体外膜肺氧合在成人爆发性心肌炎中的应用

余培峰，万 峰，张 喆

·综 述·

体外膜肺氧合在成人爆发性心肌炎中的应用

余培峰，万 峰，张 喆

心肌炎；成人；体外膜肺氧合

1 爆发性心肌炎的机械循环辅助治疗

心肌炎指心肌的急性或慢性炎症病变。心肌炎临床表现差异很大，轻者可无自觉症状，重者可直接表现为猝死。如果心肌炎患者出现严重的血流动力学紊乱、恶性心律失常或终末器官衰竭，爆发性心肌炎(fulminant myocarditis, FM)可能已经发生。爆发性心肌炎病情极凶险，通常需要积极的机械循环辅助治疗。

FM的机械循环辅助治疗手段包括心室辅助装置(ventricular assist device, VAD)、体外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation, ECMO)、主动脉球囊反搏(intra-aortic ballon pump, IABP)、TandemHeart、Impella等[1]。VAD是通过外科手术将流入道植入心尖，引流左心室的血液，由泵经过流出道泵入主动脉。VAD的优点是辅助作用强，缺点是创伤大、术后管理困难、并发症多、费用高。ECMO是将静脉血引流至体外，由离心泵提供动力，通过氧合器提高血氧饱和度后，再注回体内[2]。ECMO的优点是操作相对简单，创伤相对小，辅助作用强，能同时辅助心肺功能，缺点是并发症多，辅助时间不能过长。IABP是用介入的方式通过外周血管将可充放气的球囊放入降主动脉内，通过感受器感受心动周期的电和机械信号，心室收缩时球囊放气，心室舒张时球囊充气，IABP能降低心脏后负荷，增加心脏、脑和上肢血供。IABP的优点是创伤小，缺点是辅助作用有限。TandemHeart是通过外周静脉、右心房和卵圆孔将导管送进左心房，引流左心房的血液，由体外的泵注入外周动脉。Impella是用介入的方式通过外周动脉将微型泵送到主动脉瓣处，血泵横跨主动脉瓣，入口在左心室内，出口在主动脉内，直接将左心室的血液泵入主动脉。TandemHeart和Impella是VAD的改进形式，其共同优点是微创，TandemHeart的缺点是置管操作困难，Impella的缺点是损伤主动脉瓣和辅助作用有限。

对于大剂量正性肌力药物无法维持循环的FM，可先尝试应用IABP，部分患者病情可完全缓解，不能缓解时，则需要联合应用ECMO。对于病情凶险，进展迅速的患者，需要跳过IABP直接应用ECMO，否则可能错过最佳治疗时机导致预后不良。ECMO会增加体循环后负荷，而IABP能减轻后负荷，如果患者在应用ECMO后出现了严重的后负荷过重表现，可在此基础上加用IABP，加强循环辅助作用同时减轻后负荷。VAD是早期治疗难治性FM的终极手段，但一系列研究表明ECMO已取而代之成为一线方案。TandemHeart和Impella不常规用于FM，但也有相关成功报道[3-6]。

2 ECMO治疗FM的过去和现在

早先时候，VAD是治疗大剂量正性肌力药物联合IABP无效的FM的首选方案。1998年，日本的Kawahito等学者首次报道了ECMO成功治疗FM的病例[7]。Kawahito团队的研究成果引起了学术界的注意，2000年前后，对于大剂量正性肌力药物联合IABP治疗无效的FM，首先选择VAD还是ECMO尚无定论。随后，世界各地的学者开展了一系列研究[8-11]。

Chen等学者认为，ECMO相比VAD治疗FM有如下4个优势，因而推荐ECMO作为一线治疗：①FM 2周内有自愈倾向，而ECMO辅助时间相对短，更易移除，且ECMO任何时候都可变更为VAD；②FM通常表现为双心衰竭，普通的VAD为单心室辅助；③既往研究表明ECMO的辅助时间比VAD短；④肌钙蛋白在ECMO辅助中可作为心肌恢复的监测，但在应用VAD时不能[12]。

ECMO和VAD治疗FM的存活出院率相当，但ECMO相比VAD在可获得性、创伤、并发症、费用等方面有优势，因此，2010年前后，学术界已基本认可ECMO为治疗大剂量正性肌力药物联合IABP无效的FM的首选方案地位，此后的研究逐渐转向多中心和大样本，部分研究初步探讨中长期生存率和影响预后的危险因素。

2010年后，又有多位学者[13-19]发表的研究结果显示ECMO治疗FM有较高的成功率和存活率。这些研究进一步巩固了ECMO治疗难治性FM的首选方案地位。见表1。

