同济大医院
前言
静脉静脉（VV）流转体外膜肺氧合（ECMO）是呼吸衰竭患者在等待肺移植时桥接的最优选择。然而，在肺移植期间如何使用体外心肺支持还没有达成共识。本研究回顾了VVECMO桥接后患者术中体外循环回路的结构，和与其相关的临床结果，以及在移植期间需要切换到VAECMO时，还需要解决的一些技术难题。论文发表于TheJournalofHeartandLungTransplantation杂志上。
背景
肺移植是终末期肺疾病患者的救命之选；然而，等待名单上的患者由于疾病的进展导致的死亡仍然是一个重要问题。在等待肺移植时，病情恶化的患者需先进行插管和机械通气，但很明显有创机械通气与肺移植前后死亡率增加有关。因此，体外膜肺氧合（ECMO）目前被常规用于肺移植的等候者作为过渡到肺移植的桥梁。与机械通气桥接相比，这种“ECMO桥接策略”似乎可以提供更好的结果。实际上，虽然有文献报道ECMO桥接后结果不同，但在大样本中心，ECMO桥接患者的生存率可能与非桥接人群有所类似。
静脉-静脉转流（VV）ECMO已被推广为高碳酸血症和/或低氧血症患者桥接支持的最优选择模式，且没有显著的血液动力学损害。VVECMO与静脉-动脉流转（VA）ECMO相比具有多项优势，特别是在降低血管和神经系统并发症发生率方面。因此，除原发性肺动脉高压（PH）或严重的继发性PH患者外，VVECMO是首选的配置。然而，迄今为止，对于在肺移植期间用VVECMO进行桥接的患者没有提出关于机械支持模式的具体建议。这样，我们对肺移植期间采用用VVECMO进行桥接的患者进行了经验回顾和临床结果调查，提供了移植期间当需要改变为VAECMO模式时的一些技术选择。
方法
回顾性队列研究
纳入标准：年至年期间所有仅用VVECMO桥接进行肺移植患者（n=36）。
排除标准：患有原发性肺动脉高压和严重的继发性肺动脉高压伴右心功能不全的应用非VV模式的体外生命支持的患者。其中两名应用VVECMO桥接的患者因为移植前死亡而被排除。
该研究得到了大学健康网络研究伦理委员会的批准。
ECMO桥接配置和管理
我们首选的VVECMO方法是在透视下通过右颈静脉或锁骨下静脉插入双腔导管（AvalonElite，AvalonLaboratories，RanchoDominguez，CA）并定位。在一些患有高碳酸血症的患者中，使用Hemolung呼吸辅助系统（ALungTechnologies，Pittsburgh，PA）。该系统还包括具有单个套管的双腔（15.5F，流速为0.5升/分钟）。由于流量低，该装置主要用于去除二氧化碳，不适合低氧血症患者。如果患者被认为需要5升/分钟的流量来维持到可接受的氧合（血红蛋白饱和度88％），则使用传统的股-颈静脉构型（2个套管）。患者使用连续肝素输注进行抗凝，靶向输注肝素（UFH）为0.2至0.4U/ml。
移植手术和术中配置
根据大小匹配和移植指征以及肺动脉压、右心衰竭确定移植类型（即双肺，肺叶或单肺移植）。从现有的VVECMO切换到术中VAECMO的适应症是依据血流动力学（手术操作和/或肺动脉高压期间的全身性低血压;平均压力40mmHg）或高度预期这种情况时。在移植过程中，ECMO的活化凝血时间（ACT）维持在至秒，静脉注射肝素的CPB维持活化凝血时间（秒）。当进行动脉插管以将模式从VV切换到VAECMO时，ACT秒暂时达到60IU/kg的肝素推注。回顾术中体外循环的配置并与临床结果相关联。
观察指标：
使用VVECMO体外回路结构，患者临床结局。
统计分析：
术中VA和VV之间临床特征的比较ECMO采用连续值的非参数t检验和分类值的Fisher检验。使用chisquare测试进行基于Avalon或2-套管方法的术中ECLS配置的比较。使用GraphPadPrism7（GraphPadSoftware，LaJolla，CA）估计KaplanMeier曲线并基于术中VV或VAECMO进行对数秩检验。使用SPSS版本23（IBMSPSS，Armonk，NY）对临床和手术特征进行单变量Cox回归测试。所有p值均为双侧，p0.05具有统计学意义。
结果
1.用于急性恶化肺移植等候者的配置趋势
实践趋势在图1中概括为年份，不包括原发性肺动脉高压患者。随着时间的推移，桥接移植的病例总数有所增加。在该人群中，配置逐渐从VAECMO转变为VVECMO。
2.患者特征及桥接ECMO配置向术中ECLS的过渡
