第Ⅰ类SAVE-score≥5分，第Ⅱ类SAVE-score 1～5分，第Ⅲ类SAVE-score-4～0分，第Ⅳ类SAVE-score-9～-5分，第Ⅴ类SAVE-score≤-10分，对应的生存率分别为75%、58%、42%、30%、18%。SAVE-score分数为0时生存率约为50%，分数高则表示生存率高。这是第一个基于需要接受VA-ECMO治疗的急性顽固性CS患者的死亡率预测模型。SAVE-score可以为预测这些患者的生存期提供有效的指导。其他风险评分表还有PRESERVE评分[10]和单纯性心脏ECMO评分[11]，这些风险表只有微小的差别。CS患者存在住院死亡率高、ECMO治疗费用昂贵和其他相关伦理问题，采用VA-ECMO治疗需要仔细考虑上述所有因素。

3 VA-ECMO治疗相关并发症及管理

3.1 左心室减压

VA-ECMO引流静脉血，降低右心室前负荷，而向主动脉内提供逆向血流会导致左心室后负荷增加，在射血分数显著降低的患者中，左心室不能将足够的血液泵出，且有效动脉弹性增加可导致左室舒张末期压力增加，从而引起心内膜下心肌缺血等不良结局[12-13]。VA-ECMO可能导致室壁张力和氧耗量增加，阻碍心室功能的恢复，且左心室压力负荷增加会导致左心室扩张，进而引起左心房压力升高和急性肺水肿，对患者的远期预后产生不良影响。识别VA-ECMO支持期间患者左心室扩张和肺水肿的方法是监测肺毛细血管楔压[14]。一旦发现左心室扩张或肺水肿，就应该采取某种形式的左心室减压策略，如应用强心剂、血管舒张剂、联合主动脉瓣内球囊反搏泵(IABP)，行房间隔造口术、经皮左心室减压术或经胸左心室减压术，联合Impella、TandemHeart等[15]。其中最常用的方式为联合IABP，VA-ECMO联合IABP支持可以有效降低左心室压力负荷和肺动脉压[16-17]。VA-ECMO联合IABP与单用VA-ECMO相比可显著降低28 d死亡率(48.4%对58.2%)和住院死亡率(55.9%对64.5%)[18]。Pappalardo等[19]发现VA-ECMO联用Impella与单用VA-ECMO相比，住院患者的死亡率显著下降(47%对80%)。目前，还没有随机对照试验来确定降低左心室压力负荷和肺动脉压的最佳策略，因此在患者进行VA-ECMO治疗期间采用何种左心室减压策略是最安全有效的，仍需行进一步研究。

3.2 神经系统并发症

约4%使用VA-ECMO的患者出现缺血性或出血性脑血管事件。卒中发生的概率与插管的技术、方式及VA-ECMO使用的适应证相关。缺血性卒中最常见于体外心肺复苏(ECPR)患者，成功复苏的患者中有7%发生缺血性卒中[20]。经颈动脉插管发生缺血性卒中的风险是经股动脉插管的3倍[21]。VA-ECMO治疗过程中发生缺血性脑血管事件的患者存活率为1/4，而发生出血性脑血管事件的患者存活率为1/10，且通常伴有神经功能障碍[22]。脑电图监测中早期严重背景异常以及持续脑电图监测中缺乏睡眠瞬变与接受VA-ECMO治疗患者的预后有关，提示脑电图可用于预测这类患者神经系统预后[23]。在接受VA-ECMO治疗的患者中，脑组织近红外光谱监测的低氧与急性脑损伤及其死亡率相关[24]。脑组织近红外光谱监测结果可能成为接受VA-ECMO治疗患者脑组织损伤的重要判断指标。

3.3 肢体缺血

肢体缺血是VA-ECMO治疗的常见并发症，主要发生于外周VA-ECMO置管的患者。约16.9%的VA-ECMO置管后患者会发生肢体缺血，其中10.3%的患者由于骨筋膜室综合征需要行骨筋膜切开术，4.7%的患者需要截肢[25]。预防性顺行灌注导管可以降低该并发症的发生率。Lamb等[26]的研究显示，预防性放置远端灌注导管的55例患者未出现肢体缺血，而36例未使用远端灌注导管的患者有12例发生了肢体缺血。Juo等[27]的一项荟萃分析发现远端灌注导管的相对风险比为0.41，因此推荐使用远端灌注导管预防肢体缺血。应严密监测筋膜室压和多普勒超声检查结果，如果筋膜室压>20 mmHg，通常需要切开筋膜。肌酸激酶和乳酸升高通常是肢体缺血的晚期阶段，值得密切关注。

