选择什么样的ARDS患者进行ECMO治疗

ARDS是一种致命性的呼吸衰竭，由于没有特殊的治疗方法，支持治疗仍然是主要的治疗策略。体外膜肺氧合（ECMO）作为重症ARDS患者的干预手段，通过促进气体交换和提供更多的保护性通气策略。过去的20年来，ECMO技术的改进提高了其安全性和可移动性，使得全球患者可被应用。决定那种ARDS患者需要行ECMO治疗，仍然具有挑战性。大量临床和实验室标志物已经被调查，多种风险评分已经建立，都为了急诊医师的决策。然而，它们仍然不够完美，并且这些选择尝尝基于制度指南和主治医师的临床印象。考虑到这种干治疗的潜在风险和资源影响，患者的选择是至关重要的，只有在有机会恢复或为移植桥接的患者提供ECMO支持是重要的。在行ECMO治疗的患者，如果没有机会恢复器官功能或移植，唯一的选择是撤离ECMO和行缓和医疗。这些患者可能是清醒的、可以互动的，这将对患者、家庭、医疗团队来说是个挑战。本文中，我们提出一个争议的案例和回顾文献关于选择什么样的ARDS患者行ECMO治疗。

VV-ECMO在ARDS中的治疗

ARDS约占ICU住院患者的10%。尽管有显著的进步，但是在重症患者中ARDS病死率仍然高达45%，并且它与器官功能不良、永久残疾、巨大经济负担有关。

过去50年技术的进步，VV-ECMO为重症ARDS患者提供一种有效的肺功能支持的方法，在等待治疗的同时，应用超肺保护性通气策略。当前的证据支持在重症ARDS患者中应用VV-ECMO。未来，不太可能有随机对照试验进行重症ARDS患者应用VV-ECMO的研究，因为试验设计的挑战性、纳入病例、花费、小规模ECMO中心研究的普遍性。

因为潜在的毁灭性的并发症、影响远期功能预后、ECMO相关花费的健康医疗系统，合适的患者的选择是成功的关键。综上所述，当ECMO应该还是不应该用时，应该画一条线，而不是简单决定。

病例

患者男性，39岁，既往体检，主因气促、盗汗、体重下降1月入院。CT提示双肺弥漫性磨玻璃影，初步考虑非控制肺炎。经完善检查后，患者诊断为HIV/AIDS，其表现非常低CD4水平并且HIV病毒载量＞61000copies/ml。该患者同时有耶氏肺孢子菌肺炎、分枝杆菌肺炎和巨细胞病毒感染，被给予复方新诺明、激素治疗PJP，阿奇霉素、乙胺丁醇、利福喷丁治疗结核杆菌，更昔洛韦治疗CMV。

入院1周后，患者因呼吸衰竭需行气管插管而转入ICU。尽管给予了深镇静、麻醉和优化机械通气策略，但是该患者病情仍恶化。在转诊时，他的气体交换开始迅速恶化，pH7.04，PCO2 ＞115mmHg，PO2 98mmHg，FiO2 85%。为了改善高碳酸血症，该患者需要可能导致肺损伤风险的通气水平。随后该患者接受了VV-ECMO治疗和抗逆转录病毒治疗HIV。

对于该患者，支持行ECMO治疗的原因有年轻、吴基础疾病、单一器官功能不全、并且认为患者的基础状况和免疫抑制状态通过治疗有可逆的可能性。

我们如何做？

我们鼓励相关中心在考虑ECMO治疗前优化传统治疗措施（图表1）。小潮气量、限制气道压、好水平PEEP的肺保护通气策略应该实施于所有的中重度ARDS患者。如果氧合或通气没有改善，下一步应该尝试应用深镇静、肌松药、俯卧位。当经过这些治疗后，适当的生理目标（如PO2 55-88和pH＞7.25）仍未达到，应该考虑VV-ECMO治疗。当高强度的机械通气可能导致机体损伤时（如ECMO前持续平台呀＞35cmH2O），当血流动力学不稳定，当小潮气量导致严重酸中毒（pH＜7.15），ECMO应该尽早考虑。

