體外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation,ECMO)是一種體外生命支持技術,用于為各種病因導致的呼吸和/或循環衰竭患者提供生命支持。與常規機械通氣相比,VV-ECMO可顯著降低急性呼吸窘迫綜合征患者60 d住院死亡率[1]。盡管技術在不斷改進[2],但ECMO患者并發癥的發生率仍較高,其中出血是最嚴重、最常見的并發癥之一,發生率約為30%[3-4]。血液與管路非生物表面接觸后,凝血途徑、補體系統和炎癥反應的激活共同作用凝血級聯反應驅動血栓形成;白細胞釋放細胞因子,導致內皮細胞損傷,繼續活化凝血通路。為了防止在管路和患者體內形成血栓,臨床上往往進行預防性抗凝。然而,抗凝劑的不適當使用、凝血因子的消耗及血小板數量和功能的下降,都使患者處于高風險出血狀態[5-8]。因此減少出血的發生是必要的,本研究試圖尋找一種生物標志物,來預測出血事件,改進抗凝策略,從而改善患者預后。
研究[9-12]表明纖維蛋白原與白蛋白比值與血栓形成、評估腫瘤患者預后息息相關。纖維蛋白原是重要的凝血因子,補體系統和炎癥介質也共同參與到復雜的凝血反應,同時白蛋白作為重要的炎性標志物,也影響著血小板的功能,綜上合理假設FAR與ECMO出血可能有關。重要的是,目前關于FAR在ECMO中的應用數據仍較少[9-10],故本文旨在探討FAR在成人ECMO患者出血并發癥中的臨床價值,現報告如下。
1 資料與方法
1.1 納入和排除標準
回顧性收集2018—2020年我院收治的ECMO成人患者的臨床資料,納入標準:ECMO輔助時間≥72 h。排除標準:(1)孕、產婦患者;(2) ECMO支持模式轉變治療者;(3) 臨床資料不全者。
1.2 觀察指標
一般資料包括患者性別、年齡、體重指數(body mass index,BMI)、急性生理和慢性健康評分(acute physiology and chronic health evaluation,APACHE-Ⅱ)、基礎疾病、有創機械通氣情況;上機前最后一次的門冬氨酸氨基轉移酶、肌酐、血小板、抗凝血酶-Ⅲ、活化部分凝血活酶時間(activated partial thromboplastin time,aPTT)、D-二聚體、氧飽和度、動脈血氧分壓、動脈血二氧化碳分壓、全血乳酸、鈣離子;ECMO上機前、上機24 h和上機72 h三個時間的FAR,患者啟動ECMO的直接原因。ECMO輔助過程中肝素負荷量0.5~1 mg/kg,維持量5~50 u/(kg·h),動態監測激活全血凝固時間(activated clotting time of whole blood,ACT)和aPTT。
出血的定義:(1)血紅蛋白24 h內下降至少2g/dL,超過24 h下降超過20 mL/kg,或同一時間內需要一次或多次輸注10 mL/kg濃縮紅細胞;(2)輕微出血即血紅蛋白24 h內下降少于20 mL/kg,或需要輸注一次10 mL/kg濃縮紅細胞[13]。出血并發癥按位置分類則包含插管位置出血,中樞神經系統出血,外科操作、手術部位或需要手術干預的出血,黏膜出血(鼻咽、口腔、氣管、直腸或膀胱),胃腸道出血及其他實體器官(肝臟、腎臟、腹膜后組織)的自發性出血或胸腔、腹膜腔出血[3,13-19]。
1.3 統計學分析
采用 SPSS 26.0 軟件進行統計分析,正態分布的計量資料采用均數±標準差(±s)表示,組間比較采用 t 檢驗;非正態分布的計量資料采用中位數(上下四分位數)[M(P25,P75)]描述,組間比較采用秩和檢驗。分類變量用頻數和百分比表示,兩組間比較采用χ2 檢驗或Fisher 確切概率法。采用logistic回歸分析進行危險因素的篩選,將具有統計學差異或臨床上認為有意義的變量納入多因素logistic回歸分析中;采用受試者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲線計算危險因素的預測能力。根據預測出血并發癥的FAR的最佳截斷值將患者分為高危患者和低危患者,比較兩組患者出血的發生情況。P≤0.05為差異有統計學意義。
1.4 倫理審查
本研究已通過四川大學華西醫院生物醫學倫理審查委員會審批,審批號:2022S5。
2 結果
2.1 兩組基線資料比較結果
本研究共納入125例成人ECMO患者,出血組與未出血組患者基線資料見表1,男85例(68.0%),出血49例(39.2%),中位ECMO時間178.10(90.92,326.97)h。出血組乳酸水平高于未出血組(P=0.026),上機前、上機24 h血小板計數和上機24 h纖維蛋白原水平較低(P=0.031、0.020、0.049);出血組的心肌炎患者比例更高(P=0.017)。兩組住院死亡率沒有統計學差異(P>0.999)。在49例出血患者出血部位統計中,插管位置出血24例(49.0%),消化道出血10例(20.4%),腦出血8例(16.3%),手術部位4例(8.2%),鼻、口腔出血3例(6.1%)。


