體外膜肺氧合在肺移植圍術(shù)期的應(yīng)用進(jìn)展

王凱（天津市第一中心醫(yī)院器官移植中心，天津 300192）

體外膜肺氧合（ECMO）作為一種重要的臨時生命支持技術(shù)，主要應(yīng)用于傳統(tǒng)療法無法治療的危重心、肺功能衰竭患者，可以等待器官本身的功能恢復(fù)，或者作為心臟移植、肺移植的過渡療法［1］。ECMO可以通過靜脈-動脈途徑來治療心源性休克，主要見于心臟手術(shù)后、心臟移植以及其他原因（心肌炎、急性心肌梗死等）導(dǎo)致的重癥心功能衰竭；而靜脈-靜脈途徑（V-V通路）的ECMO主要用于搶救呼吸衰竭的患者， 包括急性呼吸窘迫綜合征（ARDS）、肺炎、創(chuàng)傷以及肺移植導(dǎo)致的原發(fā)性移植物功能障礙，使機體在脫離或部分脫離自身肺的情況下能夠進(jìn)行氣體交換， 暫時替代肺的部分功能或減輕肺的負(fù)荷，獲得一定時間等待肺臟或移植肺功能上的恢復(fù)［2-4］。近年來，ECMO越來越多應(yīng)用于肺移植圍術(shù)期包括術(shù)前危重患者維持治療、術(shù)中和術(shù)后循環(huán)輔助治療等，提高手術(shù)成功率。

1 ECMO的發(fā)展現(xiàn)狀

動脈氧合和灌注技術(shù)在1953年5月首次成功地應(yīng)用于體外循環(huán)心臟手術(shù)。1956年，氣體交換膜的研發(fā)成功使ECMO長時間氧合成為可能。1971年，Hill等［5］首次成功運用ECMO技術(shù)搶救了1例因多發(fā)傷導(dǎo)致成人ARDS的年輕患者，成為世界上首例運用ECMO技術(shù)搶救成功的成人呼吸衰竭案例。1975年ECMO成功地用于治療新生兒呼吸衰竭［6］。1978年，Nelems等［7］首次將ECMO應(yīng)用于肺移植手術(shù)。1985年雙腔管的運用推廣了該項技術(shù)，早期應(yīng)用ECMO治療的呼吸衰竭患兒獲得了較好的臨床效果，其生存率為80%以上，ECMO對新生兒的療效優(yōu)于成人，對呼吸功能衰竭的療效優(yōu)于心臟功能衰竭［8］。ECMO技術(shù)要求高，包括插管技術(shù)、體外管徑的選擇、機械通氣向ECMO的過渡、最小的肝素化、最理想的氧供、血液超濾技術(shù)的應(yīng)用、維持體液平衡及營養(yǎng)供給等，同時在治療中患者可保持清醒及進(jìn)食，維持良好的營養(yǎng)狀態(tài)，ECMO裝置由電池驅(qū)動，便于院外危重病例的運轉(zhuǎn)。在一些較大的醫(yī)療中心已經(jīng)將ECMO裝置定為救護(hù)車基本配置，使ECMO更好地發(fā)揮急救功能。

2 體外膜肺在肺移植術(shù)前的過渡支持作用

隨著肺移植技術(shù)的成熟，患者的存活率已得到大幅度提高。然而，由于供體短缺，而且肺移植患者多為終末期肺病，許多患者在等待肺移植的過程中死亡，其中特發(fā)性肺間質(zhì)纖維化患者的等待病死率最高，可能與疾病本身的特征有關(guān)。在等待移植過程中，患者出現(xiàn)肺感染、肺動脈高壓、右心衰等情況導(dǎo)致呼吸功能衰竭、血壓下降隨時可能死亡，而傳統(tǒng)的藥物與呼吸機支持均難以有效維持，此時可應(yīng)用ECMO作為等待肺移植的過渡治療措施。Broom等［9］報道了1例進(jìn)行性惡化肺泡炎患者行ECMO轉(zhuǎn)流52天后行肺移植，術(shù)后患者順利脫離ECMO輔助康復(fù)出院。Hsu等［10］報道了1例終末期系統(tǒng)紅斑狼瘡患者ECMO轉(zhuǎn)流15天后行肺移植術(shù)后患者存活。2013年，意大利學(xué)者M(jìn)ario［8］報道了11例等待肺移植患者術(shù)前急性發(fā)作呼吸功能衰竭，接受ECMO輔助治療，其中6例肺囊性纖維化、2例肺移植后慢性排斥反應(yīng)、2例肺纖維化和1例系統(tǒng)性硬化癥，在術(shù)前ECMO支持中無死亡病例，該研究表明，在自主呼吸患者使用ECMO是完全可行的，可使患者安全過渡到肺移植，ECMO輔助時自主呼吸與氣管插管患者相比，清醒自主呼吸的策略更能幫助患者從快速臨床惡化中得到緩解并獲得更好的術(shù)后生存，術(shù)后1年存活率達(dá)到 85%［8-11］。

