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急性呼吸窘迫综合症的体外膜肺氧合治疗研究新进展

2021-08-26哈力旦阿布都刘子泉刘燕青李文莉陈原森王海旺蔡金霞张伟丽樊毫军

中华灾害救援医学 2021年8期
关键词:肺泡通气新冠

哈力旦·阿布都 ,刘子泉 ,刘燕青 ,李文莉 ,陈原森 ,王海旺 ,蔡金霞 ,张伟丽,樊毫军

急性呼吸窘迫综合征(Acute Respiratory Distress Syndrome, ARDS)相伴医学的发展已有50多年的历史[1]。在ARDS过去50多年的发展过程中,它一直是医学领域关注的重点。2020年新冠肺炎疫情的爆发再次把ARDS推上了研究的高潮,因为重症新冠肺炎患者被认为是ARDS。其实与新冠肺炎斗争的这一年多的时间里,我们对ARDS的诊疗有了一定的新的认识。

1 ARDS诊断标准

回顾ARDS50多年的发展过程,急性呼吸窘迫综合征的名称就经历了数次的改变,比如“创伤性湿肺”、“休克肺”、“弥漫性肺泡损伤”、“成人呼吸窘迫综合征”,直到1992年美国胸科协会和欧洲加强护理医学学会联合建议用急性(Acute)取代成人(Adult),缩写ARDS-急性呼吸窘迫综合征才是其现在在用的名称。同样ARDS的诊断标准也不断在完善。1992年在欧美联席会议上(American-European Consensus Conference, AECC)第一次提出了规范化的ARDS的概念和诊断标准,广泛应用于临床。但应用过程中存在一些争议,比如AECC标准未能考虑机械通气及呼气末正压(Positive End Expiratory Pressure,PEEP)水平对氧合的影响,未能明确定义急性起病及提出相关危险因素,需要进一步改进。因此,随着对ARDS的临床及基础研究的不断深入,到2012年提出了柏林定义,该标准主要改变是取消了急性肺损伤(Acute lung injury,ALI)的概念,并且取消了肺动脉嵌顿压的标准,同时进一步的完善相关指标,加入了最小的呼吸机设定条件。柏林定义还建议应用多种方法确定心力衰竭的诊断,强调ARDS可与心源性肺水肿、液体负荷过重所导致的肺水肿并存,并且推荐行高分辨率CT检查指导ARDS的诊断和治疗。但是,随着该标准在临床上广泛的应用,发现此标准也存在一定程度的局限性,如,缺乏针对肺顺应性、肺死腔通气量等的评估指标等等。

从病理学的角度去判断ARDS,其本质为弥漫性肺泡损伤(Diffuse Alveolar Damage,DAD),电镜下可见,损伤的Ⅰ型肺泡上皮细胞线粒体因嵴被破坏而呈空泡变,内质网扩张,板层小体变性、坏死。发病数日后即可见肺间质内成纤维细胞及Ⅱ型肺泡上皮细胞大量增生,透明膜极化和胶原沉着,导致肺泡和间质弥漫性纤维化。在ARDS患者的尸检中弥漫性肺泡损伤是最常见的病理改变,尤其在重度ARDS患者中,弥漫性肺泡损伤比例可达46%[2-3]。那么,ARDS的临床标准是否可以反映其本质?有研究显示,以DAD为参考标准,AECC定义只能识别75%的ARDS[4]。以同样的参考标准,符合柏林定义的患者中只有60%存在DAD[5]。到目前,柏林定义仍然是我们诊断ARDS的标准,但是随着我们对ARDS认识的加深,ARDS的诊断标准将会更加完善。我们可能会找出特异性反映ARDS发生及其严重程度的生物学标志物;应用体外传感系统或者其他方法去评估肺泡通透性的变化等等。