4 多学科的专业ECMO团队

成立多学科ECMO团队可以显著降低接受ECMO治疗的急性心肌梗死(AMI)患者住院死亡率和相关并发症风险。近期的一项研究比较了255例接受VA-ECMO治疗的AMI患者，分为未成立ECMO团队组(n=131)和成立ECMO团队组(n=124)，发现成立多学科ECMO团队可有效降低AMI患者的住院死亡率(33.9%对54.2%，P=0.002)和心脏重症监护病房死亡率(30.6%对51.9%，P=0.01)。在6个月的随访中发现，成立ECMO团队可有效降低患者的全因死亡率(35.2%对58.3%，P<0.001)，因心力衰竭(心衰)再入院风险(6.4%对28.2%，P=0.003)以及其他并发症(如大出血、血管并发症、感染)[28]。多学科ECMO团队能够改善临床结果的原因是多因素的。体外生命支持组织指南建议，ECMO团队成员应包括经认证的重症监护医生和护士、重症心血管医生、胸外科或血管外科医生、心脏和重症监护麻醉师、药剂师、营养学家和具有ECMO治疗培训经验的其他专家[29]。多学科团队小组能使接受ECMO治疗的危重CS患者得到系统的护理和适宜的治疗。此外，多学科ECMO团队小组成立后，可以优化医疗机构启动ECMO治疗的时间从而减少缺血时间[28]。对10 000多例接受VA-ECMO治疗的CS患者进行分析，发现在每年VA-ECMO治疗数量较少的医院中，接受VA-ECMO治疗的患者30 d住院死亡率和并发症发生率更高[30]。由此推断多学科ECMO团队的建立可能是进一步改善CS患者死亡率的有效策略。

5 VA-ECMO的新应用

5.1 大面积肺栓塞

部分患者会出现严重的右心衰、低氧血症和血流动力学不稳定。而VA-ECMO可降低右心室负荷，改善血流动力学，恢复组织氧合[31]。然而，单独应用VA-ECMO治疗还是与手术或介入取栓治疗联合应用仍然存在争议，需多中心大型随机对照试验评估相应临床获益。

5.2 脓毒症相关心肌病

近期一项研究表明，VA-ECMO可能会使严重感染性休克并发难治性心衰患者明显获益[32]。然而还需要更大规模的研究明确在感染性休克合并凝血功能障碍的患者中，VA-ECMO的益处是否超过其带来的风险。

5.3 高风险侵入操作的循环支持

在一部分急性心衰患者中，某些侵入性操作对于患者病情的改善是必需的，但是风险也很高。有研究表明VA-ECMO可用于这些操作的循环支持。在一项纳入106例心源性休克患者的研究中，PCI术前或术中使用VA-ECMO的患者30 d生存率明显优于 PCI 术后使用者[33]。

5.4 心脏骤停

VA-ECMO用于心脏骤停期间的循环支持为ECPR。在一项倾向性匹配回顾性研究中，对比了心脏骤停患者接受ECPR(n=80)和传统心肺复苏(CPR)(n=80)的预后和长期神经功能恢复情况，结果显示两组出院生存率没有明显差异，但是经匹配配对分层后的比例风险回归分析表明，ECPR组神经功能的恢复好于传统CPR组[34]。

6 总结

目前多项研究表明VA-ECMO治疗能够降低CS患者的死亡率，改善临床预后。但研究多为回顾性研究，缺乏多中心大型随机对照试验，不能排除混杂因素的影响以及VA-ECMO治疗是否可使CS患者获益。此外，VA-ECMO的诸多严重并发症也是其在临床应用中所面临的挑战，对于并发症及其防治策略应当进一步深入研究。ECMO治疗成本高昂，对于是否行VA-ECMO治疗需综合考虑，谨慎对待。仔细评估患者、建立经验丰富的ECMO团队和确定最佳患者管理策略可以进一步提高VA-ECMO治疗CS的效果。