体外膜肺氧合(ECMO)是一种能代替心肺功能、维持器官持续灌注的体外循环技术。近年来，因其出色的心肺支持功能，ECMO被越来越多地运用于器官移植领域，从器官捐献供者器官的保护，到器官移植受者移植前的安全过渡、移植中生命支持及移植后呼吸循环系统并发症的处理。ECMO在扩大供者来源、提高移植手术安全性和移植受者存活率方面发挥了重要作用。本文就ECMO在器官移植领域中的应用研究进展进行综述。
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体外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation，ECMO)是一种成熟的、能够代替人体心肺功能的体外循环技术。ECMO将自体血液通过管道引流至体外，在动力泵提供的血流动力下，经氧合器进行氧合，同时清除二氧化碳，最终再注回体内。ECMO能在公民逝世后器官捐献时提供稳定的自体氧合血液进行器官灌注，有效缩短供器官热缺血时间，促进器官功能恢复，从而提高移植物质量[1]。近年来，ECMO在器官移植领域中的应用取得了较好的临床效果，不但应用于供器官保护，而且在移植前和移植过程中受者生命支持及移植后各种并发症抢救方面也得到较好应用。本文就近年来ECMO在器官移植领域中的应用展开综述，包括其在移植供、受者中的应用以及面临的挑战和展望。
近十余年来，ECMO对器官捐献供者的保护作用越来越多地被各大移植中心报道，主要原理是其能有效缩短供器官热缺血时间，提高供器官质量，降低移植物功能延迟恢复和移植物无功能的发生率，进而改善捐献器官的质量，保障受者器官移植的安全。与此同时，潜在的器官捐献数量扩大，单一捐献者的器官产出率得以升高。中国和其他国家几乎于同一时间展开相关研究。
2006年，西班牙一项大样本回顾性研究发现，320例经ECMO支持的心脏死亡器官捐献(donation after cardiac death，DCD)肾移植受者1、5年生存率分别为87.4%、82.1%，与脑死亡器官捐献(donation after brain death，DBD)肾移植受者(<60岁)1、5年生存率(90.7%、85.5%)无显著差异，明显高于老年DBD肾移植受者(≥60岁)1、5年生存率(79.8%、73.3%)[2]。2007年，Fondevila等[3]报道在ECMO支持下获取的10例DCD肝移植中，1例受者术后发生移植肝无功能，1例发生肝动脉栓塞，其余移植肝肝功能均良好。2006年1月至2008年3月，Jiménez-Galanes等[4]进行了前瞻性病例对照研究，发现ECMO支持下获取的不可控制型DCD肝移植受者与DBD肝移植受者1年生存率差异无统计学意义，认为不可控制型DCD供肝可作为潜在的、安全的移植肝来源。Farney等[5]于2011年报道了19例ECMO支持下完成的DCD肾移植，发现在供肾获取时应用ECMO支持能够降低移植肾功能延迟恢复发生率，且缩短住院时间。2012年，韩国Lee等[6]报道了1例ECMO支持下完成的不可控制型DCD肾移植，2例供肾移植后均即刻发挥功能。同期，Fondevila等[7]再次报道了34例ECMO支持下完成的不可控制型DCD肝移植，移植肝和受者1年生存率分别为70%和82%，与同期DBD肝移植受者生存率相比差异无统计学意义。
与此同时，我国各大移植中心也对ECMO在器官捐献供器官保护中的作用展开探索。广州军区总医院肝移植中心于2009年2月开始使用ECMO对DCD器官进行保护，至2013年9月共完成52例ECMO支持下DCD器官获取，供器官移植后均取得满意疗效[8]。2011年，中国台湾Hsieh等[9]报道完成了5例ECMO支持的DBD器官捐献，最终成功实施8例肾移植、2例肝移植和1例肝肾联合移植，受者均顺利康复。Yang等[10]于2012年报道3例ECMO支持下DBD供心捐献，3例心脏移植受者随访1年后均状态良好。何洹等[11]报道将ECMO运用于潜在DCD供者院间转运的经验，8例脑外伤潜在DCD供者在ECMO支持下成功转运至移植医院。范晓礼等[12]将ECMO技术应用于6例器官捐献供者，包括5例DBD供者和1例不可控型DCD供者，其中2例供者器官因损伤超出标准被弃用，剩余4例供者的4例供肝和8例供肾成功捐献，从而认为ECMO能减少公民逝世后捐献器官的弃用。刘军等[13]对比分析了22例循环不稳定的DBD供者ECMO支持前后的差异，发现经ECMO支持后供者血流动力学指标逐步稳定，血管活性药物用量显著减少，供者肝肾功能改善。