通过明确ARDS的诊断标准,我们可以达到预防ARDS的目的;可以对ARDS进行早期积极有效的治疗,为患者赢得生存机会,降低其死亡率。

2 ARDS的治疗

众所周知,ARDS并不是一种疾病,而是一种综合征。引起ARDS的原因很多,可分为肺内因素(直接因素)和肺外因素(间接因素)。主要包括:(1)肺内因素:严重肺部感染,误吸,肺损伤,淹溺,肺栓塞,放射性肺炎及氮气中毒等;(2)肺外因素:严重感染及感染性休克,急性重症胰腺炎,严重多发性创伤,大量输血,体外循环,弥漫性血管内凝血等。ARDS 起病急、病因复杂多样,尽管其诊断及治疗措施在不断地进步,但是在世界范围内 ARDS 的死亡率仍达40%~50%[6-7]。关于ARDS的治疗到目前无特殊方法,现阶段主要的治疗方法有积极控制原发病、机械通气、液体管理及药物治疗等。原发病的治疗是ARDS治疗的首要原则及基础,其目的为找出导致ARDS的肺内外致病因素并对其进行彻底治疗。机械通气主要目的是改善通气、氧合及缓解呼吸肌疲劳并且积极预防和减少呼吸机相关肺损伤(Ventilator Associated Lung Injury,VALI)。在一些特殊情况下,如气道阻塞、严重肺泡气体交换障碍等我们可以通过血液体外循环来实现气体交换。ARDS发生肺水肿时可以通过积极液体管理改善此种病理生理改变。关于ARDS的药物治疗,主要包括β受体激动剂、糖皮质激素、白蛋白、一氧化氮吸入和表面活性物质吸入等,目前各种研究结果均不能支持以上药物在临床上的常规应用。关于ARDS治疗方法比较热门的还有间充质干细胞治疗。但是,由于ARDS患者肺功能残余容量减小以及顺应性下降等因素,因此进行高流量氧疗,无创通气或有创机械通气等方法支持患者的气体交换,仍然是临床上治疗ARDS的主要手段[8]。然而,选择何种呼吸支持模式可以更好的改善ARDS预后仍然是临床中尚未解决的问题[9]。尽管如此,新兴的科学研究已经找到了新的治疗靶点,比如缺氧、腺苷和MicroRNA信号等,这些可能为进一步找到ARDS的新药物治疗打基础。

与新冠肺炎一年多的斗争中,体外膜肺氧合(Extracorporeal Membrane Oxygenation,ECMO)在ARDS治疗中的作用再次得到一定的认可。ECMO是一种持续体外生命支持手段,通过体外设备较长时间全部或部分代替心脏、肺功能,使心脏及肺得以充分休息,为心脏、肺部病变治愈及功能恢复争取时间。ECMO总的适应证为急性可逆性呼吸和(或)循环功能衰竭。作为循环支持主要用于急性心肌炎、急性心肌梗死导致的心源性休克和心脏手术后心源性休克的抢救、安装心室辅助装置、人工心脏及心脏移植前的过渡。呼吸支持方面主要包括ARDS及新生儿肺疾病的治疗。替代体外循环主要用在肺移植、神经外科、供体脏器支持、急性肺栓塞的抢救等等。那么这些适应症是评估ECMO上机的第一步,决定上机最主要是考虑在ECMO起生命支持期间,能否治疗患者的原发病。《新型冠状病毒肺炎诊疗方案(试行第六版)》[10]针对重型、危重型患者的治疗中,ECMO被列入“挽救治疗”:“对于严重ARDS患者,建议进行肺复张。在人力资源充足的情况下,每天应进行12 h以上的俯卧位通气。俯卧位通气效果不佳者,如条件允许,应当尽快考虑ECMO支持治疗。”并且第七版诊疗方案中建议,对于吸氧浓度(Fi02)>90%,氧合指数<80 mmHg,持续3~4 h以上的ARDS患者应实施ECMO支持[11]。

在新冠肺炎疫情期间大家最关心的问题是ECMO的上机指征,关于如何决定ECMO的上机指征及模式,我们可以在近期发表的三篇指导性文章中得到答案,见表1。

表1 危重型重症新型冠状病毒肺炎患者ECMO上机指征及模式[11-13]