总之，我们机构的选择主要依赖于患者的临床特征、机体恢复的预期可能性、移植桥接的资格。实施的标准来自于：重症ARDS的ECMO治疗（EOLOA）试验。我们并没有常规性应用预测评分来帮助选择患者（如下讨论）。当出现相关禁忌症时，如高龄、多器官衰竭、免疫抑制、合并并发症，可能会改变继续行ECMO的策略。单独的机械通气时间过长（如＞7天）不是禁止行ECMO的标准，我们应该考虑临床发展过程。比如，我们应该更倾向于给在前5天病情好转而接下来2-3天恶化（可能由于新发生的VAP）的患者行ECMO治疗，而不倾向于给予优化的肺保护性通气策略前提下7天内病情仍然持续恶化的患者行ECMO治疗。这种决策由重症医生和胸外科医生共同决定。如果患者在偏远地区的医疗机构，下一步应该考虑是否上ECMO或机械通气后转诊。转运ECMO患者的标准包括临床稳定性。在超声引导下经皮留置导管，应用胸片和心脏超声来确定引流管的合适的位置。

文献回顾及目前指南

机械通气通过改善气体交换救治ARDS患者，但是由于其机械作用，它也会导致呼吸机相关肺损伤（VILI）。VV-ECMO的目的就是提供足够的气体交换，同时让肺充分休息和减轻VILI。但是目前并没有给予证据的临界值来指导什么时候应该开始行ECMO治疗。当基础疾病有恢复的可能行，VV-ECMO可以认为是肺恢复期的桥梁，但是往往很难明确这点。ARDS是一个系统的过程，可能数周甚至数月的康复过程，尽管如此，长期和功能恢复并不一定能达到。接受ECMO患者的评分系统和病死率预测方面的发展困难重重，因为随着ECMO技术的改变，相关的小样本、高度特定人群的研究、大量患者异质性。因此，VV-ECMO常常被用作补救性治疗，但是如果当高风险特征出现时，我们应该早期应用来及时的改善威胁生命的气体不足和血流动力学不稳定（如，右心衰竭），这样可能终止进一步的器官衰竭。这种决策常常依据具体情况而定，如：常常需要考虑肺损伤（可逆的）内在的病理生理改变，考虑任何发病前的合并症和其生理储备情况、ECMO的风险和受益、无明显禁忌症。

当前指南

尽管目前有一些相关指南，但是决定什么样的患者应该行体外生命支持（ECLS）治疗仍然存在争议。ELSO指南指出当预期病死率超过50%应该考虑行VV-ECMO，当超过80%，也应该考虑。这些推荐可能来自历史数据，当时应用并不先进的技术支持和较晚实施的抢救措施。当前的证据显示更早的应用ECMO可能阻止进一步的肺损伤和器官功能不全。ELSO指南亦提出ECMO治疗没有绝对禁忌症。然而，专家建议ECMO的禁忌症包括：严重的不可逆的呼吸系统疾病，无法行肺移植时；存在不可逆的状态而无法从ECMO收益的患者（如：致死性神经损伤、无法治愈的转移癌症）。

患者特征

有很多实验研究年龄对VV-ECMO病死率的影响因素，但是并没有得到绝对的cutoff值。有关传统通气支持方法与ECMO治疗严重成人呼吸衰竭（CESAR）有效性和经济方面比较的实验纳入年龄＜65岁的患者。随后的EOLIA实验没有年龄上限。这些研究得出一致的结论，＜45岁患者预后较好，大于60-65岁患者的预后较差。在年轻患者（＜45岁）中，ECMO不应仅仅因为器官衰竭而认为为ECMO禁忌，因为无论脏器衰竭评分多少，他们的预后都较好。

尽管高BMI被认为是ECMO的相对禁忌症，但是一些研究提示并非如此，事实上，更高的BMI于更高的存活相关。肥胖患者的ECMO治疗的困难包括：血管通路建立困难、不能达到预期的血流量、ECMO前或后行俯卧位的挑战性。文献研究肥胖与ECMO治疗病死率的相关性，但是可能存在偏移，因为超高的BMI患者很少行ECMO治疗，由于在这些患者的机械通气的特殊性，导致开始行ECMO治疗的临界值亦不相同。单独的超高BMI（BMI＞40）并不是ECMO的禁忌症，但是这类患者的留置导管会非常具有挑战性。

气体交换

在现有研究中，ARDS患者选择ECMO治疗的标准略有不同，但是既往它们都主要是基于气体交换的损伤程度来决定的。但是，注意的是  行ECMO治疗的ARDS患者的预后并不跟氧合指数相关，而是由其它与机械通气相关的多种因素和肺外器官功能障碍决定。血液标记物可能与病死率相关，如：血小板计数、血红蛋白、血细胞压积、纤维蛋白原、胆红素和PH。

