评估静脉-动脉(V-A)和静脉-静脉(V-V)转流方式的体外膜氧合(ECMO)辅助下的肺移植受者临床特征及预后情况。
回顾性分析2016年至2018年南京医科大学附属无锡人民医院开展的ECMO辅助下肺移植手术220例(V-A转流147例，V-V转流73例)的临床资料。比较两组受者临床资料、术后并发症及短期生存状况的差异。
V-A组供者性别为女性的比例、手术时间、输血量和尿量均高于V-V组(P<0.05)，但ECMO转流时间低于V-V组(P<0.001)。两组之间术后再开胸、肺部感染、原发性移植物功能丧失及肾功能不全等并发症的发生率以及输血量和机械通气时间的差异均无统计学意义(P>0.05)，短期存活率差异也无统计学意义(P>0.05)。ECMO转流时间与术后机械通气时间和短期存活率独立相关，转流时间12.0～23.9 h、24.0～47.9 h和≥48 h的受者术后机械通气时间≥3 d的风险分别是转流时间<12 h者的7.48 (95%CI：2.61～21.49)、12.30(95%CI：4.54～33.33)和16.02(95%CI：5.25～48.84)倍，术后短期死亡的风险分别是转流时间<12 h者的2.21(95%CI：1.00～4.86)、2.73(95%CI：1.34～5.56)和6.63(95%CI：3.23～13.59)倍。
V-A和V-V转流方式对肺移植受者术后并发症和短期存活率无影响，但转流时间对受者短期生存状况具有预测价值。
版权归中华医学会所有。
未经授权，不得转载、摘编本刊文章，不得使用本刊的版式设计。
除非特别声明，本刊刊出的所有文章不代表中华医学会和本刊编委会的观点。
体外膜氧合(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[1]。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。静脉-动脉(V-A)转流和静脉-静脉(V-V)转流是肺移植领域ECMO辅助的两种最常用转流方式，但临床实践中两种转流方式的选择有时并无明显指征，多是临床医生根据肺通气时的氧合和心功能状态结合临床经验综合考虑，目前关于V-A和V-V转流方式辅助下的肺移植受者预后比较鲜见报道[2]。本研究通过回顾性分析2016年至2018年南京医科大学附属无锡人民医院的肺移植受者资料，评估V-A和V-V转流方式ECMO辅助下的肺移植受者临床特征及预后情况，旨在为临床ECMO转流方式的选择提供更多循证医学数据支持。
本研究获南京医科大学医学伦理委员会批准[批号：2019(420)]。选取2016年1月1日至2018年12月31日期间在南京医科大学附属无锡人民医院肺移植中心行肺移植并且术中采用ECMO辅助的257例受者为研究对象，回顾性分析其临床资料。排除标准：(1)有其他器官移植史；(2)术前应用ECMO；(3)二次肺移植；(4)术中或术后更换ECMO转流方式；(5)ECMO成功撤除后再次使用ECMO者；(6)肺动脉高压和术前美国纽约心脏病学会(NYHA)心功能分级为IV的受者(由于该两类受者全部使用V-A转流方式)。最终排除37例，纳入研究对象220例，其中V-A转流组147例，V-V转流组73例。
本中心参照中华医学会器官移植学分会和国家卫生健康委员会肺移植质量管理与控制中心制定的《肺移植围手术期体外膜肺氧合应用指南(2019版)》[3]制定应用说明并进行ECMO标准化操作。ECMO转流方式根据单肺通气时的氧合和心功能确定，包括V-A转流和V-V转流(以及少量术中或术后更换转流方式)模式。(1)对于单纯高碳酸血症或低氧血症且肺动脉压不高的受者，一般优先选择V-V转流；(2)对于存在中重度肺动脉高压或心功能不全的受者，多选择V-A转流；(3)对于无明显转流方式选择指征的受者，如仅存在轻微的肺动脉高压或轻度心功能不全，若考虑有发生急性右心功能不全或右心衰的风险时多倾向于V-A转流，若无此风险则多选择V-V转流。
V-A转流采用右侧股动静脉插管，V-V转流采用股静脉、颈内静脉置管。ECMO转流期间，维持激活凝血时间160～200 s，根据受者情况和转流方式的不同，将流速调整为1.5～3.0 L/min。手术结束后，将ECMO流量降至1 L·min-1m-2以下，如果血流动力学平稳，氧合指数>300，即可撤除ECMO。若血流动力学不平稳，氧合指数<300，则维持使用ECMO，带ECMO入重症监护室(ICU)。在ICU期间血流动力学稳定、氧合功能良好的情况下降低ECMO流量，当流量降至1 L·min-1m-2以下时，可撤除ECMO。停止ECMO后，当呼气末正压(PEEP)<8 cmH2O、气道峰压<25 cmH2O、通气频率12次/min、吸入氧浓度40%、氧合指数>300时，可停止机械通气，拔除气管导管。
