體外膜氧合在高危肺栓塞再灌注治療中的作用研究進展

杜佳欣，王君君，張曙光

(鄭州大學第一附屬醫(yī)院綜合ICU,河南 鄭州 450003)

肺栓塞起病急、進展快、臨床表現(xiàn)多樣,致死率極高[1]。高危肺栓塞指栓塞阻塞肺血流導致持續(xù)性右心功能衰竭、早期血流動力學不穩(wěn)定,缺氧伴心源性休克或持續(xù)性低血壓[2-3]。高危肺栓塞進行再灌注治療前1 h內(nèi)可迅速發(fā)展為心臟驟停,目前的治療手段有限,體外膜氧合(extracorporeal membrane oxygenation,ECMO)在過去20 a中越來越多地用于治療高危肺栓塞[4]。到目前為止,ECMO在高危肺栓塞再灌注治療中的作用、植入時機等并無統(tǒng)一標準,因此,本文就高危肺栓塞引起右心功能障礙等病理生理學改變及ECMO在高危肺栓塞再灌注治療中的作用、植入時機及模式、并發(fā)癥等方面進行綜述,旨在為研究ECMO在高危肺栓塞再灌注治療中的作用奠定基礎。

1 高危肺栓塞及ECMO橋接作用的病理生理基礎

肺動脈栓塞可引起一系列病理生理學改變,如肺血管床減少導致右心室后負荷增加,缺氧和二氧化碳分壓急劇增加導致血管收縮、肺動脈血管阻力增大;此外,血清素和血栓素A2的釋放誘導血管收縮,進一步提高肺動脈壓[5]。由于右心室隨后負荷升高而擴張,因此阻礙了右心室的收縮功能[6]。另外,右心室舒張末期容積的增加損害了心肌的收縮性,右心室的擴張改變了心室的相互依賴性,導致室間隔收縮-舒張向左移位,從而阻礙左心室的充盈和排出[7],導致左心室射血分數(shù)降低,繼而出現(xiàn)全身性低血壓[8]。全身性低血壓又可導致右心室冠狀動脈灌注降低、心肌缺血。這種惡性循環(huán)稱為“右心室死亡螺旋”[5],是導致高危肺栓塞循環(huán)衰竭的原因。

動脈-靜脈體外膜氧合(veno-arterial extracorporeal membrane oxygenation,VA-ECMO)似乎是打破“右心室死亡螺旋”的最佳選擇[5]。首先,VA-ECMO可迅速恢復血流動力學穩(wěn)定性并提供充分的氣體交換;其次,VA-ECMO可顯著改善右心室功能不全,通過插管可減輕右心室負荷,使右心室舒張末期容積、壓力和心肌耗氧量減少,右心室供氧和需氧達到平衡;VA-ECMO恢復循環(huán)穩(wěn)定后,機體平均動脈壓升高可提高冠狀動脈灌注壓,顯著改善右心室功能,最終恢復器官有效灌注[5]。靜脈-靜脈體外膜氧合(veno-venous extracorporeal membrane oxygenation,VV-ECMO)也可改善氧合和清除CO2,降低肺動脈血管阻力,從而改善右心室功能。在特定的情況下,VV-ECMO也可以改善呼吸性酸中毒和過度通氣導致右心衰竭的高危肺栓塞[9]。

2 高危肺栓塞再灌注治療及EMCO應用現(xiàn)狀

高危肺栓塞病死率高,多在出現(xiàn)癥狀1 h內(nèi)死亡,早期恢復血流動力學穩(wěn)定、降低肺動脈壓可以提高患者生存率[2]。肺栓塞的常規(guī)治療方法包括適當補液、血管活性藥物應用、呼吸機輔助通氣、抗凝、靜脈溶栓、導管定向溶栓和外科手術(shù)取栓治療等[2]。常規(guī)治療失敗和需要進一步治療的患者常需要機械輔助維持循環(huán)穩(wěn)定[10-11],ECMO是首選的機械輔助手段,其可維持患者全身氧供和血流動力學相對穩(wěn)定,保證重要器官的灌注,為進一步的再灌注治療贏得時間[12]。

1961年,COOLEY等[13]首次應用ECMO成功治療了高危肺栓塞,之后ECMO在高危肺栓塞中的臨床應用明顯增加。2019年歐洲心臟病學會發(fā)布的指南提出:發(fā)生難治性循環(huán)衰竭或心臟驟停的肺栓塞患者,可考慮給予ECMO聯(lián)合手術(shù)取栓或?qū)Ч軐蛉芩ㄖ委焄14]。但目前國內(nèi)外應用ECMO治療肺栓塞仍處于探索階段,已發(fā)表的研究多為個案報道、回顧性研究及薈萃分析,且各研究報道的患者存活率差別較大。從現(xiàn)有的文獻報道來看,ECMO可使發(fā)生心臟驟停(cardiac arrest,CA)的肺栓塞患者獲得明確的生存獲益,隨著血流動力學的穩(wěn)定和氧合的改善,ECMO可為高危肺栓塞患者進一步治療提供更多的時間和機會[15-16]。