近两年来，ECMO在器官移植供者保护方面的应用呈现新的发展趋势。Bronchard等[14]统计了2007年至2013年法国CRISTAL数据库登记的DBD供者，共64例在ECMO支持下完成器官捐献，最终完成109例肾移植、37例肝移植、7例心脏移植和1例肺移植，虽然ECMO支持的供者往往年纪更轻、状况更差，但与非ECMO支持的供者相比，移植肾和移植肝术后1年存活率均无统计学差异。Miñambres等[15]报道了应用ECMO技术对27例可控型DCD供者进行局部常温灌注，最终完成37例肾移植、11例肝移植、6例双肺移植和1例胰腺移植，术后移植物均发挥良好功能。Assalino等[16]报道了2例年轻DBD供者，在ECMO的支持下行原位肝劈离，并成功移植给2例成人和2例儿童受者，术后移植肝功能良好。ECMO的应用使难治性心脏骤停和血流动力学不稳定不再成为肝劈离的禁忌证。Molina等[17]比较了237例常温ECMO支持的不可控型DCD肾移植和237例DBD肾移植的10年随访数据，发现移植物功能和长期生存率并无显著差异。Pérez-Villares等[18]结合心脏骤停常在院外发生的情况，组建了一支移动ECMO实施队伍，并成功完成8例供者捐献任务，符合新的器官捐献和获取的需求。DiRito等[19]综述了以ECMO技术为基础的常温机械灌注，认为其不仅可以增加DCD数量，也可以作为运输药物和营养物等物质的平台。
继美国器官资源共享网络于2007年将ECMO纳入DCD相关程序后，中华医学会器官移植学分会和中国医师协会器官移植医师分会于2016年制订《体外膜肺氧合在中国公民逝世后捐献供器官保护中的应用专家共识(2016版)》[1]，为相关临床科室在器官移植工作中规范化开展ECMO提供指引。
ECMO不仅可以保护供器官，提高移植物质量，在器官移植受者术前、术中和术后也发挥了重要作用。
临床上ECMO被广泛应用于心肺移植术前安全过渡、术中生命支持及术后并发症处理。Hayanga等[20]回顾性比较了美国匹兹堡大学医学中心49例机械通气联合ECMO支持的肺移植受者和与之匹配的48例单纯机械通气受者，发现前者长期生存率显著高于后者，提示机械通气联合ECMO可作为良好的肺移植前过渡策略。Ius等[21]回顾性分析了2010年4月至2015年1月术中ECMO支持的170例肺移植受者生存率，与未进行ECMO支持的425例肺移植受者相当，且并未增加住院期间或出院后死亡率，提示术中ECMO可作为术前和术后ECMO的衔接。周敏等[22]回顾性分析无锡市人民医院10年的肺移植受者临床资料，探讨肺移植术后原发性移植物无功能(primary nonfunction，PNF)的预防和治疗，认为肺移植术后一旦发生PNF，应尽早使用ECMO。2009年，韩杰等[23]报道了心脏移植术中和术后应用ECMO的经验，10例术中ECMO支持并持续至术后的受者术后存活9例，1例因移植物功能衰竭死亡；9例因心脏移植术后移植物功能衰竭抢救性使用ECMO的受者存活7例，2例分别因感染、多器官功能衰竭死亡；研究认为ECMO术中转机并术后辅助的治疗策略有利于长时间缺血供者心脏功能的恢复，进而扩大边缘供者供心的使用范围，亦有利于促进发生移植物功能衰竭受者的恢复。2013年，张海波等[24]报道了12例术中ECMO支持的心脏移植受者，术后ECMO持续辅助返回ICU直至影像学及血清学指标提示心肺功能恢复满意后撤除，12例受者手术成功，均顺利出院。杨柯佳等[25]从置管策略、适应证、禁忌证、并发症、预后及伦理学争论等方面综述了ECMO作为肺移植术前移植桥梁的最新研究进展，认为ECMO作为一项桥接治疗手段，在一定程度上降低了移植等待期病死率，给等待肺源的终末期肺病患者带来希望。