通过电子病案系统回溯供者及受者相关数据。供者数据包括：性别、年龄、机械通气时间、氧合指数和冷缺血时间。受者数据包括：(1)术前数据包括，性别、年龄、原发疾病、氧分压(PO2)、二氧化碳分压(PCO2)、平均肺动脉压、NYHA心功能分级及左心室射血分数(LVEF)；(2)术中数据包括，移植类型、手术时间、输血量及尿量等。(3)术后数据包括：术后再开胸、肺部感染、原发性移植物功能丧失、肾功能不全、输血量、机械通气时间及术后短期(3个月)存活状况。
应用SPSS 24.0软件统计处理数据。符合正态分布的计量资料使用Mean±SD表示，两组之间的比较使用独立样本t检验；不符合正态分布的计量资料使用中位数M(Q1，Q3)表示，两组之间的比较使用Mann-Whitney U检验；计数资料使用率或构成比[例(%)]表示，组间比较采用卡方检验(χ2)或Fisher's精确概率法。采用多因素非条件二分类Logistic回归模型校正组间并发症发生率的差异，使用多因素Cox回归模型校正组间存活率的差异；综合考虑专业相关性和单因素分析结果选择校正变量。P<0.05(双侧)为差异有统计学意义。
不同ECMO转流方式辅助下肺移植受者供者性别构成差异有统计学意义，V-A转流组女性供者比例高于V-V转流组(87.8%和76.7%，χ2＝4.446，P＝0.035，表1)。V-A转流组和V-V转流组受者术前特征差异均无统计学意义(P>0.05)。V-A转流组手术时间为331.5(284.0，400.3)min，高于使用V-V转流组290.0(237.5，386.0)min(Z＝2.904，P＝0.004)；前者ECMO转流时间10.8(5.3，27.5)h，低于后者28.5(16.2，63.7)h(Z＝4.846，P<0.001)。V-A转流组输血量和尿量均高于使用V-V转流组，分别为1 200(800，1 800)ml和1 000(575，1 350)ml(Z＝2.767，P＝0.006)，1 500(1 000，2 000)ml和1 200(850，1 800)ml(Z＝2.945，P＝0.003，表2)。
不同转流方式体外膜氧合辅助肺移植供者临床资料[M(Q1～Q3)]
不同转流方式体外膜氧合辅助肺移植供者临床资料[M(Q1～Q3)]
| 分组 | 例数 | 性别[例(%)] | 年龄(岁) | 机械通气时间(d) | 氧合指数 | 冷缺血时间(min) | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 男 | 女 | ||||||
| V-A-ECMO | 147 | 18(12.2) | 129 (87.8) | 33.2±9.8 | 4.0(2.0～5.0) | 410.0(380.0～469.0) | 445.0(370.0～520.0) |
| V-V-ECMO | 73 | 17(23.3) | 56(76.7) | 34.6±11.3 | 4.0(3.0～7.0) | 401.0(360.0～483.5) | 450.0(365.0～507.5) |
| 统计值 | 4.446 | 0.949 | 1.796 | 0.714 | 0.439 | ||
| P值 | 0.035 | 0.343 | 0.072 | 0.475 | 0.661 | ||
不同转流方式体外膜氧合辅助肺移植受者临床资料[M(Q1～Q3)]
不同转流方式体外膜氧合辅助肺移植受者临床资料[M(Q1～Q3)]
| 分组 | 例数 | 性别 | 年龄(岁) | 原发疾病[例(%)] | |||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 男 | 女 | 特发性肺纤维化 | 慢性阻塞性肺病 | 支气管扩张 | 尘肺 | 其他 | |||
| V-A-ECMO | 147 | 125(85.0) | 22(15.0) | 57.0±10.5 | 117(79.6) | 6(4.1) | 8(5.4) | 11(7.5) | 5(3.4) |
| V-V-ECMO | 73 | 62(84.9) | 11(15.1) | 56.2±11.4 | 53(72.6) | 2(2.7) | 4(5.5) | 11(15.1) | 3(4.1) |
| 统计值 | <0.001 | 0.499 | 3.480 | ||||||
| P值 | 0.984 | 0.618 | 0.476* | ||||||