ECMO作为一种改良的人工心肺机,辅助期间可为机体提供有效且稳定的气体交换及循环支持,在能够充分纠正患者的低氧或高碳酸血症的同时,也为肺保护策略的实施提供条件,在减少呼吸机相关性肺损伤的同时为该类患者度过疾病的急性期提供保证[14],同时ECMO可清除体内CO2、改善氧合,使患者的心肺得到一定的休息,为原发病的诊疗提供宝贵的时间。 在2项回顾性分析中,将2009年H1N1流感相关的ARDS患者转移到ECMO中心治疗是有益处的[15-16]。在2019年的一项Meta分析中,ECMO能显著降低重度ARDS患者60 d病死率[17]。

虽然ECMO在ARDS治疗过程中有很多优势,但是,ECMO也有许多并发症需要我们注意,常见的并发症有:出血、栓塞、置管相关并发症、肝素引起的并发症、血小板减少、肺出血、心脏栓塞及冠脉/脑部缺氧等等。专家提出,尽管ECMO是一种体外生命支持技术,我们目前应该关注的不是ECMO是否有效,应该考虑在什么时候和给什么样的患者使用会更有效[18]。

3 应用ECMO治疗ARDS的新进展

ARDS的治疗仍然是医学界的一个难题。尤其是中重度ARDS的治疗方面仍然存在很多不确定性。尤其是近两年,新冠病毒大流行席卷全球,引起了大量的中重度ARDS患者,这种情况给许多国家医疗系统带来了前所未有的挑战。面对如此严峻的挑战、面对新的疾病、面对新冠肺炎引起的ARDS,因国家、地区、医疗水平及条件的差别,在大流行早期出现了许多新问题。比如,最常见的问题之一是有些重症ARDS患者需要进行转院治疗。转移途中确保患者的生命安全至关重要,ECMO可改善气体交换,快速纠正患者的低氧血症及高碳酸血症,在转运途中为我们争取一定的时间。因此建立一个完善的ECMO转运网络将会为更多的患者带来希望。

4 应用ECMO治疗ARDS中存在的问题

虽然ECMO已逐渐成为治疗ARDS的主要方法之一。但是,比起发达国家,ECMO在国内开始应用于临床比较晚,而且开始主要用于心脏疾病的体外支持,用于呼吸衰竭源于2009年新型H1N1流感在国内的流行和重症病例的集中出现[19]。新冠肺炎疫情的爆发让我们更加深刻的认识到ECMO在重症ARDS中应用的重要性。但是在ECMO应用实践中我们还有许多问题亟待解决。(1)ECMO设备制作技术及科研能力方面:ECMO设备制作是一项涉及多个学科的复杂技术、而且制作ECMO的核心技术依然掌握在美国、德国、意大利等国家。因ECMO成本高,很多患者仍然在使用ECMO方面受到经济条件限制。因此我国目前尚处于开展 ECMO 技术的初期,其应用呈现出设备依赖进口、技术资源分布不均、病例数较少且成功率较低的现状[20-22]。(2)ECMO团队建设方面:ECMO治疗对医护人员、技术及设备要求高,需要在成熟的 ECMO 治疗中心才能最大程度确保其救治效果[23-24]。一些重症ARDS患者或其他在ECMO适应症范围内的患者的院间转运也需要ECMO团队的协助。技术方面成熟的ECMO治疗中心需要专业的团队支撑,但是目前全国范围ECMO团队建设还是处于初级阶段。(3)建立ECMO区域网络方面:面对突发事件,急需在某个区域内使用ECMO时,我们仍然缺乏规范化的ECMO区域网络。(4)ECMO知识的普及方面:虽然我们的医护人员对ARDS这个疾病很熟悉,但是面对应用ECMO治疗ARDS仍然存在很多空白需要补充。尤其一些基层、偏远地区医护人员未接触过ECMO。仍然有许多患者,错过使用ECMO的最佳时机。因此,在医护人员中广泛普及ECMO相关知识尤为重要。(5)应用ECMO治疗ARDS中出现的并发症的处理方面:虽然我们在应用ECMO的实践中,总结了ECMO应用过程中的常见并发症,也为其中一些并发症的治疗找到了相应的措施。但是由于ARDS的病因复杂、个体差异大等原因,目前仍然缺乏完整的治疗并发症的方案。

虽然ECMO为治疗ARDS带来了希望,但应用过程中出现的种种问题,还需要在今后的临床实践中不断探索找出解决问题答案。

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