ECMO治疗梗死相关心源性休克

2022

06.05

06:10:00

作者

卢嘉琪

摘要

梗死性心源性休克(CS)的死亡率居高不下，达40-50%。在难治性CS中，包括静脉-动脉体外膜氧合(VA-ECMO)在内的主动机械循环支持装置正在迅速发展。然而，VA-ECMO治疗梗死相关CS的支持证据很少。本综述旨在对VA-ECMO治疗的基础、现有证据、正在进行的试验、患者选择和潜在的并发症进行综述。

关键词：急性心肌梗死；心源性休克；体外膜氧合；体外生命支持

1 引言

心源性休克（CS）是急性心肌梗死（AMI）住院患者的主要死亡原因。高达10%的AMI患者发生CS，其中左心室(LV)衰竭是主要原因(高达80%的患者)，其次是右心室衰竭和AMI的机械并发症。尽管在急性心脏治疗方面取得了重大进展，但死亡率仍然很高，在最初的30天里达到了30-50%。迄今为止，罪魁祸首病变的血运重建是唯一的因果和有效的循证治疗。因此，继续寻求进一步改善治疗情况，特别是使用主动机械循环支持装置正在迅速发展。

静脉-动脉体外膜氧合(ECMO)，又称体外生命支持(ECLS)，是仅次于经皮LV辅助装置的CS机械循环支持的主要代表。与其他机械循环支持装置相比，VA-ECMO能够提供充分的血流动力学和呼吸支持。CS占所有病例的80%，是使用VA-ECMO的领先实例。特别是在2010至2015年间，它的使用呈指数级增长。除了易用性，新的经皮穿刺技术，以及更小和更容易使用的系统的开发，这一时期恰逢随机对照试验(RCT)显示主动脉内气囊反搏(IABP)作为AMI-CS以前的标准治疗方案没有提供生存益处的时候。

2 VA-ECMO的基本工作原理

ECMO配件的详细结构因制造商而异。基本上，VA-ECMO系统包含（1）流入套管，将血液从中心静脉输送到泵，（2）泵，将溶血保持在最低限度的离心泵，（3）膜氧合器能够充分进行血液的氧合和脱羧作用，（4）血液加热器，（5）通向中央动脉的流出套管（图1）。因此，该装置能够提供双心室血流动力学支持。插管可以在中心(通过右心房和主动脉或锁骨下动脉)或外周(主要通过股血管)进行，这是目前在非心脏切开术后CS更常见的选择。外周入路的一个主要优点是侵袭性较小，不需要胸部手术干预。这样，没有现场心脏手术的经验丰富的中心也可以进行VA-ECMO治疗。然而，在清醒的患者中，应考虑使用中心插管以便于早期活动。此外，严重的外周血管疾病可能是中心插管的指征。在VA-ECMO治疗期间，持续的外周抗凝通常被认为是强制性的，以避免血栓并发症。

ECMO治疗梗死相关心源性休克

图1. VA-ECMO基本概述

3 VA-ECMO治疗AMI-CS的证据

尽管VA-ECMO在AMI-CS中的应用稳步增加，但现有证据很少，指南建议也相对薄弱。欧洲心力衰竭指南建议选择难治性CS患者进行短期经皮机械循环支持(推荐IIa类，证据C级)。美国指南仅建议在难治性心脏骤停时考虑使用VA-ECMO。

在AMI-CS患者中，有关VA-ECMO的结果数据大多为非随机试验。Sattler等人的研究显示，对AMI-CS患者进行的非常小规模的回顾性单中心研究显示，与没有接受VA-ECMO的患者相比，接受VA-ECMO的患者在短期随访中存活的人数更多。在另一项小型回顾性分析中，Sheu等人证实了对AMI和重度CS（定义为尽管接受了药物和IABP治疗，收缩压<75 mmHg）的患者生存获益。在一项包括这两项仅涵盖95名患者的小型荟萃分析中，VA-ECMO治疗与30天存活率的提高有关(绝对风险差为0.33，95%CI为0.14-0.52；p=0.0008)。然而，这些结果需要谨慎解读，因为在VA-ECMO治疗的早期阶段存在选择偏差和交叉包容的高风险。在同一荟萃分析中，对两项观察性研究进行了研究，将VA-ECMO与TandemHeart或经皮LV辅助装置(Impella:registered:，Abied，Danver，MA，USA)进行了比较。这些结果显示VA-ECMO对死亡率没有好处(绝对风险差为-0.03；95%CI为-0.21-0.14；p=0.7)。