ECMO在肝肾移植受者中的应用主要集中在术后呼吸、循环系统并发症的处理上，在移植手术中的应用近年来也偶见报道。文献报道肝移植术后ECMO主要应用于门脉性肺动脉高压和呼吸功能衰竭的治疗[26,27]。Landsman等[28]报道1例ECMO支持下完成再次肝移植手术的儿童病例，患儿因肝移植术后发生严重的肝素诱导性血小板减少症和多器官功能衰竭而切除失功的移植肝，并在ECMO支持19 h后成功接受二次肝移植手术，但患儿在二次移植后4 d因多器官功能衰竭死亡。Eudailey等[29]报道1例61岁的乙肝肝硬化终末期肝病患者在肝移植术中出现心脏骤停，立即行经纵膈左心辅助联合ECMO，48 h后成功撤除ECMO，移植肝功能良好。Sun等[30]报道1例乙肝肝硬化伴严重二尖瓣和三尖瓣反流、肺动脉高压的女性患者，在ECMO支持下完成肝移植，术后30 h成功撤除ECMO。国内外均有肾移植术后肺孢子菌肺炎感染患者应用ECMO的报道[31]，其目的主要是改善低氧血症，为后续治疗赢得时间。Baek等[32]回顾性分析2010年至2014年韩国峨山医学中心外科监护室出现严重心肺功能障碍的肾移植受者临床资料，12例使用ECMO辅助受者中6例成功撤机，提示ECMO可作为免疫抑制的移植受者发生难治性心肺功能衰竭时的拯救措施。袁润强等[33]通过比较60例非可控型DCD肾移植受者，按ECMO体内灌注时间不同分为3组实验组，分别与对照组(接受循环功能稳定的DBD受者)进行比较，发现实验组和对照组移植物功能延迟恢复、PNF、急性排斥反应发生率、肾移植术后1年受者/移植肾存活率、术后第1天尿量以及术后1年肾功能差异均无统计学意义，因而利用ECMO技术辅助非可控型DCD供者的循环或呼吸功能，可以很好地保护供肾功能，提高供肾使用率。
尽管ECMO在器官移植供者保护及受者围手术期保障方面的应用取得了很大进展，但其在器官移植领域的应用仍有很多问题有待解决。
在宣告患者心脏死亡后，ECMO对心脑的再灌注可能会导致心脏复跳。为了防止心脏复跳，通常在实施ECMO的同时采取主动脉球囊插管阻止因心脏被灌注而出现复跳，可见ECMO使用的同时也使死亡判定变得更为复杂和繁琐。为此，Dalle Ave等[34,35]提出器官保存型ECMO的概念，指实施ECMO的初衷是为了保存供器官，而非拯救生命，并指出在脑死亡后和心脏死亡前实施ECMO，均需取得患者家属特别的知情同意。在开展DCD流程前，必须符合心肺复苏停止的国际公认标准；给正在心肺复苏的患者实施ECMO支持的初衷必须是为了挽救生命，开展DCD前都必须先考虑ECMO支持的心肺复苏[36]。
实施ECMO的经济费用也是造成伦理争议的原因之一。蓝倩等[37]分析了13例ECMO用于DBD供器官保护的各项指标数据，核算因ECMO造成的医疗成本升高情况，并与受者家属进行沟通访谈，发现医疗费用总体上升5.3%，增加受者及其家属的经济负担。
器官移植相关的ECMO技术规范标准尚未达成统一，比如ECMO支持的最佳温度、抗凝与肝素化时机以及ECMO运行时间等。目前研究多为小样本、单中心结果，还需大样本、多中心合作的临床对照研究，以得到更为可信的临床依据。
ECMO在保护供者器官的同时，也可能对其造成新的损伤。在已有炎症反应和低氧刺激的情况下，ECMO的启动成为新的刺激因素，可能加重炎症反应，进而加重器官水肿及功能障碍。同时，由于目前临床上缺乏专门用于移植供者器官的ECMO设备，如何针对器官移植特点进行专业化的设计和技术改良，均是未来需要考虑和解决的问题。
从早期的器官获取到围手术期心肺支持和移植术后并发症的处理，ECMO与器官移植的联系越来越紧密，充分发挥了其在危重疾病中的挽救价值。器官移植医师应该熟悉ECMO的适应证和操作规范，以充分发挥其在器官移植中的临床应用价值。
