王煥瑩, 盧安東, 潘晨亮, 趙 晶, 白 明
體外膜肺氧合(extracorporeal membrane oxygenation, ECMO)是心臟驟停和心原性休克患者常用的體外生命支持技術(shù),可部分或完全替代心肺功能[1]。根據(jù)體外生命支持組織(extracorporeal life support organization, ELSO)的數(shù)據(jù),近年來(lái)使用ECMO中心的數(shù)量正在明顯增加,相關(guān)應(yīng)用領(lǐng)域也越來(lái)越廣泛[2]。盡管在危重患者的治療方面已取得明顯成效,但仍存在一些威脅患者健康和生存質(zhì)量的問(wèn)題,其中出血和血栓事件是ECMO輔助過(guò)程中最常見(jiàn)的并發(fā)癥和死亡原因[3]。在ECMO過(guò)程中,自體血液和異體人工回路之間的相互作用以及血泵產(chǎn)生的高剪切力容易造成血液的高凝狀態(tài),為了維持管路的正常運(yùn)行和防止血栓并發(fā)癥,抗凝治療是必不可少的措施,但抗凝同時(shí)面臨的出血風(fēng)險(xiǎn)嚴(yán)重威脅患者預(yù)后。普通肝素(unfractionated heparin, UFH) 因其起效快、易于滴定,在過(guò)去數(shù)年間作為ECMO支持中的常規(guī)抗凝劑,但其具有反應(yīng)時(shí)間不可預(yù)測(cè)、易觸發(fā)肝素誘導(dǎo)的血小板減少癥(heparin-induced thrombocytopenia, HIT)、產(chǎn)生肝素抵抗(heparin resistance, HR)等局限性,與之相比,比伐盧定具有明顯的藥代動(dòng)力學(xué)和藥效學(xué)優(yōu)勢(shì),近十年間在大型ECMO中心的應(yīng)用開(kāi)始增多[4]。目前對(duì)于ECMO期間的抗凝策略尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),各中心的抗凝策略也不盡相同[5]。為了進(jìn)一步明確比伐盧定較UFH的可靠性和安全性,現(xiàn)就比伐盧定在ECMO中的應(yīng)用做一綜述,以期為ECMO期間抗凝提供更多參考。
1.1UFH的作用機(jī)制 UFH是ECMO中最常用的抗凝劑,優(yōu)點(diǎn)在于起效快、價(jià)格低廉、使用魚(yú)精蛋白易于逆轉(zhuǎn)等[6]。UFH主要與抗凝血酶Ⅲ(antithrombin Ⅲ, AT-Ⅲ)結(jié)合,通過(guò)滅活活化的凝血因子Ⅱ、Ⅸ、Ⅹ、Ⅺ、Ⅻ來(lái)抑制內(nèi)源性凝血通路。同時(shí),UFH還可通過(guò)促進(jìn)內(nèi)皮細(xì)胞釋放組織因子途徑抑制物(tissue factor pathway inhibitor, TFPI),抑制外源性凝血通路,但UFH同時(shí)存在許多自身局限性。首先,UFH只能抑制游離型凝血酶,不能抑制與纖維蛋白結(jié)合的凝血酶,而結(jié)合型凝血酶在血栓形成中起主要促進(jìn)作用,這使得UFH的抗凝效果較弱[7]。其次,UFH由于其強(qiáng)抗原性,在與血小板因子4(platelet factor 4, PF4)結(jié)合后可觸發(fā)HIT[8]。HIT作為UFH治療的一種免疫介導(dǎo)的凝血副作用,一般發(fā)生在輸注UFH后第5~10天,發(fā)生率為0.5%~5.0%,這使得ECMO的治療更加復(fù)雜化[9]。此外,當(dāng)AT-Ⅲ不足或活性低下時(shí),可導(dǎo)致部分凝血酶未被滅活,盡管使用大量UFH,活化的凝血時(shí)間(activated clotting time, ACT)或活化部分凝血活酶時(shí)間(activated partial thromboplastin time, APTT)仍達(dá)不到目標(biāo)值,導(dǎo)致HR的發(fā)生[10]。