到目前为止，仅有42名患者在接受血管重建的基础上，以1：1的方式随机接受VA-ECMO或药物治疗，这是目前唯一可用的关于VA-ECMO治疗急性心肌梗死-CS的随机试验。大多数患者在纳入研究之前都经历了心肺复苏(CPR)。在以左心室射血分数为主要终点方面，两组在30d时无差异(VA-ECMO组50.0%(IQR：44.0%-59.0%)，对照组50.8%(IQR：47.2%-60.6%，P=0.86))。此外，次要终点如全因死亡率（VA-ECMO组为19%，对照组为33%，p=0.37）、中风或出血均没有差异。当仅比较住院幸存者时，VA-ECMO治疗与更长的重症监护病房住院时间和机械通气时间相关。然而，考虑到相对较低的总死亡率和30天后左室射血分数的中位数为50%，纳入的患者中CS的严重程度可能只是轻微的。进一步的限制包括对照组中冠状动脉病变血管的数量更多，这被认为是CS预后更差的独立预测因素。

目前，三个大型随机试验(RCT)正在评估VA-ECMO在AMI-CS中的应用（ECLS-SHOCK，EURO-SHOCK和ANCHOR）。表1显示了这三个试验的详细特征。所有这三个试验都是为了评估死亡率的潜在差异或死亡率和主动机械循环支持需求的联合终点。

ECMO治疗梗死相关心源性休克

机械并发症所致的CS患者在VA-ECMO治疗中具有特殊的作用。在这些手术中，VA-ECMO可以作为过渡到外科或介入治疗的一种选择，手术或介入治疗通常在间隔一周或更长时间后进行。再说一次，目前几乎没有证据。与欧洲心力衰竭指南相反，急性冠脉综合征指南建议短期机械循环支持，建议IIb级，室间隔破裂和难治性CS的证据水平C。最近的一篇综述讨论了主动机械循环支持在室间隔缺损术中的应用。

4 患者的选择

VA-ECMO治疗是一种侵入性治疗策略，经常会出现并发症，可能导致更糟糕的结果，下一章将进一步介绍。使用VA-ECMO绝不是良好结果的保证。VA-ECMO治疗急性心肌梗死的短期存活率达到25%-45%。

因此，在有进一步的证据可用之前，患者选择是非常重要的。

绝对禁忌症很少见。在AMI-CS合并未校正主动脉夹层的患者中，应避免严重的主动脉瓣返流或失血，是体外抗凝VA-ECMO的禁忌症。VA-ECMO治疗老年患者与较高的死亡率相关，因此应仔细评估。一项小型回顾分析显示，在60岁以上的急性心肌梗死患者中，VA-ECMO的死亡率高达80%。

一般来说，VA-ECMO不建议用于没有恢复可能的急性或慢性疾病，也不建议用于治疗不能导致下一步治疗的情况(通往康复的桥梁、永久性机械循环支持或移植)。

制定了不同的评分来评估CS的严重程度，并支持未来识别潜在的适合接受机械循环支持的患者(例如，IABP-SHOCK II评分，CardShock评分)。由于这些评分仅对外部验证提供了适度的预测性判别，临床常规中机械循环支持的决定不应仅仅基于这些评分。基于实验室值的更客观的CLIP评分仅在最近发表的研究中给出了预测死亡率有希望的结果。

其次是一般的急性心肌梗死-CS风险模型，根据因难治性休克而接受VA-ECMO治疗的CS队列得出的预测分数。在ENPROVER评分中，VA-ECMO在难治性AMI-CS中可获得评分，在首次验证时给予风险组之间可接受的区分。PREDICT评分仅包含三个治疗点生物标志物(动脉乳酸、pH和标准碳酸氢盐浓度)，并显示出无论评分评估的时间(1、6或12小时)如何，对于CPR或CS的VA-ECMO治疗的住院死亡率具有良好的区分性。