采用VVECMO并进行移植（N=34）的患者的临床特征如表1所示。一旦患者需要机械通气，ECMO可在短时间内（中位数1.5天）开始。超过70％的患者接受单腔管插管，超过40％的患者接受VVECMO支持。
表2总结了从VVECMO桥接到术中ECLS的构型转变。三名患者需要CPB：2例除了心肺支持外，还使用心脏切开吸引术控制出血（两者均为再次移植），1是根据外科医生的判断进行心肺支持。将Hemolung作为移植桥梁的3名患者转为VAECMO。与Avalon套管桥接的患者和2-cannula方法之间的术中ECLS类型无显著差异（卡方检验，p=0.95）。
3.基于VVECMO桥接后ECMO类型的临床结果
表3显示了基于VVECMO桥接术后VVECMO和VAECMO的短期结果。两组间移植结束时ECMO拔管率无显著差异。VVECMO组中的10名患者在手术后继续使用VVECMO。在VAECMO组中，2名患者在术后转换为外周VAECMO，4名患者转为VVECMO。尽管这没有达到统计学意义（p=0.06），但在VAECMO组中，红细胞输入量往往更高。在移植结束时，在术后ECMO持续使用时间，30天和90天死亡率，胸部重新开放术后出血或需要肾脏替代治疗时，拔管率没有统计学差异。值得注意的是，植入时间（热缺血时间）在各组之间没有显著差异（右肺：VV65.8§17.1vsVA74.3§9.5分钟，p=0.35;左肺：VV69.7§14.8vsVA60.5§4.4分钟，p=0.39）。
所有移植患者的中位随访期为天（图2）。VAECMO组和VVECMO组的一年生存率分别为90.0％和73.1％。总体存活率也没有显著差异（对数秩检验，p=0.59）。
4.从现有VVECMO桥接到术中VAECMO的两种类型的过渡
转换为术中VAECMO的适应症分别为全身性低血压（n=1），肺动脉高压（n=5）或预期有血流动力学不稳定（n=5）。3名患者中，VAECMO在第一次肺植入后和第二次全肺切除术之前或期间开始，以半紧急方式增加肺动脉压。
当使用术中VAECMO时，在所有情况下（n=11）将流入插管插入升主动脉中。有2个VAECMO配置，一种是静脉动脉（VAV）支持，其中主动脉流入套管使用Y形适配器连接到现有的静脉流入物（n=7;图3A和B）。在这项技术中，通过可调节的管夹将流入静脉插管的流量限制在1升/分钟左右，以优化流向升主动脉的流量。另一个配置涉及使用2个单独的ECMO回路，其中我们将流出套管插入右心房并且将流入套管插入升主动脉以使用单独的ECMO回路（n=4;图3C和D）实现VAECMO。在这种“双回路技术”中，将现有的VVECMO保持在约1.5升/分钟的低流量，以避免血液凝固，同时控制流向VAECMO回路的流量，用于心脏支持和肺循环减压。当右心房打开用于插管以避免空气进入现有的VVECMO回路时，VVECMO的流动被短暂停止。将2个插管插入右心房/下腔静脉没有任何技术困难或并发症发生。此外，在这种双回路技术中，当指示恢复同种异体移植物而不需要重新配置回路时，现有的VVECMO桥接回路可以在操作后保留。
5.临床因素表明VVECMO桥接后需要VAECMO支持
表4显示了术中VAECMO支持需求的临床变量的单变量分析。在VAECMO组中，特发性肺纤维化或硬皮病患者较多，囊性纤维化患者较少，但差异无统计学意义。Hemolung的所有患者术中均置入VAECMO（p=0.04），因为该装置在肺移植期间不能提供足够的氧合支持流量。双肺移植在95％的VVECMO组和91％的VAECMO组中进行（无统计学意义）。然而，VAECMO组双侧肺叶移植的百分比显著较高（p=0.01），这表明VAECMO常见的做法是保护肺叶。
6.VVECMO桥接肺移植术后的死亡预测因子
在随访期间，有7例患者死亡。表5总结了受体基本特征，移植类型和术中ECMO配置预测死亡的单变量Cox回归分析结果。所研究因素没有统计学上有显著意义的死亡预测因子。与手术后继续使用VVECMO相比，术中VAECMO的使用不能预测死亡（p=0.60）。
讨论
在这项研究中提出了与VVECMO桥接后肺移植术中ECMO（VVvsVA）配置使用相关的临床结果。2个术中配置的死亡率或主要发病率没有显著差异。转为VAECMO的患者输血有增加的趋势，但没有达到统计学意义，这可能与升主动脉插管的额外肝素推注（60IU/kg）有关。其次，虽然ECMO通路的灌注量很低（约为毫升林格氏液），但术中VAECMO的双回路技术仍会稀释血液。