脈體外膜肺氧合; Ca2+:鈣離子;aPTT:活化部分凝血活酶時間;FAR:纖維蛋白原與白蛋白比值
2.2 出血危險因素分析和FAR與出血的關系
出血危險因素的分析結果見表2,上機前FAR的AUC為0.607[95%CI(0.502,0.712)],上機24 h FAR的AUC為0.607[95%CI(0.504,0.709)],上機48 h FAR的AUC為0.576[95%CI(0.469,0.684)],上機72 h FAR的AUC為0.589[95%CI(0.484,0.694)];見表3。


2.3 ECMO支持模式亞組出血危險因素分析和FAR與出血的關系
在VA-ECMO組中,出血組的D-二聚體、全血乳酸高于未出血組,上機前FAR和上機24 h FAR顯著低于未出血組;在VV-ECMO組中,上機前血小板水平低于未出血組;見表4。上機24 h FAR是VA-ECMO亞組出血的危險因素[OR=0.975,95%CI(0.951,1.000),P=0.048];見表5。ROC曲線分析顯示上機前FAR的AUC為0.663,上機24 h FAR的AUC為0.714;見表6。



2.4 VA-ECMO亞組FAR與臨床結局的關系
在高危組中,18例(72.0%)患者發生出血并發癥,高危組與低危組之間存在顯著差異(P=0.002)。23例(92.0%)患者接受有創機械通氣治療,10例(40.0%)患者死亡。經過多變量調整分析后,兩組間仍存在顯著性差異(P=0.013)。與低危組相比,在未調整分析(P=0.002)和多變量調整分析(P=0.013)后,高危組的出血發生率更高;見表7。


2.5 死亡組與存活組患者基線資料比較結果
對125例患者進行死亡危險因素分析,患者基線資料見表8。在48例死亡患者中,男性37例,年齡48.50(32.25,57.75)歲,有創機械通氣228.93(123.73,438.45)h 。APACHE-Ⅱ評分高于存活組(P=0.006),氧飽和度則低于存活組(P=0.023),差異有統計學意義。


脈體外膜肺氧合; Ca2+:鈣離子;aPTT:活化部分凝血活酶時間;FAR:纖維蛋白原與白蛋白比值
2.6 死亡危險因素分析
logistic回歸分析結果顯示APACHE-Ⅱ評分是患者死亡的危險因素[OR=1.071,95%CI(1.017,1.128),P=0.009];見表9。