然而，预测VA-ECMO治疗期间的死亡率并不足以做出支持或反对VA-ECMO治疗的决定，因为还需要确定哪些AMI-CS患者可以在没有机械循环支持的情况下存活下来，从而可能因潜在的VA-ECMO并发症而受到伤害。

心血管造影术和介入学会(SCAI)引入了一种专家共识分类系统，该系统不是基于数字评分，而是根据主要由临床表现描述的不同CS阶段，并随时间动态评估。与其他现有评分相比，可能的优势是包含了临床时间进程。SCAI的目标是在临床试验中使以前不同的CS定义同质化。验证研究显示了不同的结果，在各个阶段的结果数据都有偏差。因此，最近公布了SCAI分类的更新版，其中对各个阶段进行了进一步完善。此外，还提出了一个三轴模型，将SCAI休克阶段与CS的复杂性联系起来。需要对更新后的分类进行后续验证，以评估未来的益处。

然而，在不久的将来，没有一个分数能够令人满意地指导临床决策。这尤其适用于徒劳的预测，在道德和经济考虑的背景下，这一预测变得越来越重要。

5 VA-ECMO启动时间

最近的回顾分析表明，VA-ECMO治疗的时机可能会影响结果。Lee等人在一项涵盖362名接受VA-ECMO治疗的难治性CS的患者的多中心研究中显示，在加权COX模型中，早期接受VA-ECMO治疗的患者30天全因死亡率低于晚期接受VA-ECMO治疗的患者(HR 0.53；95%CI：0.28-0.99)。早期启动VA-ECMO与一年内ECMO脱机失败和全因死亡率的降低进一步相关，根据安全性测量，两组之间没有显著差异。

虽然早期血运重建是AMI-CS治疗的中心支柱，但Choi等人进行了一项单中心的回顾性研究。在147名患者中，50名患者在血运重建前接受了VA-ECMO，而97名患者在血运重建后接受了VA-ECMO。在血运重建前接受VA-ECMO的组，住院死亡率、LV辅助装置植入和心脏移植的主要终点的发生率显著减少(32.0%vs.49.5%，OR 0.480，95%CI 0.235-0.982，p=0.045)。然而，考虑到这些研究的回顾性设计和高偏差风险，关于VA-ECMO时机的证据仍然很少，特别是在Choi等人的研究中。在正在进行的RCT中，对于正在进行的难治性CS，VA-ECMO-SHOCK打算在PCI前插入VA-ECMO，而EURO-SHOCK则在血运重建后30分钟插入。

6 重症监护治疗

在VA-ECMO治疗期间关于重症监护治疗的循证建议很少。

6.1 肺动脉插管

为了最佳的血流动力学评估和监测，在CS的使用率下降到10%以下后，放置肺动脉导管(PAC)变得再次引起人们的兴趣。有观察数据表明，在开始机械循环支持治疗之前放置PAC与提高存活率有关。PAC是评价CS个体血流动力学表型和时间进程的有价值的工具。尤其是在VA-ECMO中，及早发现肺毛细血管楔压(PCWP)升高有助于指导排气策略的决策(见下文)。

6.2 儿茶酚胺疗法

在CS的观察性研究中，药物血流动力学支持水平越高，死亡率越高。因此，用VA-ECMO治疗的急性心肌梗死患者的儿茶酚胺治疗应尽可能保持在最低水平，尽管缺乏随机数据。SOAP-II试验的亚组分析显示，与AMI-CS中的去甲肾上腺素相比，多巴胺治疗的结果更差。单中心RCT DOREMI最近在CS中显示多巴酚丁胺与米力农相比没有优势。然而，在VA-ECMO治疗过程中，儿茶酚胺的最佳治疗策略知之甚少。一项回顾性分析发现，与多巴酚丁胺/左西孟旦或无正性肌力儿茶酚胺相比，在VA-ECMO治疗CS或体外心肺复苏术（eCPR）期间，肾上腺素治疗患者的预后更差，但高度怀疑存在选择偏倚。

6.3 机械通气

VA-ECMO上的大多数患者由于AMI-CS后的呼吸功能不全而机械通气。呼气末正压可降低右、左室后负荷。氧合良好后，缺氧性肺血管收缩功能可能会减轻。然而，有创通气，特别是使用高压，与肺部损伤和感染有关。由于VA-ECMO能保证充分的气体交换，在VA-ECMO过程中应尽可能地进行机械通气以保护肺。

