体外膜肺氧合(Extracorporeal Membrane Oxygenation，ECMO)具有改善供体功能，提高供体质量，从而扩大供者池的作用，且ECMO也可以作为心肺移植的桥梁，提高心肺移植的存活率。还能为实体器官移植术后发生的心肺功能衰竭提供生命支持，改善受者的预后，促进术后康复，从而逐渐在器官移植领域受到重视，广泛运用于器官移植领域。现就ECMO在心肺移植中的应用进行综述。

器官捐献可以按照Maastricht分类^[1]，分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和Ⅴ类，其中M-Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ和Ⅴ类均属非控制型器官捐献，M-Ⅲ类则属控制型器官捐献^[2]。目前，受法律、文化及伦理等的影响，世界各国在ECMO技术应用方式，呈现不均衡状态。在西班牙和法国，潜在供者家属在签署器官捐献同意书之前，移植医生即有权对非控制性器官捐献行ECMO支持。而在中国、美国等这一行为并未得到法律的支持。

器官捐献者死亡后，血流动力学变为低排低阻，呈现分布性休克的特征，失血以及血管收缩性麻痹等原因导致前负荷下降；脑死亡后交感神经递质大量释放、交感神经张力的变化，增加后负荷；缺血以及心脏创伤导致心肌收缩功能受损^[3]。随着技术的提高脑死亡器官捐献(DBD)呈下降趋势，而心死亡器官捐献(DCD)呈8倍速率飙升^[4]，为供者池的主要来源^[5]。与DBD比较，DCD供者缺血时间更长，细胞稳态被破坏，酸中毒及炎症因子释放，组织器官损伤更加严重。有研究者发现，来自无心跳供者的供肾，移植后出现肾小管坏死率高达65%^[6]。心脏移植术后30 d内死亡的第一位原因是原发移植物无功能(Primary Nonfunction, PNF)，其死亡率为13.9%^[7]。ECMO能维持有效的循环灌注，使得供者器官在切除前减少热缺血损伤，同时减少不可预测的心跳骤停^[8]。并且有研究表明，ECMO可恢复DCD供者肝、肾组织中的ATP及谷胱甘肽的水平^[9]，减轻组织热缺血损伤，可以显著降低肝移植术后缺血性胆管炎和PNF^[10]，霍枫等^[11]报道了将ECMO用于供肝的维持治疗，受者术后无一例发生肝脏PNF、肝动脉血栓和缺血性胆管狭窄。可见ECMO在维持供者器官功能方面，具有显著的作用。

器官移植是治疗终末期器官衰竭的唯一的有效方法，患者在等待供者的过程中，易发生心力衰竭和呼吸衰竭。研究表明，由于供者缺乏，约三分之一的患者在等待供者中死亡^[12]。在ECMO转流期间，为患者提供有效的循环和呼吸支持，确保良好的氧合功能，维持血流动力学稳定，从而延长患者等待供者的时间。

ECMO作为心室辅助措施之一用作终末期心肌病、终末期心力衰竭患者心脏移植前的过渡，越来越广泛^[13]，能帮助度过移植前的心衰危险期。2008年9月至2014年7月，武汉协和医院共行150例原位心脏移植术，有11例患者因扩张型心肌病导致心力衰竭行ECMO辅助技术，8例成功脱机，脱机率72.7%^[14]。