3 討論
在重癥患者ECMO支持過程中,出血事件是最常見最嚴重的并發癥之一,其發生率為30%~60%,并與患者低生存率相關[3,17,20-21]。ECMO患者出血事件受多種因素影響,當血液接觸到管路等非內皮細胞表面時,凝血途徑、補體系統和炎癥反應被激活,觸發血栓形成;高剪切力、湍流等會損傷血液成分,抗凝劑的不適當使用,血小板功能和數量下降等[4,6,22-23]。及時識別ECMO患者出血危險因素和防止出血事件發生是臨床實踐的關鍵與挑戰。目前已有多項研究對ECMO出血危險因素進行報告,然由于各中心臨床實踐不同,其指導意義仍存在局限性,因此需要尋找新的生物標志物來為抗凝管理提供證據[17,18,24]。
本研究結果顯示在ECMO患者中出血組的血小板計數和纖維蛋白原與未出血組相比,具有顯著的統計學差異。這與目前的臨床研究[25-26]一致:低血小板計數、低纖維蛋白原水平與ECMO患者出血發生率呈正相關。然而在隨后的危險因素分析中,低血小板計數與低纖維蛋白原水平并未表現出是獨立的危險因素。在VA-ECMO亞組分析中,出血組的D-Dimer和乳酸水平高于未出血組,表明D-Dimer和乳酸是出血的潛在影響因素,可能與患者病情危重、高乳酸血癥時微循環障礙和纖溶亢進有關;但經過多因素Logistic 回歸分析調整后,D-Dimer和乳酸不再是VA-ECMO患者發生出血的獨立危險因素。另外,本研究結果提示APACHE-Ⅱ評分是總體患者死亡的危險因素,這與既往研究[27]結論一致。
纖維蛋白原與白蛋白比值是一種血清學標志物,參與監測一些患者術后血漿急性期反應[28]。白蛋白是一種重要的血漿蛋白,參與炎癥和止血過程,還與抑制血小板活化有關。另一方面,纖維蛋白原是一種凝血因子,與活化的血小板上的GP Ⅱb-Ⅲa受體結合最終導致血小板聚集[29-31],綜上可以合理假設FAR與ECMO患者出血相關。
據我們所知,關于FAR與ECMO出血事件的研究相對缺乏,目前的研究多集中于探索VA-ECMO血栓事件與FAR之間的關系。在一項探索FAR與VA-ECMO缺血性卒中的研究中,結果顯示VA-ECMO支持24 h內FAR>125 與缺血性卒中風險高出5倍以上相關[10]。在另外一項探索FAR與VA-ECMO血栓并發癥關系的研究中報道了在接受VA-ECMO的患者中,基線FAR>130與更高的血栓栓塞可能性有關[9]。Wang等[32]的研究表明,低水平FAR與血栓事件降低相關。因此我們可以合理推測低FAR可以改善血液的高凝狀態,而更低的FAR可能與ECMO患者的出血事件相關。我們的研究結果證實了這一點,較低水平的上機24 h FAR與VA-ECMO患者出血事件相關。并且本研究結果顯示上機24 h FAR以55.73為最佳截斷值,預測VA-ECMO患者出血的AUC為0.714。根據最佳截斷值,將患者分為高危組和低危組,經多變量調整分析后,出血的發生率在兩組間仍有顯著性差異,因此FAR可以作為預測VA-ECMO患者出血并發癥有潛力的指標,在ECMO抗凝管理中保持FAR>55.73可能有利于降低出血事件的發生,并且FAR還可用于對出血風險患者進行早期分層。需要注意的是,我們的研究并沒有顯示出FAR對于VV-ECMO出血事件的相關性,具體機制仍有待進一步研究,可能與兩種模式提供的器官支持不同有關。
綜上所述,較低的上機24 h FAR是VA-ECMO患者出血的獨立危險因素,診斷臨界值為55.73。然由于本研究是回顧性研究,可能會存在潛在的混雜因素沒有被納入分析而影響結果,故有必要開展大規模的前瞻性研究來進一步證實FAR在ECMO出血及其他臨床問題中的價值。
利益沖突:無。
作者貢獻:李凡負責論文設計、數據收集與分析、論文撰寫、論文修改等;姚華負責數據收集與分析;賴巍、康焰負責論文審閱。
體外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation,ECMO)是一種體外生命支持技術,用于為各種病因導致的呼吸和/或循環衰竭患者提供生命支持。與常規機械通氣相比,VV-ECMO可顯著降低急性呼吸窘迫綜合征患者60 d住院死亡率[1]。盡管技術在不斷改進[2],但ECMO患者并發癥的發生率仍較高,其中出血是最嚴重、最常見的并發癥之一,發生率約為30%[3-4]。血液與管路非生物表面接觸后,凝血途徑、補體系統和炎癥反應的激活共同作用凝血級聯反應驅動血栓形成;白細胞釋放細胞因子,導致內皮細胞損傷,繼續活化凝血通路。為了防止在管路和患者體內形成血栓,臨床上往往進行預防性抗凝。然而,抗凝劑的不適當使用、凝血因子的消耗及血小板數量和功能的下降,都使患者處于高風險出血狀態[5-8]。因此減少出血的發生是必要的,本研究試圖尋找一種生物標志物,來預測出血事件,改進抗凝策略,從而改善患者預后。