3 ECMO在肺移植術(shù)中的應(yīng)用

肺移植術(shù)中需要有效的呼吸循環(huán)支持，多數(shù)情況下，術(shù)前外科醫(yī)生與麻醉師可評估術(shù)中患者能否耐受單肺通氣，但肺移植術(shù)中需要ECMO常規(guī)備戰(zhàn)，麻醉時可通過監(jiān)測肺動脈壓、單肺通氣情況評估患者是否需要ECMO輔助。肺切除和供肺移植期由于單肺通氣氧合下降，右心負(fù)荷增加，致右心衰和血流動力學(xué)嚴(yán)重紊亂。ECMO術(shù)中輔助多選用靜脈-動脈通路（V-A通路），提供術(shù)中呼吸循環(huán)支持。Pereszlenyi等［12］報道了17例雙肺序貫式移植，均取得良好的手術(shù)支持效果，且術(shù)后早期移植肺功能良好。胡春曉等［13］報道了23例ECMO輔助下肺移植，移植手術(shù)順利，麻醉全程患者生命體征平穩(wěn)，ECMO轉(zhuǎn)流后肺動脈壓（PAP）及動脈血二氧化碳分壓（PaCO2）明顯下降，動脈血氧分壓（PaO2）顯著升高，術(shù)后未出現(xiàn)ECMO相關(guān)并發(fā)癥，ECMO轉(zhuǎn)流應(yīng)用于肺移植術(shù)中效果確切，可有效控制肺動脈高壓，提高肺移植術(shù)的成功率及受者的存活率。在肺移植麻醉期間應(yīng)用ECMO（V-A通路）時，靜脈血可以直接進(jìn)入體循環(huán)，通過改變循環(huán)血流，減輕受者心肺負(fù)擔(dān)。對于囊性纖維化、嚴(yán)重的阻塞性肺疾病等終末期患者來說，其肺功能極度下降，氧合能力明顯降低； 原發(fā)性肺動脈高壓患者，PAP過高，出現(xiàn)明顯右心衰， 肺通氣-血流比例明顯失調(diào)，上述原因均可導(dǎo)致組織缺氧， 患者手術(shù)耐受力下降，使用ECMO可以明顯改善組織氧供，提高患者手術(shù)耐受力［14］。ECMO輔助使用股動靜脈插管，避免了體外循環(huán)，而常規(guī)體外循環(huán)需要大劑量肝素抗凝，導(dǎo)致了出血增加，ECMO相對于常規(guī)體外循環(huán)較少地激活炎性細(xì)胞，減輕術(shù)后炎性反應(yīng)的發(fā)生，提高移植肺成活率。Meyers等［15］報道了440余例肺移植病例，其中有12例需要應(yīng)用ECMO治療，術(shù)中及術(shù)后早期持續(xù)應(yīng)用ECMO可及時救治部分出現(xiàn)急性移植肺衰竭的患者。2010年，胡春曉等［13］報道了30例合并肺高壓的肺移植病例，術(shù)中均應(yīng)用ECMO輔助，ECMO轉(zhuǎn)流后及移植術(shù)后的肺動脈收縮壓較術(shù)前均顯著降低，其中27例受者于手術(shù)結(jié)束后順利撤除ECMO，轉(zhuǎn)流時間為（6.81±0.95）小時，其他3例患者因術(shù)后血流動力不穩(wěn)定、氧合差，術(shù)后繼續(xù)使用ECMO，2例患者在術(shù)后36小時和6天血流動力學(xué)穩(wěn)定、氧合良好而撤除ECMO；1例ECMO輔助5天后出現(xiàn)急性腎衰多臟器功能衰竭而死亡，上述所有撤除ECMO受者在ECMO停止后吸入氧濃度為40%的條件下，氧合滿意，短期內(nèi)均順利脫離呼吸機［13，16］。

4 ECMO在肺移植術(shù)后的應(yīng)用

肺移植是治療終末期肺病的有效手段，原發(fā)性移植物功能障礙（PGD）是一種急性肺缺血/再灌注損傷，通常在肺移植術(shù)后72小時內(nèi)發(fā)生，一旦發(fā)生移植物功能障礙，常常預(yù)后不良，嚴(yán)重的PGD是肺移植術(shù)后患者早期死亡的主要原因，PGD的圍術(shù)期管理是至關(guān)重要的，而積極合理的ECMO輔助可促進(jìn)移植物功能逐步恢復(fù)，幫助患者度過缺氧、水腫、心功能不全等并發(fā)癥。早在1970年，曾報道ECMO可用于嚴(yán)重的肺移植術(shù)后移植物失功，可明顯減少肺移植圍術(shù)期病死率。2009年賓夕法尼亞大學(xué)附屬醫(yī)院開始應(yīng)用ECMO治療肺移植術(shù)后PGD，在763例患者中，約7.6%肺移植患者術(shù)后7天內(nèi)需要ECMO輔助治療，應(yīng)用ECMO輔助的58例患者中有39例患者成功脫離ECMO輔助，30天、1年、5年存活率為80%、59%、33%［14］。2012年杜克大學(xué)的研究表明，對于嚴(yán)重的PGD患者，ECMO（V-V通路）是常規(guī)治療方法，并且在病情有進(jìn)展趨勢時盡早應(yīng)用，其9年的臨床資料顯示，6%肺移植患者需要ECMO輔助，96%患者可脫離ECMO輔助［15，17-18］。隨著ECMO臨床使用經(jīng)驗的積累，對于嚴(yán)重的肺移植術(shù)后PGD患者，ECMO已經(jīng)成為內(nèi)科治療的必備措施，而應(yīng)用時機選擇過晚往往會延誤治療。

肺移植圍術(shù)期使用ECMO輔助是肺移植的有效輔助治療手段，但因其存在潛在并發(fā)癥，如轉(zhuǎn)流失血增多、術(shù)中出血、術(shù)后凝血功能障礙、血管損傷、血栓形成、栓塞、腎功能不全等，如何能夠在術(shù)前準(zhǔn)確預(yù)測術(shù)中或術(shù)后是否需要ECMO輔助顯得尤為重要。而ECMO輔助的順利實施，需要重癥監(jiān)護(hù)醫(yī)生、體外循環(huán)灌注師和外科醫(yī)師的密切合作，周密的治療計劃（包括呼吸機治療、水電平衡、水腫糾正、心功能監(jiān)測、營養(yǎng)支持等）是肺移植術(shù)后成功撤除ECMO輔助的前提。