6.4 肾脏替代疗法

在VA-ECMO患者中，需要进行肾脏替代治疗(RRT)的频率很高，高达85%的患者液体超负荷是常见的报告适应症。目前，一项随机对照试验正在研究早期开始持续的RRT是否与更好的生存相关(NCT03549923)。在此结果公布之前，RRT将主要限于常规适应症。

7 体外循环心肺复苏

eCPR在VA-ECMO治疗中有单独的作用。主要目标是在难治性心脏骤停时建立全身灌注，以诊断并治疗潜在的原因。院外心脏骤停的最常见原因是急性心肌梗死。因此，eCPR方法在冠状动脉血运重建和恢复心功能方面似乎很有吸引力。然而，由于难治性心脏骤停患者的预后通常较差(尤其是神经学)，eCPR的适应症应慎重考虑，仅包括具有与良好结局相关特征的患者，如最小无灌流时间、初始可电击节律、从心脏骤停到介入治疗的有限时间等。eCPR和传统CPR倾向匹配的较小观察性研究发现，eCPR在住院期间心脏骤停的存活率更高(陈等人：一年死亡率的HR 0.53，95%CI 0.33-0.83，p=0.006；Shin等人：出院时的死亡率或严重的神经功能障碍，0.17，95%CI 0.04-0.68；p=0.012)。然而，尤其是院外心脏骤停(OHCA)的观察性研究，在存活率和神经结局方面显示出相互矛盾的结果。Holmberg等人以前的系统评价得出结论，由于存在偏倚和异质性的严重风险，对现有数据进行荟萃分析是不可能的。随后，在ECLS中发表了第一个RCT，包括30名难治性室颤患者。由于ECMO优势的后验概率，试验提前终止。主要结果是存活到出院，ECPR组为43%，对照组为7%(风险差异36.2%，95%CI 3.7-59.2)。在最近提出的布拉格-OHCA试验中，共有264名难治性OHCA患者在临床前随机分为接受微创治疗（机械压迫装置，鼻内冷却，导管插入实验室和ECLS评估）与遵循现行准则的标准治疗。最初的分析表明，接受微创治疗具有潜在的好处。目前正在进行几项eCPR设置的进一步随机试验（VA-ECMO的院内实施：开始[NCT03101787]，ECPB4OHCA[NCT01605409]，VA-ECMO的院内实施：现场[NCT04620070]）。

8 VA-ECMO治疗的并发症

虽然完整的双心室和呼吸支持有助于恢复或器械/移植的桥梁，但VA-ECMO的并发症发生率仍然很高。最常见的包括：出血、凝血、溶血、肢体缺血、左心室排出不足、丑角综合征、感染。

8.1 出血/凝血

出血与血栓并发症密切相关，止血平衡是VA-ECMO治疗的主要挑战。VA-ECMO治疗需要持续抗凝。由于缺乏证据，目前还没有关于抗凝方案的具体指南。通常使用普通肝素；或者使用低分子肝素或阿加曲班。对于普通肝素，活化的部分凝血活酶时间（APTT）目标通常是上限的1.5倍。抗凝是必要的，以防止在氧合器中形成血栓和随后的大片异物表面的血栓栓塞并发症，这可能会导致中央静脉和动脉系统的受累而产生灾难性的后果。大约10%的病例描述了VA-ECMO回路中相关的血栓形成，而血栓卒中的发生率较低，VA-ECMO病例中有4%-7%的病例。

抗凝反过来会增加出血的风险，而由于体外循环中合成表面大、内皮损伤和剪切力大，凝血因子的消耗已经增加了出血的风险。通常必要的输血成分会引起免疫反应，从而进一步增加出血倾向。如果出血风险较高，则可考虑使用较新的有涂层的ECMO回路进行预防性抗凝。由于所需的鞘大小，出血通常位于插管部位，但并不局限于此。在大型研究中，高达44%的VA-ECMO患者出现出血性并发症，其中约2%患有颅内出血。对CULPRIT-SHOCK研究的事后分析表明，ECMO治疗与出血发生率增加独立相关（OR 3.31；95%CI 1.64-6.71）。出血反过来是增加30天死亡率的独立预测因素(HR 2.11，95%CI 1.63-2.75；p<0.0001)。