研究[9-12]表明纖維蛋白原與白蛋白比值與血栓形成、評估腫瘤患者預后息息相關。纖維蛋白原是重要的凝血因子,補體系統和炎癥介質也共同參與到復雜的凝血反應,同時白蛋白作為重要的炎性標志物,也影響著血小板的功能,綜上合理假設FAR與ECMO出血可能有關。重要的是,目前關于FAR在ECMO中的應用數據仍較少[9-10],故本文旨在探討FAR在成人ECMO患者出血并發癥中的臨床價值,現報告如下。
1 資料與方法
1.1 納入和排除標準
回顧性收集2018—2020年我院收治的ECMO成人患者的臨床資料,納入標準:ECMO輔助時間≥72 h。排除標準:(1)孕、產婦患者;(2) ECMO支持模式轉變治療者;(3) 臨床資料不全者。
1.2 觀察指標
一般資料包括患者性別、年齡、體重指數(body mass index,BMI)、急性生理和慢性健康評分(acute physiology and chronic health evaluation,APACHE-Ⅱ)、基礎疾病、有創機械通氣情況;上機前最后一次的門冬氨酸氨基轉移酶、肌酐、血小板、抗凝血酶-Ⅲ、活化部分凝血活酶時間(activated partial thromboplastin time,aPTT)、D-二聚體、氧飽和度、動脈血氧分壓、動脈血二氧化碳分壓、全血乳酸、鈣離子;ECMO上機前、上機24 h和上機72 h三個時間的FAR,患者啟動ECMO的直接原因。ECMO輔助過程中肝素負荷量0.5~1 mg/kg,維持量5~50 u/(kg·h),動態監測激活全血凝固時間(activated clotting time of whole blood,ACT)和aPTT。
出血的定義:(1)血紅蛋白24 h內下降至少2g/dL,超過24 h下降超過20 mL/kg,或同一時間內需要一次或多次輸注10 mL/kg濃縮紅細胞;(2)輕微出血即血紅蛋白24 h內下降少于20 mL/kg,或需要輸注一次10 mL/kg濃縮紅細胞[13]。出血并發癥按位置分類則包含插管位置出血,中樞神經系統出血,外科操作、手術部位或需要手術干預的出血,黏膜出血(鼻咽、口腔、氣管、直腸或膀胱),胃腸道出血及其他實體器官(肝臟、腎臟、腹膜后組織)的自發性出血或胸腔、腹膜腔出血[3,13-19]。
1.3 統計學分析
采用 SPSS 26.0 軟件進行統計分析,正態分布的計量資料采用均數±標準差(±s)表示,組間比較采用 t 檢驗;非正態分布的計量資料采用中位數(上下四分位數)[M(P25,P75)]描述,組間比較采用秩和檢驗。分類變量用頻數和百分比表示,兩組間比較采用χ2 檢驗或Fisher 確切概率法。采用logistic回歸分析進行危險因素的篩選,將具有統計學差異或臨床上認為有意義的變量納入多因素logistic回歸分析中;采用受試者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲線計算危險因素的預測能力。根據預測出血并發癥的FAR的最佳截斷值將患者分為高危患者和低危患者,比較兩組患者出血的發生情況。P≤0.05為差異有統計學意義。
1.4 倫理審查
本研究已通過四川大學華西醫院生物醫學倫理審查委員會審批,審批號:2022S5。
2 結果
2.1 兩組基線資料比較結果
本研究共納入125例成人ECMO患者,出血組與未出血組患者基線資料見表1,男85例(68.0%),出血49例(39.2%),中位ECMO時間178.10(90.92,326.97)h。出血組乳酸水平高于未出血組(P=0.026),上機前、上機24 h血小板計數和上機24 h纖維蛋白原水平較低(P=0.031、0.020、0.049);出血組的心肌炎患者比例更高(P=0.017)。兩組住院死亡率沒有統計學差異(P>0.999)。在49例出血患者出血部位統計中,插管位置出血24例(49.0%),消化道出血10例(20.4%),腦出血8例(16.3%),手術部位4例(8.2%),鼻、口腔出血3例(6.1%)。