当不因低氧血症，而是因为VILI和高碳酸血症而行ECLS治疗时，从生理理论来说，仍然是通过降低机械通气支持强度而减少呼吸做功。然而，与极度缺氧的患者比较，存在VILI和高碳酸血症的患者也许可以应用体外CO2清除术（ECCO2R），这项技术常常只需要较低的血流速（如＜1.5L/min）。目前尚无确切证据支持在ARDS患者中常规应用ECCO2R，不过，最近一项具有可行性和安全性的研究表明在ARDS患者中，ECCO2R可以安全地促进超保护性肺通气策略实施。许多探索ECCO2R的研究正在和计划进行。

血流动力学

当选择患者时，血流动力学状态和其他明确的临床特征也应该考虑。血流动力学的标志，如：平均动脉压、乳酸水平、去甲肾上腺素用量，都独立地与行VV-ECMO患者的病死率相关。

在ARDS和顽固性吸氧血症的患者中三种常见的血流动力学特征有：低氧血症和血管舒张、低氧血症伴右心室衰竭、低氧血症伴单独左心或双心室衰竭。VV-ECMO通过纠正缺氧和酸中毒，来改善ARDS患者的血流动力学，同时降低机械通气的支持强度，进而降低胸腔内压、降低镇静深度、改善右心功能。在血流动力学不稳定、需要高水平的血管活性药物支持的患者中，我们应该常规地应用心脏超声来进行初步评估，以指导ECMO团队选择最适宜的循环方式（VV-ECOM与VA-ECMO）。

风险预测评分

因为ARDS患者中选择VV-ECMO很困难，很多风险预测评分被试验和开发，来知道急诊ECMO团队来更好的选择哪些患者可以从VV-ECMO中获益。在这些评分中，提示预后较差的因素有：高龄、在行ECMO治疗前住院时间和机械通气时间长、免疫抑制状态。在一些机构中，评估行ECMO前进行Murray评分，该评分只关注呼吸系统和机械通气状态。在这些研究中，ARDS患者中VV-ECMO的风险评分，机械通气的参数与高的病死率有关，包括：行ECMO前的高平台压、低PEEP、高吸气峰压、PCO2、机械通气天数。机械通气第7天好像是一个时间点，预示着存活率降低，并且早期应用ECMO提示可能预后良好。这就提示我们可能应该调整不同的方法在ARDS早期阶段开始ECMO，而不是当做一种补救性治疗。

与改善预后相关的其他因素包括：病毒性肺炎（尤其是H1N1）、吸入性肺炎、适应标准的治疗措施，像俯卧位和神经肌肉阻滞。从目前情况考虑，应该加大对免疫受损状态的评估，因为从上述评分系统来看，免疫系统受损与更差的预后相关。在干细胞或骨髓移植后的患者中，因急性呼吸衰竭性行ECMO治疗的预后极其差，存活率＜20%。对于HIV患者接受ECMO治疗的数据较少，不过，这类患者可能应该处于不同分类，因为当这些患者接受适当的抗逆转录病毒治疗后，往往预后较好。

预测评分可以总作为选择患者的标准和深入评估患者预后，但是这些评分存在附加条件，大多数与外部有效相关，而缺少深入地、长远的预后评估，这就限制了预测评分的应用。因为参与评分系统形成的患者都接受了ECMO治疗，他们就不可能来帮助我们识别是否所有的患者都会从ECMO治疗中获益。风险评分系统可能在接受ECMO治疗的预测死亡率方面更有用。正因如此，在考虑是否行ECMO治疗时，我们并没有常规地应用这些评分系统。然而，这些评分系统可以成为临床医生和家属在高风险ECMO治疗患者中减少应用的原因。

无桥梁，无VV-ECMO

当VV-ECMO作为疾病恢复的桥梁作用时，疾病的可逆的关键，但是这往往很难精确的判断。ARDS是全身性系统性过程，病程需要几周或几月，长期功能恢复可能不能达到。VV-ECMO的时机选择是具有挑战的并且很难预测。通常需要专家的想法和个人偏好的判断治疗是否无效。通常基于患者的特殊的临床状态来提示患者已经康复，如：患者的血流动力状态、机械通气条件、生理储备能力。