| 分组 | 例数 | PO2(mmHg) | PCO2(mmHg) | 平均肺动脉压(mmHg) | NYHA心功能分级[例(%)] | LVEF(%) | ||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Ⅰ | Ⅱ | Ⅲ | ||||||
| V-A-ECMO | 147 | 62.0(54.0～74.0) | 42.6(39.0～47.2) | 34.0(27.0～48.0) | 31(21.1) | 91(61.9) | 25(17.0) | 62.0(60.0～65.0) |
| V-V-ECMO | 73 | 65.0(55.5～75.5) | 43.0(40.4～48.0) | 33.0(28.0～41.0) | 9(12.3) | 56(76.7) | 8 (11.0) | 62.0(60.0～64.0) |
| 统计值 | 0.977 | 0.794 | 1.012 | 4.849 | 0.320 | |||
| P值 | 0.329 | 0.427 | 0.312 | 0.089 | 0.749 | |||
| 分组 | 例数 | 移植类型 | 手术时间(min) | ECMO转流时间(h) | 输血量(ml) | 尿量(ml) | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 单肺 | 双肺 | ||||||
| V-A-ECMO | 147 | 106(72.1) | 41(27.9) | 331.5(284.0～400.3) | 10.8(5.3～27.5) | 1 200(800～1 800) | 1 500(1 000～2 000) |
| V-V-ECMO | 73 | 53(72.6) | 20(27.4) | 290.0(237.5～386.0) | 28.5(16.2～63.7) | 1 000(575～1 350) | 1 200(850～1 800) |
| 统计值 | 0.006 | 2.904 | 4.846 | 2.767 | 2.945 | ||
| P值 | 0.939 | 0.004 | <0.001 | 0.006 | 0.003 | ||
注：*Fisher's精确概率法；PO2为氧分压；PCO2为二氧化碳分压；LVEF为左心室射血分数；V为静脉；A为动脉；ECMO为体外膜氧合
V-A转流组和V-V转流组术后再开胸比例分别为6.8%和4.1%，肺部感染发生率为79.6%和76.7%，发生原发性移植物功能丧失的比例为34.7%和47.9%，肾功能不全发生率为19.7%和28.8%，输血量≥1 000 ml的比例为40.1%和39.7%，差异均无统计学意义(P>0.05)。V-V转流组机械通气时间≥3 d的比例高于V-A转流组(39.7%和23.8%，χ2＝5.990，P＝0.014，表3)。但进一步校正供者性别、手术时间、输血量和ECMO转流时间4个潜在混淆因素后发现，两组之间术后机械通气时间差异无统计学意义：V-V转流组术后机械通气时间≥3 d的风险是V-A转流组的1.29(95%CI：0.62～2.69)倍，P＝0.505。但ECMO转流时间与术后机械通气时间独立相关，转流时间为12～23.9 h、24～47.9 h和≥48 h的受者术后机械通气时间≥3 d的风险分别是转流时间<12 h者的7.48(95%CI：2.61-21.49)倍、12.30(95%CI：4.54～33.33)倍和16.02(95%CI：5.25～48.84)倍。
不同体外膜氧合转流方式的肺移植受者术后并发症的比较[例(%)]
不同体外膜氧合转流方式的肺移植受者术后并发症的比较[例(%)]
| 分组 | 例数 | 术后再开胸 | 肺部感染 | 原发性移植物功能丧失 | 肾功能不全 | 输血量≥1 000 ml | 机械通气时间≥3 d |
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| V-A-ECMO | 147 | 10 (6.8) | 117 (79.6) | 51 (34.7) | 29 (19.7) | 59 (40.1) | 35 (23.8) |
| V-V-ECMO | 73 | 3 (4.1) | 56 (76.7) | 35 (47.9) | 21 (28.8) | 29 (39.7) | 29 (39.7) |
| χ2值 | - | 0.241 | 3.597 | 2.269 | 0.003 | 5.990 | |
| P值 | 0.552* | 0.624 | 0.058 | 0.132 | 0.953 | 0.014 |
注：*Fisher's精确概率法