HR主要指24小時(shí)內(nèi)應(yīng)用超過(guò)35 000單位UFH或AT-Ⅲ活性水平低于60%,需使用大劑量UFH達(dá)到目標(biāo)抗凝范圍。當(dāng)發(fā)生HR時(shí),增加UFH劑量后,由于藥代動(dòng)力學(xué)不穩(wěn)定、抗凝強(qiáng)度和時(shí)間與劑量不成比例、抗凝效果不可預(yù)測(cè)等,容易引發(fā)出血,安全性較差。以上不足使人們迫切尋找一種可替代UFH的抗凝劑。
1.2比伐盧定的作用機(jī)制 比伐盧定是由20個(gè)氨基酸人工合成的水蛭素衍生物,通過(guò)與凝血酶末端12個(gè)氨基酸序列的高親和力結(jié)合,來(lái)抑制凝血酶。凝血酶可以通過(guò)水解比伐盧定多肽鏈中 Arg3和 Pro4之間的肽鍵,通過(guò)減弱比伐盧定的抑制作用,來(lái)恢復(fù)自身在凝血級(jí)聯(lián)反應(yīng)中的生物活性,因此比伐盧定與凝血酶之間的相互作用具有可逆性[11]。比伐盧定作為一種被批準(zhǔn)用于所有接受經(jīng)皮冠狀動(dòng)脈介入治療(percutaneous coronary intervention, PCI)患者圍術(shù)期的抗凝劑,隨著經(jīng)驗(yàn)的不斷積累,近年來(lái)在ECMO中的應(yīng)用也逐漸增多,越來(lái)越多證據(jù)證實(shí)比伐盧定在機(jī)械循環(huán)支持中的安全性[8]。首先,比伐盧定藥代動(dòng)力學(xué)呈線性特征,主要通過(guò)腎臟和以蛋白酶降解兩種途徑清除,在腎功能正常的患者體內(nèi),半衰期約為25分鐘,在中、重度腎損害患者中比伐盧定清除率降低20%。且比伐盧定半衰期短,凝血功能在停藥約1小時(shí)后可恢復(fù)正常,很少需要以血液濾過(guò)方式進(jìn)行緊急清除。其次,比伐盧定起效迅速,以0.75 mg/kg劑量推注后,迅速達(dá)到預(yù)期的抗凝效果,ACT、APTT等監(jiān)測(cè)凝血指標(biāo)的變化與比伐盧定劑量呈線性關(guān)系。最關(guān)鍵的是與UFH相比,比伐盧定半衰期短,抑制凝血酶作用可逆,可降低出血事件風(fēng)險(xiǎn)和具有較高的安全性[12]。
2.1比伐盧定在ECMO中的應(yīng)用 ECMO可為心臟驟停患者重要臟器提供充足的血氧供應(yīng)。但ECMO過(guò)程中發(fā)生的出血和血栓事件一直是令人困擾的難題。因此,在ECMO期間實(shí)現(xiàn)最佳的抗凝管理至關(guān)重要。目前,關(guān)于比伐盧定在ECMO中應(yīng)用的相關(guān)文獻(xiàn)較少,結(jié)論尚不統(tǒng)一。有學(xué)者[13-14]研究發(fā)現(xiàn),比伐盧定在ECMO中的應(yīng)用降低了出血和死亡事件,有望成為UFH的有效替代品。在ECMO輔助的44例休克患者中,Berei等[15]在血栓、出血、死亡事件方面沒(méi)有發(fā)現(xiàn)差異,表明雖然比伐盧定是一種可行的UFH替代抗凝方案,但可能不具有臨床明顯優(yōu)勢(shì)。Kaseer等[4]指出,在ECMO中使用比伐盧定抗凝的患者,始終將APTT維持在治療范圍內(nèi),在不增加患者發(fā)生重大出血事件風(fēng)險(xiǎn)方面,比伐盧定的抗凝效果較UFH穩(wěn)定。在另一項(xiàng)薈萃分析[16]中指出,對(duì)于ECMO輔助下出現(xiàn)UFH禁忌證或抗凝無(wú)效的患者來(lái)說(shuō),比伐盧定較其他抗凝劑似乎是最佳的選擇。目前關(guān)于比伐盧定在ECMO中的應(yīng)用,大部分結(jié)果來(lái)源于回顧性研究,未來(lái)需要進(jìn)行更多更高質(zhì)量的隨機(jī)對(duì)照研究來(lái)證明比伐盧定在ECMO中的有效性及安全性。