据国际心肺移植协会截至2010年初的统计，全世界共完成3 456例心肺移植，32 652例肺移植，且每年以2 700例左右的数量增长^[15]，由于供者不足，较多患者在等待肺移植的过程中死亡。ECMO作为等待肺移植的过渡措施是可行的。例如先天性的肺动脉高压的患者，双肺移植是唯一有效的办法。肺动脉高压常合并右心功能不全，利用V-A (Veno-arterial )ECMO^[16]，提供循环和呼吸双支持，顺利帮助患者渡过了等待供者的时间，成功地进行了肺移植。国内外还有许多报道显示，ECMO作为移植前的生命支持系统取得了较好的临床效果。Broome等^[17]报道，对1例进行性恶化肺泡炎患者行ECMO转流，52 d后行肺移植，术后患者康复出院。在肝移植前发生肝肺综合征(hepatopulmonary syndrome，HPS)的患者^[18]，通过ECMO支持治疗，控制了严重的低氧血症，成功地完成了肝移植。Carter等^[19]也通过META分析对照了脑死亡后从ECMO支持获取的肝肾器官和没有ECMO支持而获取的肝肾器官的效果，他们发现，ECMO支持后获取的肾脏和没有ECMO支持获取的肾脏器官，在DGF和移植物1年存活率和功能方面没有差别，但是肝脏器官的废弃率在ECMO支持组中要高，但6个月到1年的器官功能方面两者无差异。付国伟等^[20]分析了4例脑死亡器官捐献患者，紧急行ECMO支持，辅助9.5～78.0 h后，肝肾功能得到一定改善再行移植，获得了良好地效果。霍枫等^[21]也报道了1例ECMO用于脑死亡合并意外心脏停搏捐献者器官保护的病例，说明ECMO用于脑死亡伴循环不稳定并发意外心脏停搏供者支持治疗，不仅为器官捐赠赢得宝贵时间而且可以较好地保护器官功能。

体外循环(Cardio-Pulmonary Bypass, CPB)作为一门相对成熟技术已广泛应用于心血管外科，在国内刚刚起步的肺移植领域中也开始应用CPB。但是CPB支持下的肺移植围手术期的并发症较多^[22]，如全身肝素化引起的出血，炎症介质激活，引起血液损伤，进而导致再灌注损伤和PFN等。ECMO的操作简单，不用额外添加肝素，在器官移植手术操作中越来越多的引起关注，在一些方面，ECMO代替CPB成为发展趋势。

1978年，Nelems等^[23]将ECMO应用于肺移植手术，后来逐渐推广。ECMO在序贯式双肺移植手术中的国内外研究较多，在植入第二个肺的过程中，植入的第一个肺承担了整个心排量。此时可能发生严重的组织间隙水肿和肺泡水肿，导致气体交换障碍。并且阻断一侧肺动脉后肺动脉压急剧升高，导致右心衰和血流动力学严重紊乱。ECMO转流用于肺移植术可有效控制肺动脉高压，避免急性右心衰和血流动力学严重紊乱，提高肺移植术成功率及受者的存活率。Ko等^[24]报道在ECMO支持下施行的12例单肺移植和3例双肺序贯移植。Pereszlenyi等^[25]报道l7例双肺序贯移植，均取得良好的支持效果，且术后早期移植肺功能良好。与CPB比较，ECMO的操作较方便，降低左肺移植手术难度^[24]，增加组织供氧，减少缺血再灌注损伤。术中使用肝素涂层管道，无需在循环中添加肝素，减少出血的发生。国外的有些移植中心，分别将ECMO和CPB应用在肺移植的患者中，比较后发现，应用ECMO能显著减少血液的输注，降低术后机械通气时间以及在重症监护病房(ICU)的住院天数^{[26,27,28,29]}。Munich肺移植团队将ECMO作为肺移植后的体外心肺辅助支持的标准^[30]。在联合双边肺和肝移植的手术中，Scheiermann等^[30]通过研究后，推荐在肝移植手术中，将ECMO代替CPB能取得更好的效果。Hayangad等回顾性研究了在肺移植前是否使用ECMO对存活的影响，机械通气(MV)和MV＋ECMO组之间的总生存期无差异(P＝0.07)。MV＋ ECMO组术后1年的生存质量要高些(P＝0.01)。并且，MV＋ ECMO组的受试者在肺移植后更可能需要ECMO(16.7%MV，而MV＋ECMO为57.1%，P<0.001)。术后住院时间，移植物存活时间，急性排斥反应发生率，肾功能衰竭，需要再次手术的出血或气道并发症均无差异^[31]。而Shah等^[32]提出，在肺动脉高压需要做肺移植的患者中，如果术前出现严重的右心室功能障碍、三尖瓣返流、右心室扩张和氧耗量的增加、肺动脉血流增加预计移植术中需要EMCO的支持。而ECMO支持后的住院时间会延长，但没有增加病死率和其他并发症的发生。纪勇等^[33]也发现，ECMO能够有效促进移植肺功能恢复，降低PGD受者的死亡率，如达到使用ECMO的指征，应尽早使用。