脈體外膜肺氧合; Ca2+:鈣離子;aPTT:活化部分凝血活酶時間;FAR:纖維蛋白原與白蛋白比值
2.2 出血危險因素分析和FAR與出血的關系
出血危險因素的分析結果見表2,上機前FAR的AUC為0.607[95%CI(0.502,0.712)],上機24 h FAR的AUC為0.607[95%CI(0.504,0.709)],上機48 h FAR的AUC為0.576[95%CI(0.469,0.684)],上機72 h FAR的AUC為0.589[95%CI(0.484,0.694)];見表3。


2.3 ECMO支持模式亞組出血危險因素分析和FAR與出血的關系
在VA-ECMO組中,出血組的D-二聚體、全血乳酸高于未出血組,上機前FAR和上機24 h FAR顯著低于未出血組;在VV-ECMO組中,上機前血小板水平低于未出血組;見表4。上機24 h FAR是VA-ECMO亞組出血的危險因素[OR=0.975,95%CI(0.951,1.000),P=0.048];見表5。ROC曲線分析顯示上機前FAR的AUC為0.663,上機24 h FAR的AUC為0.714;見表6。



2.4 VA-ECMO亞組FAR與臨床結局的關系
在高危組中,18例(72.0%)患者發生出血并發癥,高危組與低危組之間存在顯著差異(P=0.002)。23例(92.0%)患者接受有創機械通氣治療,10例(40.0%)患者死亡。經過多變量調整分析后,兩組間仍存在顯著性差異(P=0.013)。與低危組相比,在未調整分析(P=0.002)和多變量調整分析(P=0.013)后,高危組的出血發生率更高;見表7。


2.5 死亡組與存活組患者基線資料比較結果
對125例患者進行死亡危險因素分析,患者基線資料見表8。在48例死亡患者中,男性37例,年齡48.50(32.25,57.75)歲,有創機械通氣228.93(123.73,438.45)h 。APACHE-Ⅱ評分高于存活組(P=0.006),氧飽和度則低于存活組(P=0.023),差異有統計學意義。


脈體外膜肺氧合; Ca2+:鈣離子;aPTT:活化部分凝血活酶時間;FAR:纖維蛋白原與白蛋白比值
2.6 死亡危險因素分析
logistic回歸分析結果顯示APACHE-Ⅱ評分是患者死亡的危險因素[OR=1.071,95%CI(1.017,1.128),P=0.009];見表9。