8.2 溶血

ECMO患者的溶血是常见的，因为循环中的剪切力增加。在大多数情况下，表现为低水平，特别是由于离心泵的广泛使用。然而，存在危险因素的情况下，例如流出管中的流量不足导致泵的负压升高，需要高血流量，或发生泵头血栓，可能会发生严重的溶血，据报道，高达5%的患者会发生严重的溶血。Lyu等人的回顾性研究中，在总共84例VA-ECMO患者中，血浆游离Hb水平升高与急性肾功能衰竭有关。Omar等人研究甚至认为严重溶血(血浆游离Hb峰值>500 mg/L)是预后更差的独立预测因子，尽管这一领域的数据仍然存在争议，还需要进一步研究。

8.3 肢体缺血

肢体缺血几乎只发生在外周VA-ECMO插管中约3.6%的患者。因此，在所有外周VA-ECMO病例中，应放置一个额外的顺行鞘以允许肢体远端灌注。最初的超声引导插管可进一步减少与入路相关的并发症。应该记住，在大口径动脉插管和顺行鞘之间形成一个小的、无灌流的间隙，这可能会促进血栓的形成，导致在VA-ECMO撤机时可能出现血栓栓塞性并发症。最近，为了进一步降低肢体缺血率，引入了一种在撤机过程中冲洗这种未灌流的间隙的技术。

8.4 LV减压不足

近年来，VA-ECMO治疗下的心室排出越来越受到人们的关注。研究结果表明，由于血液回流到主动脉，左心室的后负荷可能会增加。这可能会导致左心室每搏量进一步减少，导致由于主动脉瓣开放不充分而导致的舒张末期左室压升高、左室扩张、肺水肿和左室血栓形成。到目前为止，最大的荟萃分析，包括来自16项研究(AMI-CS和心脏切开术后休克)的3930名患者，表明任何LV减压策略对住院死亡率都有好处(OR 0.54；95%CI 0.42-0.70；p<0.001)。

已经建立了不同的LV减压技术。在获得进一步证据之前，应在图2中概述的情况下考虑这些问题。

ECMO治疗梗死相关心源性休克

图2. VA-ECMO治疗期间LV减压的潜在适应症

8.4.1 利用LV微轴流泵进行LV减压

所谓的‘ECMELLA’(或‘ECPELLA’)策略描述了VA-ECMO与LV微轴流泵(美国马萨诸塞州丹佛斯市Impella:registered:，Abied)相结合的情况。该泵通过股动脉或腋动脉放置，通过将血液从左室泵入升主动脉来提供减压功能。

回顾性研究显示，与单纯使用VA-ECMO的患者相比，采用这种减压策略的患者存活率更高。Schrane等人的最大倾向匹配研究分析了来自四个跨国三级治疗中心的总共510名患者，结果显示，与单独使用VA-ECMO相比，ECMELLA的30天死亡率较低(HR 0.79；95%CI 0.63-0.98；P=0.03)，尽管有更高的严重出血率(ECMELLA组为38.4%比VA-ECMO组的17.9%)、溶血(33.6%比22.4%)、介入治疗(21.6%比12.3%)、腹腔室隔综合征(9.4%比3.7%)以及需要肾脏替代疗法(58.5%比39.1%)。

8.4.2 主动脉内气囊反搏术用于左心室减压

在动物和人类的活体研究中，使用主动脉内球囊反搏(IABP)显著降低了左心室后负荷和PCWP。最近的一项非随机分析表明，在VA-ECMO患者同时接受IABP治疗的情况下，短期存活是有益的，尽管额外的IABP与较高的大出血风险相关。然而，在这项研究中，没有IABP的患者数量很少，不能排除选择偏倚。一项包括14项回顾研究的荟萃分析显示，在VA-ECMO治疗期间，同时使用IABP作为减压策略的患者的住院死亡率降低(OR=0.61；95%CI0.46-0.81；p<0.001)，尽管预负荷靶向排出策略的死亡率降低更高。

