急性重癥呼吸衰竭與體外膜肺氧合

金發光

急性重癥呼吸衰竭(severe acute respiratory failure)是由于肺外或肺內的嚴重疾病引起肺損傷導致氣體交換障礙，產生嚴重的低氧血癥和/或高碳酸血癥，其病情較重，病死率高。盡管在呼吸危重病治療方面已取得一些進展，但由于急性肺損傷/急性呼吸窘迫綜合征(acute lung injury/acute respiratory distress syndrome, ALI/ARDS)病因復雜，發病機制不明，并無有效的救治方法，已有的數據顯示急性重癥呼吸衰竭患者病死率可高達80%[1-2]。缺氧是呼吸衰竭最典型的表現，改善氧合也就成為治療的重要目標，傳統的治療方法為呼吸支持技術的臨床應用。長期以來，為了提高急性重癥呼吸衰竭患者的氧合，人們一直把優化機械通氣模式作為改進療效的重點，但是肺保護性通氣策略[小潮氣量(low tidal volume)+允許性高碳酸血癥(hypercapnia)+適當呼吸末正壓通氣(positive end expiratory pressure, PEEP)]、高頻振蕩通氣(high frequency oscillation ventilation, HFOV)、俯臥位通氣(prone positioning)等通氣模式都無法改善氧合。另一方面，機械通氣也如同一把雙刃劍，在整個治療過程中，呼吸機導致的肺損傷也隨之而來。最近的研究表明，過度通氣治療所產生的額外肺損傷可能還會妨礙肺組織的恢復過程。

如何能讓受累的肺臟有片刻的“休息”，可否借鑒其他治療領域的經驗，如人工器官支持技術，當腎臟疾患出現急性腎功能衰竭時，連續性血液凈化技術(continuous blood purification, CBP)在很大程度上替代腎臟濾過功能，減輕了腎臟負擔，給腎臟留出了恢復的時間。那么，在呼吸功能支持方面，無論是理論還是技術，以體外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation, ECMO)為代表的體外氧合技術同樣也有可能應用于急性重癥呼吸衰竭的患者。

ECMO的本質是一種改良的人工心肺機，最核心的部分是膜肺和血泵，分別起人工肺和人工心的作用。ECMO運轉時，血液從靜脈引出，通過膜肺吸收氧、排出二氧化碳。經過氣體交換的血，在泵的推動下可回到靜脈(vein-vein, VV通路)，也可回到動脈(vein-artery, VA通路)。前者主要用于體外呼吸支持，后者因血泵可以代替心臟泵血的功能，既可用于體外呼吸支持，又可用于心臟支持。當患者的肺功能嚴重受損，對常規的治療無效時，ECMO可以承擔氣體交換任務，使肺處于休息狀態，為患者的康復提供寶貴時間。同樣患者的心功能嚴重受損時，血泵可以代替心臟泵血功能，維持血液循環[3]。

ECMO自1965年被應用于術中體外循環以來，心血管外科和胸外科一直是這項技術的最大受益者。但是人們一直試圖將其用于救治急性重癥呼吸衰竭的患者。1975年，美國國立衛生研究院主持了一項有關ARDS患者長時間體外循環支持效果的多中心臨床對照研究，但其結果不盡人意，導致了對成人呼吸衰竭進行ECMO治療的研究中斷了10年左右[4]。但是ECMO小范圍的應用從未停止，個別病例應用ECMO救治成功的報道不斷出現。1993年北京阜外醫院用ECMO成功救治了1例嚴重呼吸衰竭患者[5]。2005年Macintosh等[6]應用ECMO成功救治了1例非特異性間質性肺病的兒童患者，并首次提出了應用ECMO可以減輕肺功能負擔，為治療贏得時機。此概念的提出重新喚起了人們使用ECMO救治危重呼吸衰竭的信心。2009年，英國Peek等[7]對180例ARDS患者進行了隨機對照研究，分為傳統治療組和ECMO聯合傳統治療組，結果發現，傳統治療組生存率為47%，而ECMO聯合傳統治療組生存率為63%。另外經過成本分析，證明ECMO聯合傳統治療組更具有經濟性。該項研究發表在《Lancet》上，立即引起一場轟動，支持者和反對者之間發生了強烈的爭論。雖有爭論，但仍無法阻擋ECMO在救治呼吸衰竭患者中應用的普及和推廣。隨著VV-ECMO技術的完善和皮下插管的應用，急性呼吸衰竭應用ECMO治療的數量迅速增加，應用的主要患者是各種原因引起的ARDS。創傷、外科原因有關的ARDS患者應用ECMO存活率為52%，最高存活率是應用于病毒性肺炎為62%[8-9]。