3 討論
在重癥患者ECMO支持過程中,出血事件是最常見最嚴重的并發癥之一,其發生率為30%~60%,并與患者低生存率相關[3,17,20-21]。ECMO患者出血事件受多種因素影響,當血液接觸到管路等非內皮細胞表面時,凝血途徑、補體系統和炎癥反應被激活,觸發血栓形成;高剪切力、湍流等會損傷血液成分,抗凝劑的不適當使用,血小板功能和數量下降等[4,6,22-23]。及時識別ECMO患者出血危險因素和防止出血事件發生是臨床實踐的關鍵與挑戰。目前已有多項研究對ECMO出血危險因素進行報告,然由于各中心臨床實踐不同,其指導意義仍存在局限性,因此需要尋找新的生物標志物來為抗凝管理提供證據[17,18,24]。
本研究結果顯示在ECMO患者中出血組的血小板計數和纖維蛋白原與未出血組相比,具有顯著的統計學差異。這與目前的臨床研究[25-26]一致:低血小板計數、低纖維蛋白原水平與ECMO患者出血發生率呈正相關。然而在隨后的危險因素分析中,低血小板計數與低纖維蛋白原水平并未表現出是獨立的危險因素。在VA-ECMO亞組分析中,出血組的D-Dimer和乳酸水平高于未出血組,表明D-Dimer和乳酸是出血的潛在影響因素,可能與患者病情危重、高乳酸血癥時微循環障礙和纖溶亢進有關;但經過多因素Logistic 回歸分析調整后,D-Dimer和乳酸不再是VA-ECMO患者發生出血的獨立危險因素。另外,本研究結果提示APACHE-Ⅱ評分是總體患者死亡的危險因素,這與既往研究[27]結論一致。
纖維蛋白原與白蛋白比值是一種血清學標志物,參與監測一些患者術后血漿急性期反應[28]。白蛋白是一種重要的血漿蛋白,參與炎癥和止血過程,還與抑制血小板活化有關。另一方面,纖維蛋白原是一種凝血因子,與活化的血小板上的GP Ⅱb-Ⅲa受體結合最終導致血小板聚集[29-31],綜上可以合理假設FAR與ECMO患者出血相關。
據我們所知,關于FAR與ECMO出血事件的研究相對缺乏,目前的研究多集中于探索VA-ECMO血栓事件與FAR之間的關系。在一項探索FAR與VA-ECMO缺血性卒中的研究中,結果顯示VA-ECMO支持24 h內FAR>125 與缺血性卒中風險高出5倍以上相關[10]。在另外一項探索FAR與VA-ECMO血栓并發癥關系的研究中報道了在接受VA-ECMO的患者中,基線FAR>130與更高的血栓栓塞可能性有關[9]。Wang等[32]的研究表明,低水平FAR與血栓事件降低相關。因此我們可以合理推測低FAR可以改善血液的高凝狀態,而更低的FAR可能與ECMO患者的出血事件相關。我們的研究結果證實了這一點,較低水平的上機24 h FAR與VA-ECMO患者出血事件相關。并且本研究結果顯示上機24 h FAR以55.73為最佳截斷值,預測VA-ECMO患者出血的AUC為0.714。根據最佳截斷值,將患者分為高危組和低危組,經多變量調整分析后,出血的發生率在兩組間仍有顯著性差異,因此FAR可以作為預測VA-ECMO患者出血并發癥有潛力的指標,在ECMO抗凝管理中保持FAR>55.73可能有利于降低出血事件的發生,并且FAR還可用于對出血風險患者進行早期分層。需要注意的是,我們的研究并沒有顯示出FAR對于VV-ECMO出血事件的相關性,具體機制仍有待進一步研究,可能與兩種模式提供的器官支持不同有關。
綜上所述,較低的上機24 h FAR是VA-ECMO患者出血的獨立危險因素,診斷臨界值為55.73。然由于本研究是回顧性研究,可能會存在潛在的混雜因素沒有被納入分析而影響結果,故有必要開展大規模的前瞻性研究來進一步證實FAR在ECMO出血及其他臨床問題中的價值。
利益沖突:無。
作者貢獻:李凡負責論文設計、數據收集與分析、論文撰寫、論文修改等;姚華負責數據收集與分析;賴巍、康焰負責論文審閱。