V-A转流组术后1、2、3个月存活率分别为：78.7%、77.8%和73.2%，V-V转流组相应数值为54.5%、52.3%、52.3%，差异有统计学意义(χ2＝10.193，P＝0.001)。进一步校正供者性别、手术时间、输血量和ECMO转流时间4个潜在混淆因素后发现，两组之间短期存活率差异并无统计学意义：V-A转流组术后短期死亡的风险是V-V转流组的1.76(95%CI：0.86～3.62)倍(P＝0.262)。但发现ECMO转流时间与受者术后短期存活独立相关，转流时间12.0～23.9 h、24.0～47.9 h和≥48 h的受者术后短期死亡的风险分别是转流时间<12 h者的2.21(95%CI：1.00～4.86)倍、2.73(95%CI：1.34～5.56)倍和6.63(95%CI：3.23～13.59)倍。(图1)
终末期肺病肺移植受者通常身体机能差，术中各种呼吸循环的不稳定情况都可能危及生命，这时就需要心肺辅助技术介入[4]。ECMO因其肝素用量小、出血量低、全身炎症反应小等优点，在肺移植领域已逐渐取代体外循环(CPB)而成为重要的心肺辅助技术[5]。肺移植术中出现以下情况时，需进行ECMO转流辅助心肺功能[3]：(1)麻醉后单肺通气时，通过各种改善通气血流比值的方法，仍不能保证氧合；(2)阻断一侧肺动脉后，肺动脉压升高，右心室后负荷增加，使用扩张肺动脉药物、血管活性药物和调整机械通气后，循环仍不稳定或出现右心衰竭；(3)移植肺吻合完成后，由于肺灌注液、肺内缺氧代谢产物等物质进入循环及小气泡进入冠状动脉等原因导致循环不稳定，使用血管活性药物仍维持困难；(4)移植肺恢复灌注后，由于严重肺水肿等原因，在使用保护性肺通气策略前提下仍不能保证氧合。
ECMO转流类型及通路设置则是肺移植辅助过程中的重要环节。作为肺移植术中两种最主要的ECMO转流方式，V-A和V-V转流方式具有不同的临床特点。V-A辅助常选用股静动脉插管方式，通过引流大部分回心血量，降低右心室前负荷，进而降低左心室前负荷，具有呼吸和循环联合辅助支持的功能。但V-A转流存在增加左心室后负荷和心肌氧耗的风险[6,7]，并且其操作复杂，耗时较长。V-V辅助通常选用双侧股静脉穿刺，或者股静脉-颈静脉穿刺，主要提供呼吸辅助支持，但降低心脏负荷能力有限[8]。有效的V-V ECMO支持可维持全身各重要器官供氧与耗氧平衡，且以经皮穿刺技术为基础的V-V置管操作简单方便[9]。因此，在临床实践中，如果受者单纯高碳酸血症或低氧血症，肺动脉压不高，一般优先选择V-V转流方式；如果受者存在中、重度肺动脉高压或心功能不全，则会选择股动静脉V-A转流。但受者通常存在轻微的肺动脉高压或者轻度的心功能不全，此时并无明显的转流方式选择指征，考虑到在肺切除和供肺移植期由于单肺通气氧合下降，右心负荷增加，致右心衰和血流动力学严重紊乱的风险较大，一般在发生急性右心功能不全或右心衰竭的情况时还是倾向于选用V-A通路[10]。本研究发现，两种转流方式下的受者围手术期并发症及术后短期存活状况均不存在统计学差异。尽管单因素分析显示V-V转流组的术后机械通气时间更长、短期存活更差，但进一步多因素分析表明这种差异其实是由于ECMO转流时间延长所致。这说明，在当前的ECMO应用原则下，V-A和V-V转流方式的选择并不会影响肺移植受者的术后预期。
本研究发现，ECMO转流时间与术后机械通气时间和短期存活率独立相关，但ECMO转流时间是否为术后机械通气时间和短期存活率的独立影响因素还需要进一步深入研究和讨论。一方面，有研究显示对极为严重的肺功能障碍和氧合紊乱受者，若使用V-V转流方式辅助，往往需要延长转流时间，因为这类受者本身身体机能较差，不能脱离ECMO的呼吸和循环辅助；这类受者往往也同时需要气管插管辅以氧合，其术后死亡率更高[11,12]。另一方面，无论何种ECMO转流辅助，均属于有创操作，其发生出血、感染、肾衰竭、血栓栓塞、肝素导致的血小板减少症及其他插管相关并发症的概率均增大[13,14]，这可能对受者的整体预后造成一定影响。因此，临床医生需要根据具体情况综合权衡ECMO使用带来的益处与风险，以确定撤机时机；但对于符合ECMO撤除条件的受者应尽早撤机。
本研究存在一定局限性。首先，未能将术中一些重要血流动力学参数指标(如心输出量、肺动脉压力等)纳入分析，术后变量分析未纳入凝血功能异常、引流量等指标，这可能会对结果造成一定影响。此外，术中或术后更换ECMO转流方式的样本太少，本研究中未纳入，未能全面评估各种ECMO转流方式对术后并发症及生存状况的影响。
综上所述，本研究显示当前ECMO应用原则下，V-A和V-V转流方式的选择对肺移植受者术后并发症和短期生存率的影响相当，转流时间对受者短期存活时间具有预测价值，对于符合撤机条件的受者应尽早撤除ECMO。
所有作者均声明不存在利益冲突