ECMO除了用于治療急性呼吸衰竭外，在心肺復蘇領域也有大作為，已成為復蘇領域的研究熱點之一。2006年北京阜外醫院于坤等[10]報道，11例住院患者因常規心肺復蘇持續無效或復蘇后持續心排量下降，不能維持正常循環而進行了ECMO治療，其中有6例治愈出院。2011年日本的一項關于院前心肺復蘇的多中心研究結果顯示，接受標準心肺復蘇的患者中，95.8%(132/134)在30d后均出現神經系統后遺癥，而接受ECMO治療的患者中，這一比例降為88%(161/183)[11]。

ECMO技術經過幾十年的發展后，其理論、技術及臨床應用已日臻成熟。在發達國家，ECMO技術如同CBP技術一樣，幾乎是各級重癥監護病房(intensive care unit, ICU)的標準配備，已成為急診、危重癥醫師和呼吸ICU醫師救治患者的有力工具。在我國，由于技術普及和經濟發展等原因，ECMO在急性呼吸衰竭中的應用還處于起步階段，我們必須加強這方面的基礎與臨床研究，努力把我國ECMO技術救治急性呼吸衰竭提高到一個新的水平。我們相信，隨著治療觀念的改變，操作規范的普及，治療成本的下降，ECMO技術將會被更多的從事呼吸危重癥醫學的醫生所掌握，ECMO技術有望成為呼吸支持技術的新方法和發展方向。

參 考 文 獻

1 施 卉, 任成山. 急性肺損傷/急性呼吸窘迫綜合征基礎及臨床研究進展[J/CD]. 中華肺部疾病雜志: 電子版, 2013, 6(4): 350-355.

2 劉 偉, 金發光. 急性肺損傷/急性呼吸窘迫綜合征的治療新進展[J/CD]. 中華肺部疾病雜志: 電子版, 2013, 6(1): 61-64.

3 Zwischenberger JB, Steinhorm RB, Bartletl RH, et al. ECMO extracorporeal cardiopulmonary support in critical care[M]. 2ed. Am Arbor: Extracorporeal life support organization, 2000: 295-590.

4 Browide DA, Deane R, Shinozaki T, et al. Adult respiratory distress

syndrome (ARDS), sepsis, and extracorporeal membrane oxygenation (ECMO)[J]. J Trauma, 1977, 17(8): 579-586.

5 龍 村, 胡寶璉. 體外循環膜肺支持療法：(附一例臨床報告)[J]. 中國循環雜志, 1993, 8(8): 487-489.

6 Macintosh I, Butt WW, Robertson CF, et al. Extending the limits of extracorporeal membrane oxygenation: lung rest for a child with non-specific interstitial pneumonia[J]. Intensive Care Med, 2005, 31(7): 993-996.

7 Peek GJ, Mugford M, Tiruvoipati R, et al. Efficacy and economic assessment of conventional ventilator support versus extracorporeal membrane oxygenation for severe adult respiratory failure (CESAR): a multicentre randmised controlled trial[J]. Lancet, 2009, 374(9698): 1351-1363.

8 甘小莊, 宋國維. 體外膜肺技術的臨床應用和進展[J]. 中國醫刊, 2009, 44(3)：7-10.

9 尹 明, 沈 紅. 體外膜肺氧合在危重癥中的應用[J]. 中國危重病急救醫學, 2012, 24(7): 385-387.

10 于 坤, 龍 村, 宋云虎, 等. 體外膜肺氧合治療用于心肺復蘇的臨床研究[J]. 中國急救醫學, 2006, 26(12): 911-914.

11 Sakamoto T, Asai Y, Nagao K, et al. Multicenter non-randomized prospective cohort study of extracorporeal cardiopulmonary resuscitation for out-of hospital cardiac arrest: study of advanced life support for ventricular fibrillation with extracorporeal circulation in Japan (SAVE-J)[J]. Circulation, 2011, 124: A18132.