3 ECMO联合其他高级生命支持手段治疗FM

对于循环极不稳定的FM患者，可联合应用ECMO和IABP。ECMO会增加后负荷，而IABP能减轻后负荷，减轻ECMO的副作用，同时增加心和脑的血供。两种循环辅助装置联合使用，其循环支持作用比单一装置更强。在FM中IABP与ECMO联用有两种情况：①单纯用正性肌力药物和IABP无法维持稳定循环，在此基础上应用ECMO；②ECMO作为一线治疗，为减轻后负荷联用IABP。在已发表的研究中，IABP与ECMO联用较为普遍。Chen等学者早期的一项研究中，5例FM有2例联合应用ECMO和IABP，Kawahito等学者的一项研究[20]中，6例FM患者全部联合应用了ECMO和IABP。Chen等学者的另一项研究[9]中，15例FM患者中6例联合应用了ECMO/VAD和IABP，Asaumi等学者的一项研究中[10]，13例FM有6例联合应用了ECMO和IABP，Lorusso等学者的一项研究中[17]，57例FM有37例联合应用了ECMO和IABP，Hsu等学者的一项研究[13]中，所有23例成人均在接受ECMO治疗前应用了IABP辅助循环。广东省中山市人民医院李斌飞等学者的一项研究[21]中，21例FM患者全部接受了ECMO联合IABP治疗。以上所有研究的存活出院率均在2/3以上，表明ECMO联合IABP治疗难治性FM是一种行之有效的方案。

ECMO联合其他高级生命支持手段治疗FM也有成功的报道。日本的Shunei Kyo等学者曾报道过1例大剂量正性肌力药物联合IABP无效的FM患者，应用左室辅助装置+右室辅助装置+ECMO“三联”循环辅助后存活出院[22]。2009年，美国梅奥诊所的Jaroszewski等学者报道了1例FM患者序贯应用ECMO、双心室辅助装置、长期VAD，最终移除VAD存活出院的个案[23]。台湾的Lin等学者报道了1例联合应用两台ECMO成功救治FM的个案，患者出院后1年心功能正常[24]。美国学者Chaparro等报道了1例ECMO联合Impella成功救治FM的个案[6]，国内也有ECMO联合IABP甚至持续肾替代治疗(continuous renal replacement therapy, CRRT)联合治疗FM合并肾衰的成功个案[25- 26]。

综上所述，对于单纯应用ECMO仍无法维持循环的FM，可尝试联合应用IABP或其他高级支持手段，争取最后的希望。

4 ECMO治疗FM预后危险因素

Hsu等学者的一项研究[13]结果显示：ECMO术后48 h内肌钙蛋白(TnI)未下降、合并肾衰需要CRRT、血栓栓塞、神经系统并发症提示预后不良，而TnI绝对值、ECMO术前或术中心肺复苏(CPR)与患者预后没有直接关系。Chen等学者的研究[8-9]结果显示：TnI的变化趋势可能与预后密切相关。

表1 ECMO治疗FM研究汇总

Mirabel等的一项研究结果[14]显示，简化急性生理状态评分系统(SAPSⅡ)和TnI≥12 μg/L与预后密切相关。Lorusso等学者在一项研究[17]中的结果显示，ECMO手术前动脉血气低pH，动脉血气乳酸恢复时间延长是预后不良的危险因素。Diddle等学者的一项研究[16]结果显示，ECMO术前心脏停搏和终末器官损伤提示预后不良，该研究的终末器官损伤包括神经系统并发症、心律失常、肾损伤、高胆红素血症。

各研究对ECMO预后危险因素研究结果差别较大，共有3项结果表明肾衰需要CRRT提示预后不良，2项结果表明神经系统并发症提示预后不良，2项结果表明ECMO手术前或手术中心脏停搏需要CPR对预后没有影响，但同时有2项研究结果显示该因素提示预后不良，2项研究表明TnI的变化趋势与患者预后密切相关，其余危险因素没有得到多个研究的证实，甚至有的研究之间得到相反的结果。影响ECMO治疗FM患者预后的危险因素没有统一的结论，考虑原因为病例太少所致，这一问题有待将来纳入更多病例进一步研究。