3 ECMO為高危肺栓塞再灌注治療提供時機

ECMO單獨用于治療高危肺栓塞的研究很少,而且多數(shù)研究認為ECMO不能單獨治療肺栓塞[12,17-18];但是ECMO聯(lián)合抗凝治療可使70%的患者得以康復[19-20]。肝素抗凝誘導的血栓溶解和自發(fā)性纖維蛋白溶解可以改善肺動脈梗阻,通過抗凝有可能實現(xiàn)ECMO早期撤機[18]。若存在嚴重右心室功能障礙,僅通過ECMO聯(lián)合抗凝治療心臟功能恢復較慢,一般需聯(lián)合其他治療手段(如靜脈溶栓式導管定向溶栓)[14]。有研究發(fā)現(xiàn),無溶栓禁忌的患者采用ECMO聯(lián)合靜脈溶栓或?qū)Ч芏ㄏ蛉芩煽焖倌孓D(zhuǎn)右心室擴張和右心功能障礙、恢復血流動力學穩(wěn)定,提高患者存活率[21]。不能接受靜脈溶栓治療的患者可選擇導管定向溶栓治療[22],溶栓治療失敗的患者仍可選擇外科栓塞切除治療[23]。

不宜常規(guī)溶栓或需要手術(shù)迅速解除梗阻的高危肺栓塞患者,ECMO可以迅速降低右心室負荷、穩(wěn)定血流動力學并改善氧合[4,24]。研究表明,早期行肺栓塞切除術(shù)對于降低術(shù)后復發(fā)性肺栓塞和肺動脈高壓有積極作用[9,25]。然而,對循環(huán)不穩(wěn)定的肺栓塞患者進行復雜的手術(shù)可能會增加發(fā)生并發(fā)癥的風險,在等待肺動脈血運重建的同時保持足夠的冠狀動脈流量和腦氧合對提高患者的生存率和生活質(zhì)量至關(guān)重要[25-26]。ECMO作為高危肺栓塞治療和術(shù)后恢復的橋梁,已成為急慢性血栓栓塞性疾病患者管理的一個重要組成部分[16]。ECMO的使用率從2005年的0.07%上升到2013年的1.10%,隨著使用率的升高,高危肺栓塞患者的院內(nèi)病死率明顯降低[13,27]。過去20 a,高危肺栓塞患者給予ECMO治療后總生存率可高達70.1%[28],其生存率高低與不同聯(lián)合治療的選擇(聯(lián)合抗凝治療、靜脈溶栓,或者外科手術(shù)治療)無明顯相關(guān)性[29]。

4 ECMO的應用時機、適用人群及模式選擇

目前,關(guān)于ECMO上機時機的界定仍然比較模糊,黎嘉嘉等[30]建議對高風險肺栓塞患者盡早啟動循環(huán)和呼吸支持,建議在確診30 min內(nèi)進行插管,并在迅速穩(wěn)定患者病情后進行溶栓或血栓切除術(shù)等治療。研究發(fā)現(xiàn),早期應用ECMO提供穩(wěn)定的循環(huán)支持可以降低患者病死率[31],越早使用ECMO,患者生存獲益越大[32]。因此,不同文獻報道的高危肺栓塞患者生存率參差不齊,可能與ECMO使用時機不同有關(guān)[33]。

由于ECMO使用費用昂貴,并且需要專門的設備和訓練有素的體外循環(huán)管理團隊,因此ECMO的適應證、適用人群的選擇一直是個難題。2019年美國心臟協(xié)會報道稱尚未發(fā)現(xiàn)足夠的證據(jù)證明心臟驟停患者可常規(guī)使用體外心肺復蘇(extracorporeal cardiopulmonary resuscitation,ECPR),但當常規(guī)心肺復蘇(cardiopulmonary resuscitation,CPR)失敗時,可考慮使用ECPR提供循環(huán)支持[34]。高危肺栓塞引起的心臟驟停是可逆的,盡早進行ECPR可顯著提高心臟驟停患者的自主循環(huán)恢復率和神經(jīng)功能預后[6,35]。一項大型多中心歐洲隊列研究在評估了不同人群使用ECPR后的生存率和神經(jīng)功能恢復情況后提出,制定更嚴格的ECPR選擇標準(年齡≤ 65歲;有旁觀者目睹心臟驟停并進行CPR;無終末期疾病;在心臟驟停后1 h內(nèi)啟動ECMO)可使患者獲得更好的治療效果[36]。有研究提出,對高危肺栓塞患者進行風險評分,篩選出適合進行ECMO的患者,對提高ECMO成功率至關(guān)重要[30]。

無論是VV-ECMO還是VA-ECMO都可以迅速改善低氧血癥和高碳酸血癥,減輕心臟前負荷、降低室壁張力,為右心室提供間接支持。但目前大多數(shù)研究是關(guān)于VA-ECMO聯(lián)合治療方案,關(guān)于VV-ECMO 模式的研究相對較少[37-38]。KMIEC等[9]將75例高危肺栓塞患者分為VA-ECMO組(n=46)和VV-ECMO組(n=29),結(jié)果發(fā)現(xiàn),2組患者的出院存活率比較差異無統(tǒng)計學意義;該研究還發(fā)現(xiàn),ECMO支持下循環(huán)穩(wěn)定后接受血栓切除手術(shù)和僅接受抗凝治療的患者出院時的存活率比較差異無統(tǒng)計學意義。STADLBAUER等[6]將119例需要ECMO循環(huán)輔助的心源性休克患者分別給予VA-ECMO(87例)或VV-ECMO(32例),結(jié)果發(fā)現(xiàn),患者的總生存率為45.4%(54/119),2組患者的生存率比較差異無統(tǒng)計學意義。

5 結(jié)論

ECMO可通過迅速恢復血流動力學穩(wěn)定性、改善右心室功能,為高危肺栓塞再灌注治療提供時機。通過成立多學科肺栓塞救治團隊匯聚不同學科專家團隊前瞻性評估病情嚴重程度和危險分級,選擇更合適的植入時機和ECMO模式,可有效提高救治效率、改善臨床結(jié)局[4,16,39]。前瞻性、多中心大規(guī)模研究來評估ECMO在高危肺栓塞患者中的作用可能會成為新的研究熱點。