8.4.3 其他减压策略

进一步加强LV减压的策略包括从LV到静脉ECMO插管的猪尾导管，以及通过心尖部或经皮球囊房间隔造口术进行LV的外科插管。然而，这些在临床常规中很少使用。最近的动物数据证实了房间隔造口术在血流动力学方面的优势。

到目前为止，在VA-ECMO治疗中还没有可用于支持选择性或常规使用的LV减压的随机对照试验。目前，两项随机对照试验正在进行中：REVERSE(NCT03431467)旨在将总共96名患者随机分为两组，一组接受单纯的VA-ECMO治疗，另一组接受早期Impella CP:registered:减压治疗。EARLY-UNLOAD（NCT04775472）招募了116名患者，比较早期左房间隔造口术和选择性房间隔造口术。

8.5 丑角综合征(南北综合征)

丑角综合征描述了一种情况，在肺部气体交换严重受限的情况下，氧气不足的血液通过主动脉的第一支进入冠脉和身体的上半部分。它只发生在逆行主动脉回流(例如，股动脉插管)的情况下。这种分水岭现象的结果是，心肌和脑缺氧的风险增加，特别是当左心室开始恢复时。密切的临床监测和右桡动脉的血液样本势在必行。在怀疑丑角综合征的情况下，应优化机械通气，并在持续差异性缺氧的情况下调整VA-ECMO插管的设置，实施VAV-ECMO或中央主动脉插管以提供顺行血流。

图3显示了常见的VA-ECMO并发症和可能的避免策略。

ECMO治疗梗死相关心源性休克

图3. 避免VA-ECMO治疗潜在并发症的策略

9 撤机和拔管

血流动力学和节律稳定后，应考虑逐步撤离VA-ECMO。

在此之前，应达到良好的血容量和超声心动图，以确保患者自己的心输出量是足够的。在一项对51例不同原因的CS患者进行的小型回顾分析中，动脉收缩压和脉压升高、主动脉VTI(≥10 cm)、左心室射血分数(<20-25%)和二尖瓣环侧向收缩峰值速度(TdSA，≥6 cm/s)被发现对成功脱机有积极预测作用。ECMO撤机的进一步评估标准包括终末器官衰竭的改善和达到治疗抗凝目标，因为血栓形成的风险随着血流量的减少而增加。一项小型的回顾性研究也表明，在心脏手术后患者使用左西孟旦前，VA-ECMO脱机成功率增加。相比之下，Guilherme等人的更大的前瞻性队列中，显示左西孟旦治疗没有优势。目前，法国RCT LEVOECMO正在招募206名急性CS患者，他们来自不同的实体，对左西孟旦和安慰剂进行了比较。

从VA-ECMO中释放可以通过逐步减少流量（例如，0.5L步骤至最小流量0.5-1.5L）来进行，或者，可以通过三个步骤减少流量来实施释放试验（至起始流量的50%，起始流量的25%和最小流量）。在相应步骤进行30分钟后，应评估预定义的血流动力学、呼吸、儿茶酚胺和乳酸指标，以决定是否继续试验。

撤机后，将根据最初的插管策略进行拔管：在中心插管的情况下，必须手术切除。在外周插管的情况下，有不同的选择来实现止血。如上所述，拔管时应注意动脉插管和顺行鞘之间形成的死腔。以前的标准是拔管时放置股动脉加压系统。但是，在止血失败的情况下，救助选择是有限的。目前，在VA-ECMO取出术中经常引入动脉入口部位的血管闭合装置，如缝线介导型或胶原型介导型。在止血不充分的情况下，可以使用多种装置。在最初的插管过程中也可以插入闭合装置，为以后的拔管做准备。然而，感染性并发症可能会增加。目前，尚无关于最佳外周拔管策略的证据。

10 结论

使用VA-ECMO作为唯一的机械循环支持装置可以实现完全的双心室支持，这一点正在稳步发展。虽然这一概念在难治性或重症CS中很有吸引力，但作为一种eCPR策略，其使用的证据主要限于相对较小的非随机研究，CS中的一项RCT和eCPR中的两项RCT。迫切需要关于患者选择和治疗方式的更有力的证据，特别是在并发症发生率高的背景下。

声明：来源于急重症世界，作者卢嘉琪。仅用于学习交流，版权归原作者所有。