5 ECMO治疗FM的上机和撤机指征

尽管ECMO已经成为了治疗大剂量正性肌力药物联合IABP无效的FM的首选方案，但ECMO治疗FM的上机指征缺乏统一标准，各研究中采用的标准不一。台湾的Hsu等学者在一项研究中的上机指征[13]：①低血压(收缩压<80 mm Hg)；②在强心剂量>40 μg/(kg·min)的情况下尿量<0.5 ml/(kg·h)；③持续4 h以上室性期前收缩；④需要CPR。日本Kawahito等学者在一项研究中的上机指征[20]：①使用2种以上正性肌力药物和/或IABP情况下心功能继续恶化；②恶性心律失常。中山市人民医院廖小卒等学者在一项研究中的上机指征[18]：①心脏指数<2 L/(m2·min)；②肺动脉楔压>20 mm Hg；③应用大剂量正性肌力药物(多巴胺>15 μg/(kg·min)或肾上腺素/去甲肾上腺素>0.15 μg/(kg·min)，平均动脉压仍<60 mm Hg；④代谢性酸中毒血乳酸水平进行性升高，pH<7.3，乳酸>3.0 mmol/ L，尿量<0.5 ml/(kg·h)；⑤心脏停搏经常规CPR不能恢复稳定有效的自主循环；⑥严重的心律失常(室性心动过速，心室颤动)经多种抗心律失常药物治疗无效，血流动力学不稳定。

综上所述，大量正性肌力药物和IABP无法纠正的低血压/休克、严重的心律失常、心脏停搏都是ECMO的指征，而一旦出现以上情况，通常表明FM已经发生，从这个意义上讲，FM本身就是ECMO的上机指征。

另外，ECMO治疗FM的撤除指征缺乏统一标准。Hsu等在一项研究中的撤机策略[13]：48 h内通常不考虑撤机，治疗过程中逐步减少正性肌力药物用量和ECMO流量，强心剂量<20 μg/(kg·min)，流量降至0.5 L/min时，左室射血分数(LVEF)>30%，血流动力学稳定，可以撤机拔管。台湾Chen等学者在一项研究中的撤机策略是[9]：48 h内通常不考虑撤机，强心剂当量< 20 μg/(kg·min)，流量降至0.5 L/min时，LVEF>40%，血流动力学稳定，可以撤机拔管。Mirabel等学者在一项研究中的撤机策略是[14]：ECMO流量减至1 L/min，主动脉血液时间速度积分>12 cm，左室射血分数(LVEF)>30%，心脏指数>2.2 L/(m2·min)，血流动力学稳定24 h以上，可以撤除ECMO。Pages等学者在一项研究中的撤机策略[11]：ECMO流量降至1.5 L/min 以下时，可关闭ECMO机器，夹闭管路，如果2 min后LVEF>35%，且主动脉血流时间速度积分>14 cm，ECMO流速仍在1.5 L/min维持24 h，如果这段时间血流动力学稳定，则撤除ECMO。廖小卒在一项研究中的撤机策略[18]：若心脏功能恢复，每1～2 h降低ECMO 流量1 L/min，当患者稳定的循环呼吸功能可以在中等的正性肌力药物(肾上腺素<0.1 μg/(kg·min)，吸入氧浓度<70%及ECMO最高流量1～2 L/ min的情况下维持时，可考虑撤除ECMO。撤除ECMO 时需逐渐降低流量，直至流量<0.5 L/min后观察0.5 h，如患者循环稳定则停机拔管。

目前ECMO的撤机尚没有统一的标准，各研究的撤机标准有一定差异，一般来讲，辅助48 h后，应用中低剂量正性肌力药物，中低流量辅助，患者循环能保持稳定一段时间，且LVEF>30%，可考虑撤除ECMO。

6 总结与展望

经过20年的探索，学术界已基本确立了ECMO作为治疗大剂量正性肌力药物联合IABP无效的FM的一线方案地位。目前的研究主要集中在存活出院率和相关并发症的分析，部分研究涉及到中长期生存率和影响预后的危险因素初步探讨。临床经验表明，难治性FM需要及时应用ECMO治疗，倘若错过了最佳治疗时机，可能导致预后不良，换言之，难治性FM需要尽早应用ECMO治疗，这一观点也在多项研究中被提及。令人遗憾的是，各研究中这一观点的提出多基于临床经验，关于ECMO治疗难治性FM的治疗时机的探讨少而浅显，因而这是一个亟待研究的问题。未来的研究将纳入更多中心和病例，进一步深入研究ECMO治疗FM的中长期生存率和影响预后的危险因素，并逐渐系统阐明ECMO治疗FM的治疗时机和上机指征。

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10.13498/j.cnki.chin.j.ecc.2017.02.14

100191 北京，北京大学第三医院心外科[余培峰(研究生)]

张喆，Email：zhangzhe@bjmu.edu.cn

2016-12-13)

2017-02-21)