体外膜氧合辅助发生急性肾损伤的危险因素分析

熊文芳，姚 岚，王 辉，韩钱鹏，蒋沁娟

体外膜氧合（extracorporeal membrane oxygenation,ECMO）作为机械辅助技术，是一种有效的高级生命支持治疗手段，通过保障全身有效血供，快速改善呼吸循环衰竭患者的低氧血症、失代偿期心功能不全和循环状态，为危急重症患者的抢救、复苏赢取宝贵时间。然而，许多并发症可能会影响ECMO 治疗患者的潜在益处，急性肾损伤（acute kidney injury, AKI）作为最常见并发症，发病率高达70%～85%[1]，且使患者的死亡率增加至80%[2]。因此，确定ECMO 患者AKI 发生的高危因素并降低其死亡率是非常重要的。本回顾性队列研究，探索因呼吸循环衰竭接受ECMO 支持的患者中AKI 的发生率以及危险因素。

1 材料和方法

1.1研究对象 本研究通过病历系统回顾性收集2015 年11 月至2024 年1 月在中国湖南省岳阳市中心医院收治的接受ECMO体外生命支持的31 名患者，依据2012 年改善全球肾脏疾病预后组织提出的AKI 临床实践指南分为非AKI 组和AKI 组。研究经岳阳市中心医院医学伦理委员会批准（批号：2021-031），由参与研究的患者或其法定监护人签署知情同意参与研究。入选标准：①2015年11 月至2024 年1 月收治 ICU 进行了ECMO 治疗的所有患者；②年龄大于12 岁；③无抗凝禁忌；④有完整的临床资料。排除标准：既往有肾功能不全病史，肾后性少尿（上尿路梗阻而使肾小球囊内压增高、尿液生成或引流受阻时造成肾功能衰竭）；ECMO 辅助时间 ＜ 48 h。AKI 定义和分期标准：符合以下情况之一者即可被诊断为AKI：48 h 内肌酐（creatinine, Cr）升高超过26.5 μmol/L（0.3 mg/dl）；Cr 升高超过基线1.5 倍，且是已知或推测7 d 内发生；尿量 ＜ 0.5 ml/（kg·h），且持续6 h 以上。分期标准见表1。

表1 2012 年改善全球肾脏疾病预后组织急性肾损伤分期标准

1.2研究方法

1.2.1收集临床资料 收集ECMO 开始前24 h 内的生理和实验室数据以及记录的临床参数，表1为人口统计学和临床特征相关数据，表2 为实验室指标，表3 为ECMO 治疗相关参数设置及治疗情况。其中ECMO 治疗期间液体正平衡累计天数以开始ECMO 成功转机为起始时间点记录每24 h液体的总入量与总出量，总入量大于总出量为正平衡，累积记录正平衡天数。

表2 体外生命支持患者人口统计学和临床特征

1.2.2ECMO 的建立 采用静脉-动脉（venoarterial, V-A）模式或静脉-静脉（veno-venous,V-V）模式，V-A 模式置管部位为股静脉、股动脉，V-V 模式置管位置为股静脉、颈静脉。其中11 例患者采用V-V 模式，20 例患者采用V-A 模式。动脉插管型号选用15 ～21 F，静脉插管型选用15 ～21 F。ECMO 起始流量为40 ～100 ml/（kg·min），平均动脉压 ＞ 55 mmHg。穿刺置管阶段给予负荷剂量50 IU/kg 肝素钠注射，并监测活化凝血时间在200 ～220 s 时转机。呼吸机辅助通气，调整最佳呼气末正压，平台压力 ＜ 30 cmH2O，目标指脉氧饱和度为 ＞ 88%，动脉氧分压（PaO2） 为80 ～160 mmHg，动脉二氧化碳分压（PaCO2）为5 ～50 mmHg。

1.2.3ECMO 的管理 整个ECMO 治疗过程种使用肝素抗凝，此外需每3 ～6 h 监测一次活化凝血时间及活化部分凝血活酶时间，目标值分别为160 ～200 s 和60 ～80 s。V-A 模式中ECMO 血流量2～4 L/min ，气流量/血流量约为1 ∶1，以平均动脉压≥65 mm Hg、中心静脉血氧饱和度 ＞ 65% 为目标，可调节ECMO 流量或增加正性肌力药物用量使上述指标达标。V-V 模式下通过调节ECMO 氧浓度和/或血流量来调节氧合，可增加气流量来调节CO2潴留。

1.3统计分析 所有研究数据采用SPSS 26.0 软件进行分析。正态分布和非正态分布的连续变量分别表示为平均值正负标准差（x±SD ）、频数（%）、中位数和四分位数[Q（Q1，Q3）]。当数据呈正态分布时，使用独立t 检验比较了连续变量的均值，否则使用Mann-Whitney U -test。分类变量以数字表示，使用 χ2 检验比较无序分类变量的比例，采用单变量和多变量logistic 回归模型探讨ECMO 急性肾功能衰竭的危险因素。P＜ 0.05的两侧α 被认为具有统计学意义。