在这种情况下，可能可以帮助临床决策什么时候ECMO治疗将会失败，如：正常（或高动力）双心室功能状态下的ARDS患者存在顽固性脓毒性休克。在严重血管舒张性休克的患者中，对多种升压药物反应差，VV-ECMO可能不能提供足够的流量以纠正低氧血症。这时，VA-ECMO可能也不足以提供血流动力支持，因为心室功能为高动力型，并且ECLS并不能改善血管张力。

我们不考虑应用ECMO的其他情况有：慢性呼吸系统疾病无恢复希望或无器官移植可能、近期异体干细胞移植、ARDS合并多器官功能衰竭。

患者目标、偏好、预后

研究表明，危重疾病对功能预后的影响显著，尤其是ARDS后。ARDS患者（和家属）应该充分被告知ECLS可能对生活和认知的健康质量的影响。这样可以区别不同患者对于预后的期望值。研究表明，行ECMO治疗存活的ARDS患者与仅仅行机械通气治疗存活的ARDS患者相比，健康相关生活质量更低。有趣地是，ECMO治疗患者心理疾病发病率更低，包括：抑郁和焦虑。在肺功能容量方面两组相似，在对较差氧和教育水平进行校正后，认知功能预后亦相似。总之，存活者中50%的高压不住重回工作岗位，只有50%的患者重回以前的工作岗位。

ECMO中心/系统注意事项

证据显示，当患者转至高容量呼吸衰竭中心治疗会改善预后，这些治疗中心拥有多学科团队，可以为病情复杂的患者提供专家级别治疗，拥有充足的资源以延长ECMO运行和长时间的EMCO后治疗。这就需要建立交流网络、医疗健康政策和基础设施和拥有保证安全转运上或不上ECMO患者的团队。小的医疗中心更可能在ARDS的最后阶段行VV-ECMO治疗，作为一种补救治疗，因为小的医疗中心发生医疗相关的置管和ECMO运转过程相关并发症的风险更高。在高风险和可能潜在高病死率的情况下，医生可能选择不进行插管。

为了进一步描述，现有的决策选择什么样的患者进行ECMO治疗是具有挑战的，在英国，有证据显示，接受VV-ECMO治疗的ARDS患者6月存活率下降16%。在当地医院接受积极的ECLS专业团队治疗的ARDS患者的存活率为71%。这就意味着几乎三分之一的接受VV-ECMO治疗的患者仍然死亡，他们认为符合专家意见，而16%认为无法从ECMO治疗获益的患者反而存活。这可能提示两种情况：1，过低估计存活率而在基于临床表现和严重指数的患者中减少ECMO治疗。2，我们可能过高估计存活率或者在ECMO治疗过程中不理解疾病的发展过程。我们需要平衡风险与获益来决定患者是否行ECMO治疗，但是我们的决策能力尚不完美。

总结问题处理方法

总之，决定ARDS患者是否上ECMO治疗仍然十分具有挑战性。重症医生不应该承担个人决定患者是否行ECMO治疗的全部责任。这次决策应该是整个ECMO团队共同决定，包括：外科医生、重症医师、内科医生、灌注师以及患者家属及其他监护人。尽管目前尚不完善，但是决策的过程应该基于目前有力的临床标准、器官功能有恢复的可能、应用最优机械通气后病情仍未改善、有后期治疗、康复的社会关系网络。当风险高于获益时，当明确有其他重要肺外器官功能衰竭时、当分层指标提示患者远期非常差或非常高病死率时、当由于缺乏资源和专业技术支持而无法保证提供高质量治疗时，均不要考虑行ECMO置管。表1展示了我们的建议的计算方法知道什么样的患者需要考虑行ECMO治疗。在我们机构，我们接受广泛地区的ECMO治疗适应征。我们在这里讨论了一个案例，可能比较有争议，但是我们希望证明当我们考虑患者行ECMO治疗时，我们需要有开放的思想，并且建立一个完整的临床图像。尽管该患者是免疫系统受损的，但是他年轻、在次之前是一个健康的无其他合并症。在仅有单器官功能不全下前提下，他的肺损伤可能有可逆的机会。和ICU其他的治疗一样，在与患者和或其监护人进行充分的沟通后，最好进行一个有时限的ECMO试验，接受不进行ECMO治疗的潜在风险。这可能是我们开始理解ARDS行ECMO治疗的所有潜力的唯一方法。

表1：ARDS患者应用ECMO的建议方案流程