VV-ECMO治療重癥呼吸衰竭患者并發血流感染的危險因素及病原菌分析

韓雨澎,馮瑞霞,崔曉娜,周瑤瑤,劉小軍

靜脈—靜脈體外膜肺氧合(venous-venous extracorporeal membrane oxygenation, VV-ECMO)是一種為常規治療難以維持氧合的重癥呼吸衰竭患者提供呼吸支持的高級生命支持裝置，其主要適應證為重癥肺炎、急性呼吸窘迫綜合征(ARDS)、慢性阻塞性肺疾病等病因引起的重癥呼吸衰竭[1-3]。近年來也用于重癥新冠肺炎患者臨床救治工作中[4-5]。血流感染(bloodstream infection，BSI)是VV-ECMO輔助治療過程中一種潛在的致命并發癥，嚴重的BSI會加重患者病情，顯著增加臨床死亡風險[6-7]。現探討VV-ECMO輔助治療患者并發血流感染的危險因素及病原菌特點，以期為臨床提供理論依據，報道如下。

1 資料與方法

1.1 臨床資料 收集2017年10月—2021年10月鄭州大學第二附屬醫院重癥醫學科收治行VV-ECMO輔助治療并確診急性呼吸衰竭患者90例臨床資料，根據患者是否并發血流感染，分為血流感染組30例和血流未感染組60例。2組患者在性別、體質量指數(BMI)、入院時急性生理學與慢性健康狀況評分Ⅱ(APACHE Ⅱ)、原發疾病、合并基礎疾病及入院時血紅蛋白、血乳酸、總膽紅素水平等指標比較，差異均無統計學意義(P>0.05)。血流感染組患者年齡、ECMO上機時長、機械通氣總時長、ICU住院時長、ECMO置管處滲血、上機時隨機動脈血糖水平均大于血流未感染組(P<0.05)，見表1。本研究經醫院倫理委員會批準(2022171)，患者家屬均知情同意并簽署知情同意書。

1.2 病例選擇標準 (1)診斷標準：VV-ECMO治療患者并發的血流感染是一種獲得性院內感染，其診斷標準為ECMO輔助治療開始48 h后至ECMO撤機48 h內發生的ECMO相關感染，且血液細菌學培養陽性[8]。(2)排除標準：①VV-ECMO治療持續時間<48 h的患者；②ECMO上機治療后48 h內及撤機48 h后發生血流感染的患者；③臨床資料不完整的患者。

表1 血流未感染組及血流感染組患者臨床資料比較Tab.1 Comparison of clinical data between non-infection group and bloodstream infection group

1.3 治療方法 VV-ECMO上機方案參考2019年體外膜肺氧合治療成人重癥呼吸衰竭推薦意見[8]，VV-ECMO 上機采用Seldinger經皮穿刺技術，用穿刺擴張管對穿刺部位(頸部及腹股溝區域)皮膚及皮下組織逐步擴張，在超聲引導下行一側股靜脈穿刺置管為引血端及一側頸內靜脈穿刺置管為輸入端；最后將ECMO系統管路用0.9%氯化鈉溶液沖洗并與血流管路連接，建立VV-ECMO系統，并逐漸提高ECMO離心泵轉速至2 400～2 800 r/min，維持ECMO血流量2～4 L/min。期間常規監測活化部分凝血活酶時間(APTT 40～60 s)，可依據APTT結果調整肝素抗凝用量。此外每間隔4 h復查1次血氣分析，據此調整氧流量及血液流量。

1.4 觀察指標與方法

1.4.1 血流感染病原菌檢測：當患者出現疑似血流感染臨床癥狀時，抽取患者靜脈血液送檢驗科進行血培養，VV-ECMO輔助治療期間定期復查血培養，若2次血培養結果相同則視為同一病原菌感染。

1.4.2 血氣指標檢測：VV-ECMO上機成功后，即時抽取患者橈動脈穿刺置管處血液標本2 ml，以CEM3500型血氣分析儀(美國沃芬公司)檢測患者VV-ECMO上機時的即時血氣指標：動脈血pH、二氧化碳分壓(PaCO2)、氧分壓(PaO2)及氧飽和度(SaO2)。

1.4.3 炎性指標檢測：VV-ECMO上機后24 h內抽取患者靜脈血液標本5 ml，使用Cobas e801全自動電化學發光儀(美國羅氏公司) 檢測降鈣素原(PCT)、白介素-6(IL-6)， Cobas 702全自動生化儀檢測C-反應蛋白(CRP)，試劑均為羅氏配套試劑盒;BC-11型全自動血液分析儀(中國邁瑞公司)檢測白細胞計數(WBC)，以上操作均在采血2 h內完成。

2 結 果

2.1 VV-ECMO輔助治療急性呼吸衰竭患者并發血流感染的病原菌分析 VV-ECMO輔助治療期間并發血流感染患者30例,血培養出33株病原菌。細菌血流感染32株，其中革蘭陰性桿菌18株(54.5%)、革蘭陽性桿菌3株(9.1%)、革蘭陽性球菌11株(33.3%)；真菌感染1株(3.0%)，為白色念珠菌。革蘭陰性桿菌中最常見的菌種為肺炎克雷伯桿菌(27.2%，9/33)及鮑曼不動桿菌(18.2%，6/33)，最常見的革蘭陽性球菌為屎腸球菌(9.1%，3/33)，見表2。

表2 VV-ECMO治療患者血流感染病原菌分析 (株)Tab.2 Pathogen analysis of bloodstream infection in patients treated with VV-ECMO