2 结果

2.1ECMO 患者AKI 发生情况 本研究纳入了31 名因严重呼吸循环衰竭而接受ECMO 植入的患者，其中发生AKI 患者16 例（51.6%）。V-A ECMO 患者共20 例，有11 名患者（55%）出现AKI；V-V ECMO 患者共11 例，有5 名患者（45.5%）出现 AKI。

2.2ECMO 患者一般情况 基线人口统计学指标见表2。原发病统计显示，共7 例患者因大面积心肌梗死需行ECMO 治疗，其中6 例患者发生AKI（85.7%）。其他指标在两组之间均未见显著差异（P＞ 0.05）。

2.3非AKI 组与AKI 组实验室指标比较 将两组ECMO 治疗前实验室数据进行比较，结果显示，AKI 组红细胞压积（hemalocrit, HCT）高于非AKI组（P＜ 0.05）；其他指标在两组之间均未见显著差异（P＞ 0.05）。见表3。

2.4非AKI 组与AKI 组ECMO 治疗情况比较 非AKI 组ECMO 初始流量显著低于AKI 组，AKI 组液体累积正平衡天数显著高于非AKI 组（P＜ 0.05）。其他各项指标在ECMO 治疗后均未见显著差异（P＞ 0.05）。见表4。

表4 非急性肾损伤组与急性肾损伤组体外膜氧合治疗情况比较

2.5ECMO 相关AKI 危险因素的多因素 logistic回归分析 根据单因素分析的变量(P＜ 0.05)被纳入多因素分析的logistic 回归，大面积心肌梗死起病、HCT、ECMO 初始流量、液体正平衡累积天数为自变量，有无AKI 为因变量，结果发现高HCT、ECMO 期间液体累积正平衡天数是AKI 的危险因素。见表5。

表5 非急性肾损伤组与急性肾损伤组体外膜氧合危险因素回归分析

3 讨论

ECMO 被认为是一种可为病情危重患者循环和／或呼吸衰竭提供生命支持的高级技术[3]。然而ECMO 治疗期间并发症的发生情况严重影响患者预后及生存率，如AKI、消化道出血、血栓形成和医院感染等[2-4]。其中AKI 发生率8%～85%不等[1,5-8]，在本研究中高达51.6%。目前，关于ECMO 治疗期间AKI 发生的危险因素相关研究相对较少。本研究发现，ECMO 治疗前具有高HCT的患者更容易发生AKI，这一结果再次验证了Kevin Pilarczyk 等人的研究发现[2]。此外本研究还发现，在ECMO 治疗期间累计液体正平衡天数越长患者越可能出现AKI。

循环呼吸衰竭患者早期治疗往往需要大量液体以维持组织灌注以达到液体复苏目的[9]，对于AKI 而言液体复苏同样被认作是一种预防措施，保证充分的血容量是改善肾脏灌注的重要手段[10-11]。但随着液体复苏的时间延长，显示出液体负荷与更高的死亡率相关[12-13]。Matthieu Schmidt 等人发现ECMO 第3 天液体正平衡的患者90 d 死亡率更高，是死亡率的独立预测指标，并建议启动ECMO 48 h 后需要谨慎补液，采取积极主动的策略来尽快减少液体超负荷[14]。Jun Hee Lee 等人则发现ECMO 第3 天液体超负荷的患者28 d 死亡率显著增加[15]。此外，液体正平衡可作为急性肾损伤的早期预测指标[16]，可见液体管理是预防和治疗AKI 的关键组成部分。但在日常实践中，ICU的液体管理在很大程度上是经验性的，且液体管理多以患者实际病情变化情况为基础，需要从多方面全面综合评估。早期积极液体复苏后期液体限制是治疗中理想状态，但患者病情变化是波动的，无法严格按照上述方法进行，且并非所有患者在早期需进行液体复苏。而本研究发现，在整个ECMO 治疗期间累积液体正平衡天数在判断AKI 发生率中具有一定作用，这丰富了ECMO 治疗期间AKI 预测的风险评估体系，可对AKI 的发生进行更全面评估。

本研究依然存在部分局限性，这是一项单中心研究，它的观察设计无法建立液体累计正平衡天数和AKI 之间的因果关系。尽管本研究结果显示AKI 组中液体正平衡累计天数较长，但这也可能是AKI 后尿量排出减少所致。另一个局限是缺乏关于在AKI 组和非AKI 组中使用利尿剂的数据。

综上所述，ECMO 治疗期间并发AKI 的主要危险因素有HCT 以及治疗期间液体正平衡累计天数，应针对上述危险情况进行更加积极的干预措施，以降低AKI 的发生率。