ECMO，重癥心血管病患者的“救星”

高揚(yáng)

眾多學(xué)者多年研究成果

從19世紀(jì)初開始，循環(huán)生理學(xué)家的研究興趣從血液轉(zhuǎn)向器官。1813年，Le Gallois首次發(fā)表了“循環(huán)構(gòu)成”的概念；1828年，Kay的研究表明肌肉在灌注血液后可恢復(fù)收縮性能；1848-1858年間，Brown-Séquard用向血液中吹入空氣“攪動(dòng)”血液可獲得“氧合”血液，并發(fā)現(xiàn)在哺乳動(dòng)物腦灌注液中加入血液可獲得神經(jīng)活動(dòng)；1868年，Ludwig和Schmidt發(fā)明了可在一定壓力下灌注血液的設(shè)備，可更好地灌注離體器官用于研究；1882年，Von Schroeder發(fā)明并制造了最原始的“鼓泡式氧合器”，是一個(gè)可吹入空氣汽泡并容納靜脈血的容器，可將靜脈血轉(zhuǎn)變?yōu)閯?dòng)脈血，這一系列研究為體外循環(huán)的發(fā)展打下了基礎(chǔ)。

1930年，Gibbon大夫?yàn)橐晃粙D女做了膽囊切除術(shù)，患者術(shù)后發(fā)生了肺栓塞，他發(fā)現(xiàn)患者的血液逐漸變“黑”，盡管第二天為這位患者做手術(shù)取出了肺內(nèi)血栓，但患者也沒得救，他想“如果把患者的靜脈血引出至體外，經(jīng)氧合后變成動(dòng)脈血輸入體內(nèi)患者就能得救”，就是這樣一個(gè)大膽的想法改變了外科的歷史。經(jīng)過近20年的努力，在1953年Gibbon大夫首次在體外循環(huán)下成功實(shí)施了房間隔缺損修補(bǔ)術(shù)。他的工作也激發(fā)了其他學(xué)者的興趣，1954年，被譽(yù)為“心臟外科之父”的Lillehei大夫和他的團(tuán)隊(duì)用父親作為生物氧合器（交叉循環(huán)）為一個(gè)1歲的患兒實(shí)施了室間隔缺損修補(bǔ)術(shù)，此后運(yùn)用交叉循環(huán)的方法成功實(shí)施了45例包括法樂氏四聯(lián)癥、房室隔缺損等手術(shù)。那時(shí)，美國(guó)明尼蘇達(dá)大學(xué)被認(rèn)為是心血管外科的搖籃，相繼在體外循環(huán)中引進(jìn)了低溫技術(shù)、血液稀釋、鼓泡式氧合器、心臟停搏液、心外膜起搏器、人工機(jī)械瓣膜等，使得心臟手術(shù)變得安全且容易實(shí)施。

常規(guī)體外循環(huán)管路復(fù)雜，使用開放的儲(chǔ)血器并全身抗凝，而ECMO管路是密閉的且較體外循環(huán)管路簡(jiǎn)單，抗凝要求較常規(guī)體外循環(huán)低，被稱為走出手術(shù)室的體外循環(huán)。1971年，ECMO被首次運(yùn)用成功救治了一名成人重度呼吸衰竭患者；同年，Bartlett成功使用ECMO技術(shù)為一例心臟手術(shù)后小兒提供了心肺支持，并于1975年將ECMO應(yīng)用于新生兒呼吸窘迫綜合癥。1989年體外生命支持組織（ELSO）正式在美國(guó)成立，并成為目前國(guó)際上對(duì)ECMO相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行匯總、分析和評(píng)價(jià)患者預(yù)后及進(jìn)行學(xué)術(shù)交流的主要學(xué)術(shù)平臺(tái)。

2009年發(fā)表在柳葉刀上的CESAR研究重新點(diǎn)燃了學(xué)者們的熱情，CESAR研究是一項(xiàng)來自英國(guó)的多中心隨機(jī)對(duì)照研究，對(duì)嚴(yán)重ARDS患者使用ECMO治療和常規(guī)治療進(jìn)行了對(duì)照， ECMO治療組6個(gè)月無殘疾生存率63%，常規(guī)治療組為47%，結(jié)果令人鼓舞。隨后2009年H1N1在澳大利亞、新西蘭大流行期間，ECMO救治嚴(yán)重急性ARDS患者明顯改善了生存率。ECMO的呼吸支持被廣泛認(rèn)識(shí)，全球ECMO數(shù)量呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)趨勢(shì)，ECMO技術(shù)水平也迅速提高，心肺輔助裝置不斷改進(jìn)。2018年的一項(xiàng)國(guó)際多中心研究EOLIA研究再次證實(shí)了早期應(yīng)用ECMO救治重癥ARDS可改善患者60天生存率。