2.2 2組動脈血氣指標比較 2組患者動脈血pH、PaCO2、PaO2、SaO2水平比較，差異均無統計學意義(P>0.05)，見表3。

表3 2組患者ECMO上機后動脈血氣分析指標比較 [M(Q1，Q3)]Tab.3 Comparison of arterial blood gas analysis indexes between the two groups after ECMO on the machine

2.3 2組血清炎性指標比較 2組患者IL-6、PCT、CRP、WBC水平比較差異均無統計學意義(P>0.05)，見表4。

表4 血流未感染組及血流感染組患者炎性指標比較 [M(Q1，Q3)]Tab.4 Comparison of inflammatory indexes between non-infection group and bloodstream infection group

2.4 VV-ECMO輔助治療并發血流感染的二元Logistic回歸分析 較長的機械通氣時長、動脈血糖水平、合并穿刺置管處出血是VV-ECMO治療呼吸衰竭患者并發血流感染的獨立危險因素(P<0.05)，見表5。

表5 VV-ECMO治療急性呼吸衰竭患者并發血流感染危險因素的二元Logistic回歸分析Tab.5 Binary logistic regression analysis of risk factors for bloodstream infection in patients with acute respiratory failure treated with VV-ECMO

3 討 論

ECMO輔助治療過程中并發血流感染是由于上機時穿刺置管的管徑較粗、置管時損傷較大，暴露于體外的管路較長，連接膜肺及泵的接口較多，以及長期留置中心靜脈導管等多種因素導致。ECMO術后并發的血流感染會加重患者病情，延長ECMO上機時間，增加患者的住院費用負擔，也與患者撤機失敗風險增加直接相關[6,9-10]。且既往研究指出VV-ECMO治療患者由于其原發疾病特點較靜脈—動脈體外膜肺氧合(venous arterial extracorporeal membrane oxygenation，VA-ECMO)治療患者更易并發血流感染[11-12]，因此探究VV-ECMO治療患者并發血流感染的危險因素及常見感染病原菌種類，對于VV-ECMO術后血流感染的預防及早期經驗性治療具有重要臨床價值。

本研究納入的90例患者接受VV-ECMO治療過程中并發血流感染幾率為33.3%，與既往研究報道范圍相符[12-13]，血流感染組患者血培養陽性病原菌33株，其中32株為細菌血流感染，1株為真菌(白色念珠菌)血流感染，革蘭陰性桿菌菌屬中肺炎克雷伯桿菌及鮑曼不動桿菌的占比最高(45.5%)。既往研究報道也指出，ECMO相關院內感染以革蘭陰性菌屬多見，這可能與ECMO治療患者接觸抗生素暴露過多及腸黏膜功能受損相關[14-16]，這一結論在本研究中仍然成立。最近的一項國外研究表明院內收治VV-ECMO治療患者血流感染最常見病原菌依次為屎腸球菌(23.8%，9/38)[17]，而本研究結果最常見病原菌為肺炎克雷伯桿菌(27.2%，9/33)，這可能是由于選取患者人群不同造成的，本研究患者均收治于重癥醫學科，而肺炎克雷伯桿菌及鮑曼不動桿菌正是重癥監護病房中機械通氣患者并發院內感染的常見致病菌[18]。

應激性高血糖與多種疾病的重癥患者發生感染關系密切[19-21]，而重癥監護病房收治的呼吸系統疾病重癥患者早期由于體內感染因素存在，會導致機體內部激素水平和炎性因子分泌水平發生變化，常導致患者出現應激性高血糖。VV-ECMO系統建立時較高的即時動脈血糖水平也是一種機體在病理狀態下的應激性反應，應激性增高的血糖會降低患者機體白細胞動員、趨化和吞噬活性, 削弱機體保護屏障，從而增加感染的幾率[22-23]。

本研究中VV-ECMO治療患者均采用呼吸機機械通氣，據既往研究報道機械通氣時置入的氣管插管可刺激患者呼吸道分泌物增加，加之氣管插管管路內的環境較為溫熱潮濕，可為細菌增長、生殖提供場所，導致感染的發生[24]。 此外，隨著機械通氣時長增加，患者呼吸系統的生理屏障作用受到損害，呼吸道纖毛運動等排出異物和清除病原菌的功能下降，也會增加患者并發呼吸機肺炎及全身感染的幾率[25]。

ECMO系統運行會導致患者體內血流動力學紊亂，機體凝血功能異常，且 ECMO治療期間普遍使用肝素抗凝，會造成ECMO治療期間急性出血事件的發生，文獻報道其發生率約為38.3%[26]。ECMO治療期間穿刺置管處及氣管切開處發生滲血時，帶有血液的傷口敷料給病原菌的生長繁殖提供了環境[27]，這無疑增加了患者并發血流感染的風險。

綜上所述，VV-ECMO術后并發血流感染幾率較高，臨床醫師應提高對VV-ECMO治療患者術后并發血流感染的警惕，通過早期預防和治療VV-ECMO術后血流感染，降低患者臨床死亡風險。由于本研究是一項單中心回顧性研究，納入樣本量小，具有局限性，能否通過早期預防性使用廣譜革蘭陰性菌抗生素來預防VV-ECMO術后血流感染的發生，仍需大量的前瞻性研究來證實。

利益沖突：所有作者聲明無利益沖突

作者貢獻聲明

韓雨澎：文章構思，統計學處理，論文撰寫；馮瑞霞、崔曉娜、周瑤瑤：數據收集整理；劉小軍：設計研究方案，可行性分析，監督管理研究過程