ECMO-营养-体外心肺辅助患者的营养支持-苏俊

1、体外心肺辅助患者的营养支持综述目的：体外生命支持系统（ ECLS） 包括V-V、 V-A体外膜肺氧合（ ECM）O、 心室辅助 （ VAD）等， 提供机械的心肺功能支持，尤其是在急性呼吸和心脏衰竭患者。这篇综述讨论了新近发表的文章数据，聚焦于诸如ECLS和 VAD此类患者的营养支持。新近发现：ECLS可能加重内源性和外源性的微量元素与大量营养物质的丢失。现有的研究发现肠内营养是切实可行的，被普遍应用于ECLS的患者。间接热量测量是测量ECLS患者能量消耗比较适宜的方法。使用一些特殊的测量工具来检测VAD的围手术期患者的营养不足和营养风险也是可行的，但是需要更多的临床认证。如果肠外营养指征明确，

2、那么必须考虑到静脉使用脂肪乳剂将会导致ECLS系统的膜肺氧合功能不良，和增加VAD患者的感染风险。摘要：尽管近十年来应用ECLS和 VAD的患者愈来愈多，但是营养支持在患者的临床结果方面所扮演的角色仍然有一个巨大的而且尚未开发的处女地等待着我们。关键词： 重症，体外生命支持系统，体外膜肺氧合，体外循环，营养，心室辅助装置。引言：ECLS系统的机械辅助技术能够提供体外的气体交换和循环支持，包括有难治的危及生命的呼吸衰竭如ARDS（ VV-ECM）O，和严重的心脏衰竭或两者皆而有之（ VA-ECM）O。 VAD的植入，包括左心室辅助（LVAD） 、右心室辅助（RAVD）和全心室辅助 （ BiVAD

3、） ， 对于严重的终末期心脏衰竭患者，能够提供一个可能的外科心脏衰竭的治疗机会，比如说“等待移植”、 “等待康复”、 “永久支持”。世界范围内进行单独左心室辅助患者的数量现在已经超过了20000例， 并且持续不断的增长中。尽管近十年来应用ECLS或 VAD的患者数量呈指数级地增长，但是针对这些患者临床上最佳的营养支持途径和营养物质代谢仍然处于一个不是十分明朗的境界。因此，针对成人使用ECLS和 VAD的患者目前尚无一个专门的营养支持指南可以遵循，仅仅美国肠外肠内营养协会（ASPE）发表了一份针对新生儿N使用ECMO的儿科人群的营养支持指南。体外生命支持组织（ELSO）现行的指导方针是 “和其他

4、重症患者一样， 提供全热量和蛋白质的营养支持是必要的”。 2017年 ESICM临床实践指南中提出的“早期危重症患者的肠内营养”，然而仅仅是建议在使用ECMO时肠内营养是可行的，但是只有四个成人患者的案例。因此我们这篇综述对于近期发表的有关ECLS和 VAD患者的营养物质代谢和营养支持的综述和亮点提供一个总结概述。病理生理学研究：需要ECLS的患者往往都是一类病情极其严重、需要各种重症监护的人群，伴随而来的是延长了ICU住院时间，增加了相关发病率和死亡率。严重的循环功能下降和炎症反应，伴随着大剂量血管加压素的使用，以及在整个体外循环过程中的抗凝，导致了一个与生俱来的危险，那就是改变了肠道的完整

5、性、内脏的灌注，进而导致肠道节段性的缺血或出血风险。ECMO的使用在本质上来说，因为应用了不同的生物相容性材料来进行体外气体交换，不仅会导致或加重炎症反应和氧化应激， 而且会造成内源性或外源性的大量营养物质与微量元素的丢失。一个小型的体外实验观察到ECMO循环过程中有大量营养物质与微量元素的改变：如葡萄糖的丢失、必需氨基酸异亮氨酸的丢失、脂溶性抗氧化维生素A和 E的丢失，还会进一步增加炎症反应的激惹。然而， 大多数其他的大量营养物质和微量元素，如甘油三酯、总胆固醇、硒、铜、锰、维生素D，在这个研究中随着ECMO的运行超过 24 小时仍然坚挺甚至增多。尽管葡萄糖浓度的减低可能影响到细胞代谢，作者

6、认为精氨酸和谷胺酰氨的减少归因于它们各自的代谢产物鸟氨酸和谷胺酸盐的增加。另一项研究是心肺转流术后的心脏外科患者，根椐已经报道的必需微量元素硒的缺乏，在围手术期提前采取不同剂量的外源性硒的补充，对于患者的病死率和器官功能衰竭发生率产生积极的影响。危重症患者本身的物质代谢变化和体外膜肺应用下大量的营养物质丢失的相互作用，迫切需要进一步的检查，为了更好地进行补偿和评估临床预后。VAD患者常常伴随一些进展性的心脏疾病，表现为心源性恶病质的症状，处于心衰的晚期，不知不觉地丢失超过5%的非水肿性体重。这将导致呼吸功的增加，肠水肿的中剧，肝充血，进一步导致早饱，胃肠运动障碍。恶病质的发生据估计在症状性心衰