臨床應(yīng)用范圍廣

隨著技術(shù)的不斷進(jìn)步，目前ECMO在救治重癥患者中應(yīng)用范圍不斷擴(kuò)大，ECMO應(yīng)用于傳統(tǒng)心臟驟停心肺復(fù)蘇（CPR）稱為ECPR，心臟驟停分為院外心臟驟停（OHCA）和院內(nèi)心臟驟停（IHCA）。早期啟動(dòng)ECPR支持的目的是為心臟驟停患者提供恢復(fù)、診斷和/或治療潛在可逆病因的時(shí)間。近年來越來越多的研究表明IHCA患者進(jìn)行ECPR支持，可縮短恢復(fù)自主循環(huán)時(shí)間和腦低灌注時(shí)間，與常規(guī)心肺復(fù)蘇相比，可提高患者生存率及良好神經(jīng)功能恢復(fù)率。OHCA是公共健康的一個(gè)重要挑戰(zhàn)，全球發(fā)病率為55/10萬，我國(guó)有2億3千萬心血管病患者，每年發(fā)生心臟驟停的患者55萬。目前的研究結(jié)果認(rèn)為OHCA患者實(shí)施ECPR制定嚴(yán)格的入選標(biāo)準(zhǔn)，如患者病因可逆、初始心律為可電擊心律、被目擊的心臟驟停、經(jīng)過有效的心肺復(fù)蘇，常規(guī)心肺復(fù)蘇不能恢復(fù)自主循環(huán)，在20分鐘內(nèi)啟動(dòng)ECPR治療，可明顯提高心肺復(fù)蘇術(shù)后自主呼吸循環(huán)恢復(fù)成功率和神經(jīng)功能恢復(fù)良好出院率。

眾所周知，心血管疾病是全世界范圍內(nèi)發(fā)病率和死亡率的主要原因，缺血性心臟病在所有死因中排在第一位，心源性猝死可占心血管疾病死亡率的60%以上。急性ST段抬高心肌梗死是最常見的、病因可逆的心臟驟停原因。對(duì)于心臟驟停患者，應(yīng)將進(jìn)入導(dǎo)管室的指征降低，有證據(jù)表明，早期冠狀動(dòng)脈造影術(shù)和經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入治療可提高存活率和降低發(fā)病率。一些證據(jù)表明，沒有ST段抬高的患者能從心導(dǎo)管檢查中受益。因此，指南建議，昏迷不應(yīng)成為經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入治療的禁忌證。對(duì)所有心臟驟停患者，如果心電圖顯示ST段抬高心肌梗死，恢復(fù)自主循環(huán)后應(yīng)立即進(jìn)行冠脈造影和相應(yīng)指征的PCI治療；OHCA患者，當(dāng)懷疑可能存在急性冠脈綜合征，即使沒有典型的心電圖證據(jù)也建議在恢復(fù)自主循環(huán)后進(jìn)行冠脈造影。對(duì)心臟驟停患者行ECPR恢復(fù)自主循環(huán)后早期行PCI治療可明顯改善生存率。

除了ECPR，ECMO還可應(yīng)用于一些心源性休克或感染性休克、中毒或創(chuàng)傷等。在急性心梗心源性休克、暴發(fā)性心肌炎和大面積肺栓塞時(shí)血流動(dòng)力學(xué)難以維持，對(duì)感染性休克來說，當(dāng)發(fā)生多臟器功能衰竭和心臟驟停時(shí)生存率顯著下降。ECMO可提供雙心室輔助并進(jìn)行氣體交換，并且可在床旁快速實(shí)施，對(duì)上述疾病可提供血流動(dòng)力學(xué)支持。ECMO作為橋接治療，可過渡到康復(fù)、植入心室輔助裝置及心臟移植。對(duì)嚴(yán)重心功能不全伴難治性休克ECMO作為搶救治療是可行的選擇。

自上世紀(jì)50年代體外循環(huán)應(yīng)用于心外科手術(shù)以來，體外生命支持走出手術(shù)室成為ICU、急診等救治循環(huán)-呼吸衰竭患者的非常有效的搶救方法。ELSO組織2019年數(shù)據(jù)報(bào)告全球成人呼吸支持（VV-ECMO）住院生存率達(dá)60.3%，心臟支持（VA-ECMO）住院生存率43.9%，ECPR住院生存率29.6%。我國(guó)2019年開展ECMO單位已達(dá)到365個(gè)，較2018年（260家）增加40.4%，ECMO總例數(shù)達(dá)到6526例，呼吸支持（VVECMO）住院生存率達(dá)53.6%，心臟支持（VAECMO）住院生存率51.3%，ECPR住院生存率24.4%。每個(gè)成功的ECMO案例都需要多學(xué)科和組織機(jī)構(gòu)確保必要的資源和人力，ECMO專業(yè)團(tuán)隊(duì)由醫(yī)生、護(hù)士、體外循環(huán)師和呼吸治療師組成，ECMO技術(shù)需要心血管內(nèi)外科、體外循環(huán)、重癥醫(yī)學(xué)科、急診科等多學(xué)科的技術(shù)支撐和密切合作。

體外生命支持因資源限制不能在所有醫(yī)院開展，而ECMO技術(shù)含量高、資源密集，應(yīng)建立合理的發(fā)展戰(zhàn)略，建立地區(qū)及地區(qū)間ECMO網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)進(jìn)行重癥患者的救治和轉(zhuǎn)運(yùn)，特別是建立區(qū)域性ECMO中心，ECMO中心提供移動(dòng)救援隊(duì)對(duì)重癥呼吸循環(huán)衰竭患者進(jìn)行插管、建立ECMO并轉(zhuǎn)運(yùn)至ECMO中心，盡可能讓更多有治療意義的患者獲得最大的受益。