虽然术中VA和VV患者的背景特征没有统计学上的显著差异，但这些特征并未完全进行匹配或调整。VAECMO组往往有更复杂的病例，如肺纤维化或肺叶移植。VAECMO的使用可能成功地减少了原发性移植物功能障碍的发展或复杂病例中有移植后不利结果的发生，如果使用常规CPB支持，这更有可能发生。
肺叶移植的主要挑战之一是血管床减少，这显著增加了再灌注水肿的风险，特别是首次植入的肺叶。重要的是，VVECMO不会降低肺血流量，因此我们不能使用肺保护灌注策略。因此，我们有时在植入第一叶肺之前将桥接VVECMO切换到VAECMO作为预防措施，特别是在试验钳夹肺动脉后肺动脉压增加的患者中。
由于流量和氧合支持方面的局限性，Hemolung桥接患者被转换为VAECMO。在我们机构，对于那些移植而没有接受桥接的患者，当需要时，主要的术中支持模式是中央型VAECMO。它提供完整的血液动力学和呼吸支持，以及在再灌注期间保护移植肺。根据这项回顾性分析，3名Hemolung患者在术中可能可以接受VVECMO支持，然而，会需要额外的外周插管，因此我们优先选用中央型VAECMO。此外，其中1例患者接受了双侧肺叶移植，常规使用VAECMO来保护移植肺叶。
另一方面，在整个移植病例中保持VVECMO的优点是避免了转换过程的潜在技术风险并且可能降低输血风险。就降低由广泛的同种异体输血引起的循环抗原负荷而言，这也可能是有益的。应该注意的是，当患者使用VVECMO桥接时，呼吸支持和随后的保护性通气已经实现，而无需切换到VAECMO。23例双肺移植病例中18例（78％）实际上仅使用VVECMO，主要因为保护性通气的效果，否则甚至需要进行术中VAECMO。VVECMO的缺点是缺乏血液动力学支持和可控的再灌注，并且没有减压心脏，这可能使手术在技术上更加困难，特别是在胸腔小的患者中。为此，在Avalon套管定位的患者中，右肺移植可能更加困难，因为需要更大的动力使纵隔复位。根据我们的数据，当VVECMO桥接的患者具有血液动力学损害/高肺动脉压或者计划进行肺叶移植时，应用VAECMO可能是此时的合理策略。
点评
在肺移植期间使用VAECMO比VVECMO理论上可能更好。尽管VVECMO能够提供充分的呼吸支持及并可以采用肺保护性通气策略，但它不能维持患者血流动力学稳定。VAECMO可以维持全身血压，因为血液被直接泵入体循环。此外，VAECMO可以在再灌注时为同种异体移植物提供可控制的流量，因为VAECMO绕过肺循环。以前的研究已经强调了可以用VAECMO实现控制移植物再灌注的保护作用。然而，从VVECMO切换到术中VAECMO具有一些潜在的缺点，它需要主动脉插管，会有小但严重的出血，夹层和血栓栓塞风险；这项研究没有报告这些并发症，但VAECMO患者确实需要更高水平的输血，输血可能与肺移植后原发性移植物功能障碍的额外风险以及死亡率增加有关。
这项研究的主要局限是样本量小，这可能会阻碍重要因素的检测或预测因素的识别。除了特发性肺纤维化和肺叶移植之外，还已知例如体重指数与肺移植后较高的死亡风险相关。可没有足够的统计学知识来检测肺移植后死亡的预测因素，这种对死亡数据的预测需要用更大的队列进一步分析。
总之，虽然VVECMO桥接可以提供相似的临床结局，但中心VAECMO可用于支持移植期间的血液动力学稳定，提供良好的呼吸支持，并且考虑到转换为VAECMO的患者的良好结果，我们应该尽量克服技术上的困难，如输血，动脉出血、夹层、栓塞等。当需要转换时，无论是VAV还是双回路技术都可以在肺移植手术过程中为患者提供良好的心肺支持。
（编译孙梦审校张卿卿吕欣）
主要参考文献：
HashimotoK,HoetzeneckerK,YeungJCetal.Intraoperativeextracorporealsupportduringlungtransplantationinpatientsbridgedwithvenovenousextracorporealmembraneoxygenation[J].JHeart?Lung?Transplant.,pii:S-(18)-0.DOI:10./j.healun..07..
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