7、患者有15%的发生率，在 VAD移植之前大约会上升到33%。 这些VAD心源性恶病质患者更有可能发展成为永久性慢性分解代谢异常综合征。就ECLS患者来说，处于VAD移植下的患者，更容易出现胃肠道功能障碍和肠道喂养不耐受， 由于潜在的心血管疾病和必要的围术期医学治疗，比如说血管活性物质就是一个导致内脏灌注不足的可能因素。尽管目前多使用覆膜管道技术，但是ECLS与 VAD患者常常更多地出现胃肠道的出血或者血栓形成并发症，同样也影响到了胃肠道的完整性。目前来说，没有确切的数据可以支持心室辅助（无搏动血流或半搏动血流）可能导致长期的胃肠道的肠系膜血流改变，营养物质吸收和肠道的完整性。此外，VAD的慢性

8、心力衰竭患者与微量营养素的缺乏息息相关，特别是维生素如B， C， D和微量元素的缺乏。因此，评估和补充这些潜在的缺陷状态必须予以考虑。一个随机对照试验目前正在进行中，评估正在接受VAD植入术后的患者补充硒元素的临床意义。体外生命支持患者的营养支持实践：自 2004 年以来，有六项观察性研究报道了ECLS患者的营养支持做法（见表1） 。在这些研究中，仅有一项单中心回顾性研究关注于接受VV-ECMO的成人ICU患者中进行营养支持治疗的情况，并在过去的12-18 个月内出版。研究纳入了于2010年 12 月至 2015年 12 月间入院的有严重呼吸衰竭的230名 ICU 患者，比较每日能量和蛋白质的

9、实际摄入量与目标量的不同，并记录中断营养支持的原因。发现ICU平均入住时间为21 天，VV-ECMO为 10天， 肠内营养是最常用的喂养途径（ 123例患者胃内喂养，空肠喂养70 例） ，肠外营养仅用于10 名患者。能量中位数（ 89.8） 和蛋白质中位数（ 84.7） 摄入是足够的（按估计目标量的80-110定义） ，任何一个的能量或蛋白质摄入不足的情况，多发生在营养支持过程的三分之一时间（28.3） 。纳入样本的疾病评分的严重程度与其蛋白质摄入不足和更为严重的器官功能障碍显著相关，在 VV-ECMO的第一天显示出显著的卡路里摄入不足。 营养中断的最常见原因是医疗程序（ 39.1 ） 和胃肠

10、动力障碍（ 22.8）。作者总结说在研究中按照目标量给予VV-ECMO患者充足的能量和蛋白质摄入是可行的， 高比率的营养不良多发生于更严重的器官功能障碍的患者。在这个研究中没有发现能量与蛋白质的摄入不足与ICU生存率和6 个月生存率有关联。关于VAD患者的危重病人的营养实践没有前瞻性临床表现数据可用。埃米尔的一项早期小样本研究评估了在放置LVAD后的27 位患者的胃肠功能变化，胃肠功能障碍包括饱腹感和/或恶心，食道蠕动缓慢和胃排空时间延长，在术后早期很常见。伴随着更高的风险是LAVD装置放置后的消化道出血，胃肠不耐受可能会干扰了早期肠内营养策略。总之，这些观察性研究表明肠内营养主要适用于病情稳

11、定的ECLS患者。根据专家意见， 肠内营养应该被用在VAD术后的早期阶段，这类患者常常无法坚持口服营养物质。前瞻性控制研究对ECLS和 VAD患者的研究是有必要的，可以比较不同的肠内和肠外营养策略，对于患者的安全性和临床预后。最近的NUTRIREA-2多中心研究讨论了罕见但是可能发生的肠内营养相关并发症，如腹泻，肠缺血和急性假性肠梗阻，这2410 名重症患者因休克均接受了机械通气和血管加压支持治疗。尽管这些患者大多数至少需要一种血管活性药物（去甲肾上腺素）来维持血流动力学稳定，但是没有信息告诉我们多少患者可能需要ECLS或 VAD治疗。目前一致的指南认为，延迟的肠内营养支持也应该在ECLS植入

12、或VAD植入后的急性期考虑实施，即使血流动力学不稳定，组织灌注目标尚未达到。 然而， 一旦休克在机械辅助和液体和血管加压药治疗下得到控制，建议尽快开始低剂量肠内营养支持。密切监测代谢个体化的营养物质代谢和胃肠耐受性在ECLS和 VAD的重症患者中更具有强制性。营养风险评估：营养不良的流行病学调查显示在人群中超过90的患者在VAD植入前已出现心力衰竭。各种研究显示通过一组不同的营养评估工具（包括人体测量学和生物学数据）对住院的VAD患者的营养状况进行评估，对预后具有重要意义。表2提供了一个针对这些患者的营养风险评估工具的概况。除了国际营养学会已经公认的营养不良的标准外，预后营养指数或迷你营养评估

