COVID-19呼吸衰竭患者进行单独最大通气量(MVA)和体外膜肺氧合(ECMO)倾向评分匹配的结果

目的：与单独最大通气量(MVA)相比，体外膜肺氧合(ECMO)是否能改善符合ECMO辅助条件的COVID-19呼吸衰竭患者的预后？

背景摘要：ECMO在机械通气不足的严重呼吸衰竭病例中是有益的。尚无报告符合 ECMO 条件的 COVID-19 患者使用 MVA 的结局。因此，尚未建立在ECMO和MVA上的COVID-19患者之间的直接比较。

方法：共纳入在芝加哥两个主要医疗中心接受治疗的 3406 名 COVID-19 患者。195名患者符合ECMO 条件并需要最大通气支持。使用详细的人口统计学、生理学和并发症数据，将 80 名 ECMO 患者与相同数量的 MVA 患者进行倾向评分匹配。主要结局是出院时的生存率及患者状态。

结果：75%的ECMO患者停止了机械通气，相比之下， MVA 组为 16%。ECMO 组中71% 已成功拔管，68%的患者出院。只有 26%的MVA患者出院。ECMO 组的死亡率为 25%（ECMO 期间的死亡率为21%），在 MVA组中死亡率为74%。ECMO 组中所有年龄组和 BMI 组死亡率均显著较低。较少的 ECMO 患者需要长期康复。ECMO 患者出现感染性休克、呼吸机相关性肺炎、正性肌力药的需求、急性肝肾损伤等主要并发症的发生率较低。

结论：符合ECMO条件的严重COVID-19呼吸衰竭患者，在ECMO的帮助下生存率提高了3倍，他们在出院时也处于更好的身体状态，并且总体并发症发生率较低。因此，当单独的机械通气支持不足以治疗 COVID-19 呼吸衰竭时，应强烈考虑使用 ECMO。 

关键词：2019冠状病毒病（COVID-19），体外膜肺氧合（ECMO），机械通气，倾向评分匹配分析，严重呼吸衰竭 

自 2019 年12月以来，SARS-CoV-2 病毒感染，即2019冠状病毒病 (COVID-19)，已在全球夺走了近 400 万人的生命。虽然大多数受影响的人没有出现严重的症状，但仍有人经历了呼吸困难，需要机械通气。在严重的情况下，甚至呼吸机通气支持也会失败。这些患者出现难治性低氧血症、伴有严重细胞因子风暴的急性呼吸窘迫综合征 (ARDS)，并最终导致多系统器官衰竭。

V-V ECMO是一种已被证明可以降低严重呼吸衰竭病例的死亡率的技术，例如中东呼吸综合征 (MERS) 冠状病毒感染。然而，需要长时间的机械通气、镇静和制动可能会限制这种技术的长期益处。在肺移植领域，在 ECMO 期间停止机械通气的尝试显示具有可行性。然而，这种新方法并未在该亚专业领域之外得到广泛应用。

最近关于ECMO治疗严重的COVID-19呼吸衰竭的文章报告了15%至38%的死亡率。然而，符合ECMO条件的COVID-19患者因严重的呼吸衰竭而接受单独最大通气量(MVA)治疗的结果还没有被报道。因此，尚未建立在ECMO和MVA上的COVID-19患者之间的直接比较。本研究的目的是使用倾向匹配分析比较这两种方法，以确定ECMO和MVA对生存率、出院时患者状态、COVID-19呼吸衰竭并发症的影响。 

方法

患者的选择

回顾性收集自2020年3月1日至2021年6月9日期间，在伊利诺伊州芝加哥的Advocate Christ医疗中心和Rush大学卫生系统接受治疗的3406名COVID-19患者数据。从官方机构数据库中提取在这些机构治疗的所有COVID-19患者的数据，并进行了去标识化以保护患者隐私。使用基于PCR的检测方法确认COVID-19感染。

以下标准用于确定ECMO的适用性：患者70岁以下，尽管有最大的通气支持，但仍患有严重低氧或高碳酸血症。由 EOLIA 试验组描述即，如果动脉血气（ABG）氧分压（PaO₂）与吸入氧的浓度（FiO₂）的比率（P/F）小于50 mm Hg，持续时间大于3 小时，小于80 mm Hg，持续时间大于 >6 小时，或pH值小于7.25合并二氧化碳分压(PaCO₂)大于60 mm Hg， 持续时间大于6 小时。最大呼吸机设置包括最低 FiO₂大于0.8、呼气末正压 (PEEP)大于10 cm H₂O 和 6 mL/kg 预测体重的潮气量，同时保持平台压小于32cm H₂O。