器官移植术后，常常合并心肺的并发症。心脏移植后右心功能衰竭发生率高于左心功能衰竭^[34,35]。ECMO通过解除肺血管痉挛，降低肺动脉高压，改善右心和肺功能，降低心脏前后负荷，既能减少正性肌力药物的使用，又使心肺得以充分的休息，为心肺可逆性病变的恢复提供宝贵的机会^[14]。Taghavi等^[36]比较了心脏移植后发生药物难治性右心功能衰竭时，右心室辅助装置和ECMO的治疗效果，结果显示，两者的撤机率分别为13%和77%，应用ECMO能取得更好的效果。肾移植术后发生卡氏肺孢子虫病(PJP) ^[37]，66.7%发展为急性呼吸衰竭，当使用100%的纯氧进行机械通气，仍不能满足患者的氧供时(PaO₂/FiO₂<200)，应及早使用ECMO，遏制疾病的进一步发展。肝移植后肝肺综合征(Hepatopulmonary Syndrome, HPS)的发生率从4%增加到32%^{[38,39,40,41,42,43,44,45,46]}，HPS导致严重的低氧血症。有研究报道，原位肝移植后PaO₂<60 mmHg^[46]会增加死亡率。利用V-V(venovenous)ECMO能改善严重的低氧血症^[47]，帮助患者安全地度过原位肝移植术后HPS阶段。有一项大规模的回顾性研究显示^[48]，肝移植导致心脏骤停的发生率约5.5%，30 d死亡率高达44.1%。在行心肺复苏10 min后使用V-A ECMO的存活率，明显高于30 min后的存活率。还有许多国内外关于ECMO应用于原位肝移植后的报道。小儿原位肝移植后肺部并发症的相关文献中记载^[49]，术后3例并发严重的肺部感染，用ECMO辅助治疗后，有2例小儿康复并顺利出院。有研究报道了1例17岁的肺囊性纤维化患者在接受肺移植后通过V-V ECMO保护移植肺的功能，从而避免原发性移植物功能障碍的发生^[50]。

ECMO在器官移植中应用的效果显著，从供者的功能维持到移植术后的并发症的处理，都发挥了重要的作用。但ECMO在器官移植的应用中尚存在需要改进的问题。(1)应用ECMO的并发症率高达20%～30%^[51]。如出血、血栓形成、溶血、插管远端肢体缺血及感染等。权衡利弊，正确应用ECMO技术至关重要。(2)ECMO临床报道缺乏大样本、多中心的随机对照研究。ECMO的应用时机、指征、应用时间和预后判断等一直存在争论^[52,53,54]。(3)最佳温度尚不明确，Barcelona团队分别将原位降温灌注(Cold In-suit Perfusion, ISP)，全身降温灌注(Total Body Cooling, TBC)，和常温体外膜肺氧合(Normothermic ECMO, NECMO)用于非控制型DCD，进行肾移植，发现与TBC和ISP比较，NECMO能减少移植物功能延迟(DGF)和PNF的发生率(P<0.01)，TBC与ISP相比能缩短DGF时间(P<0.05)^[55]，而目前所报道的文献中ECMO支持温度差异较大(4 ℃、15 ℃、22 ℃、32 ℃及37 ℃ )。(4)ECMO的最佳运行时间不明确，西班牙和法国支持DCD所允许的ECMO最长支时间为240 min，但缺乏临床的可靠数据，并且在不同需求中应用ECMO的最佳运行尚无定论。(5)针对不同的器官支持，ECMO循环中能否添加药物来加强器官保护作用，添加何种药物，何种剂量，这一系列问题都值得我们进行深入探讨。