13、可以提供更具体的测定关于 VAD植入前患者的营养状况。然而，目前为止，没有单一的营养评估方法可以得到有效的验证或含糊的接受。此外，ASPEN指南中关于“对于成人危重症患者提供营养支持和评估的建议”指出，在所有入住ICU的患者中使用“危重病人的营养风险（NUTRIC）评分”作为识别预后的工具，能够使这些患者更早期获益。因此，NUTRIC评分也可应用于ECLS和 VAD的重症患者，然而这些患者的有效性尚未得到证实。值得注意的是，除了针对使用VV-ECMO的重症ARDS患者的死亡率预测外，（ PRESERV） E风险评分，包括 BMI 的八项预后变量，没有一个已经确认的风险预后工具能够被整合起来成为

14、营养观察的变量。能量需求测定：现有的观察性研究对于能量消耗的监测大部分是基于斯科菲尔德方程（压力因子1.1-1.2 ）或根据简化的基于权重的公式来计算（25-30 千卡 /公斤 /天） 。建议按ASPEN指南进行间接热量测定。间接量热法通常被视为确定能量消耗的金标准，并且基于肺功能分析氧气消耗（ VO2）和二氧化碳产生（VCO）2。 但是，这种技术不能应用于ECLS患者，因为通过体外膜肺去除的CO2不能被量热仪识别。De Waele等报道了一个初步的临床经验，这是一个关于ECMO的病例报告，他们应用导出能量的理论模型进行间接热量测量法的测定，来分别测出呼吸机的热量与膜式氧合器的热量。采用两步法

15、，量热仪首先连接到呼吸机，然后再连接到膜式氧合器，分别进行VO2和VCO2测量。VO2和 VCO2的值来自于患者自己的肺和人工膜肺，然后被合并纳入韦尔方程，得到所谓的“REEcomposite。 ”当然，在一个充分设计的研究中进行可预期的评估是必要的。此外，Wollersheim 等人最近提出了一个在体外膜肺支持的患者中进行能量测量的工具，这个研究采用了20 个使用VV-ECMO的 ARDS患者，与20 个没有使用ECLS的 ARDS患者进行配对研究。事实上，利用传统的间接量热法进行患者自己肺的能量消耗的测量，并且结合人工膜肺的膜前和膜后的血气分析来收集O2吸收和CO2消除，然后使用韦尔公式计

16、算总的能量消耗。在这个初步研究中，作者证明了MEEP工具是可行的，并测量了能量消耗值，得出结论是使用ECLS的 ARDS患者和没有使用VV-ECMO的患者，能量消耗没有显著差异。 2013 年大卡 /天（ 1786/2333） VS1857 千卡 /天（1602/2085） 。血流通过VV-ECMO本身并没有影响能量消耗，而且没有一个使用过的方程能够与测量的能量消耗建立关联。这个工具的优点是除了间接测热仪与血气分析仪外，不需要额外添加其他设备，这进一步简化了它的使用。如果减少人工膜肺的气流量，准确度可以进一步增加。但是，这些初步结果需要在更大的ECLS患者群中中进行不同的气流量管理下的进一步验

17、证。在找到进一步的可用证据之前，目前针对重症患者的指导性建议是使用已发表的预测方程或简单的基于权重的方法方程式（25-30 千卡 / 千克 / 天） ，当然也适用于 ECLS患者。VAD植入本身对于间接测热法的使用没有技术上的限制，当然在没有现成的可利用的测量工具条件下，这是最好的正确的测量方法了。肠外营养：考虑到在ECLS或 VAD患者中使用肠外营养，没有现成的随机对照研究和有关专家共识，因此我们遵循一般危重症患者或者心源性恶病质患者的指南。关于体外循环，特别是在胃肠外使用含脂质液体输注进行营养支持时可能会引起相关系统的并发症，如凝血， 脂质沉积物形成和随后的膜式充氧器功能障碍。一项由 Ha

18、yes 等人研究的关于静脉注射脂质乳剂用于治疗急性中毒或肠外营养的系统评价，仅有一例病例报告和一项针对ECMO儿科患者的调查。在这项调查是最常见的问题是循环通路中的阀门的开裂，管道的堵塞，和膜肺的功能障碍，乳化液的凝集并增加了血块的形成。另一项关于继发于心脏毒性药物的VA-ECMO患者，静脉使用脂质乳剂的系统评价，也显示出体外和临床证据相结合使用静脉内脂质乳剂，可能导致在VA-ECMO体外循环中膜肺氧合器的脂肪沉积，并且增加了血块形成。如果ECLS患者确切需要肠外营养支持，那么最好不要往ECMO环路中直接注射脂肪乳剂，但是可以通过ECMO环路远端的血管通路输注进行曲线救国。根据目前的欧洲的专家组成临床营养与代谢学会（ESPEN）建议：一般危重人群，脂质应持续缓慢注入12-24 小时，不应弹丸式大力推射。在这种情况下，Scurlock 等人回顾了43 个小样本的数据，将VAD