结果指标

主要结局是出院时的生存率、患者状态、确定在不同治疗阶段花费的时间以及并发症的类型和发生次数。

统计分析

对于 3326 名非 ECMO 患者，根据以下标准确定其适应性：需要机械通气的患者，年龄在 18 至 70 岁之间，需要 FIO₂大于0.8，动脉血气记录 P/F 比为小于80 mmHg，或 pH 小于7.25合并PaCO₂ 大于60 mm Hg持续时间 >6 小时。此外，在符合 ECMO 资格时诊断出任何严重的慢性器官功能障碍或多系统器官衰竭，则排除在匹配范围之外（图1）。

使用 Noah 等人描述的逻辑回归模型进行倾向评分匹配分析。详细的人口统计学、生理学和合并症数据用于匹配，如表 1 所示。数据以平均值、平均值的标准误差（SEM）、中位数和范围表示。ECMO 和 MVA 患者之间的相对风险 (RR) 以及 95% 置信区间(CI) 也在适当的情况下进行了说明。数据分析采用连续变量的双尾t检验和分类变量的卡方检验。P值显著性水平为<0.05。2020 Excel for Office 365 (Microsoft) 与XLMinerAnalysis ToolPak 用于数据分析。

 

 

图 1. 识别符合条件的患者的算法。

结论

研究人群和患者特征

共纳3406名感染COVID-19 患者（图1）。3326名患者未接受ECMO支持，其中 3,211人不符合纳入标准。195名患者符合ECMO 条件。80名患者接受ECMO支持，115名患者接受MVA支持。

其中80名患者与 ECMO组进行比较。ECMO组患者年龄范围在22岁到67岁[平均 (SE)，49.0 (1.1) 岁]（表1）。MVA组在22岁至64岁 [52.1 (1.0) 岁]。差异无统计学意义（p^¼=0.06）。每组70%以上患者为男性（p^¼= 0.59）。两组间平均体重指数 (BMI) 差异较小 [ECMO为34.1 (0.8) kg/m²vs MVA 为 35.3 (1.2) kg/m2，p^¼=0.42]。所有患者在接受ECMO同时均已接受最大通气支持。ECMO支持前平均插管时间为3.9 (0.4)天，相比之下，MVA组插管时间为4.0 (0.5) 天（p^¼ = 0.79）。2组间除PaO2和P/F比均略有下降外，MVA组动脉血气值略微偏高。

接受ECMO支持的患者在插管前平均住院日为4.9 (0.5)天，而 MVA患者为4.3 (0.7)天 (p ^¼ = 0.54)。从入院到接受气管插管的时间分别为ECMO组11.5天和MVA组11.3天 (p^¼ = 0.87)。从插管到ECMO 启动的平均时间为 3.9 (0.4) 天。ECMO组中拔管患者的机械通气时间为16.7 (2.2)天，MVA 组为10.9 (1.6)天（p^¼ = 0.04）。然而，尽管60名ECMO 患者（75%）成功脱离呼吸机，只有13名MVA患者 (16%) 脱机成功 [RR (95% CI), 4.62 (2.76–7.71), p¼ = 0.001]。57名患者 (71%) 已顺利拔出ECMO管路，ECMO平均运行时间为 38.5 (4.2) 天。ECMO和MVA组的总住院天数分别为 56.6 (4.2) 和 30.5 (3.8)天（p^¼=0.001）。

总之，ECMO组中有20名患者 (25%) 死亡，17名患者(21%) 死于接受ECMO期间，而MVA组中有59名患者 (74%)死亡[RR (95% CI), 0.34(0.23–0.51), p = 0.001]（表 2）。115名符合匹配条件的接受MVA患者中有89名 (77%)未能存活。在20例ECMO死亡病例中，3例(15%)死于卒中，其余的则是死于败血症和多器官衰竭。3名患者在ECMO拔管后因非呼吸原因死亡，对于 59例MVA死亡患者，29 例(49%)死于难治性呼吸衰竭，27 (46%) 来自重症败血症和多器官衰竭，另外3名患者(5%) 死于卒中。