2.2比伐盧定可能存在的優(yōu)勢(shì)
2.2.1 血栓和出血事件 近年來(lái)隨著治療策略和技術(shù)的不斷改進(jìn),ECMO輔助下血栓和出血事件發(fā)生率均有不同程度的降低,但總體而言仍然較為常見(jiàn)[17]。根據(jù)體外生命支持系統(tǒng)(ECLS)統(tǒng)計(jì),ECMO輔助中30%~60%的患者會(huì)發(fā)生出血事件,雖然手術(shù)部位的出血最常見(jiàn),但顱內(nèi)出血致死率最高[18]。據(jù)報(bào)道,ECMO輔助下的顱內(nèi)出血發(fā)生率為5%~19%,嚴(yán)重威脅患者生命[19]。Cheng等[20]在一項(xiàng)薈萃分析中,對(duì)ECMO輔助的1866例心臟驟停和心原性休克患者進(jìn)行研究,其中對(duì)于677例患者的13項(xiàng)研究中,下肢缺血事件發(fā)生率為16.9%。在包括260例患者的5項(xiàng)研究中,出血事件發(fā)生率約為40.0%。Mazzeffi等[21]通過(guò)對(duì)體外生命支持患者進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn),出血事件發(fā)生率約為56.0%,其中發(fā)生嚴(yán)重出血事件患者的90天存活率明顯下降。總體而言,血栓和出血事件作為ECMO術(shù)后常見(jiàn)的并發(fā)癥,嚴(yán)重威脅患者預(yù)后,因此在ECMO輔助過(guò)程中選擇合適的抗凝劑至關(guān)重要。
2.2.2 比伐盧定與血栓和出血事件 盡管ELSO于2014年發(fā)布了旨在規(guī)范ECMO管理的抗凝指南,但并未明確推薦抗凝劑的種類(lèi)與劑量,不同ECMO中心的抗凝策略仍然存在差異,在預(yù)防或減少出血并發(fā)癥方面尚未達(dá)成共識(shí)[22]。Hamzah等[8]對(duì)ECMO支持的兒童患者進(jìn)行回顧性研究發(fā)現(xiàn),比伐盧定組出血事件的發(fā)生率較UFH組低,兩組血栓事件無(wú)明顯差異,表明比伐盧定用于小兒ECMO支持安全可靠。Ranucci等[23]通過(guò)對(duì)一組心臟術(shù)后的靜脈-動(dòng)脈 體外膜肺氧合(veno-arterial extracorporeal membrane oxygenation, V-A ECMO)患者進(jìn)行觀察,根據(jù)抗凝方案不同,將患者分為比伐盧定組和UFH組,結(jié)果發(fā)現(xiàn),比伐盧定組APTT值維持在目標(biāo)范圍內(nèi)的時(shí)間更長(zhǎng),波動(dòng)性較小,且降低了失血量和輸血需求,在兩組間的血栓事件中沒(méi)有差異,證明比伐盧定可以安全用于心臟術(shù)后的ECMO抗凝。Brown等[13]在一項(xiàng)單中心研究中納入15例患者,在ECMO維持過(guò)程中的不同階段分別使用UFH或比伐盧定。UFH抗凝時(shí)發(fā)生28例出血事件和4例血栓事件,比伐盧定抗凝時(shí)發(fā)生7例出血事件,結(jié)果表明,比伐盧定在ECMO中可作為UFH的安全替代抗凝劑。Macielak等[24]發(fā)現(xiàn),在ECMO支持過(guò)程中,比伐盧定組和UFH組在血栓和出血方面沒(méi)有明顯差異,但與UFH相比,比伐盧定組APTT在目標(biāo)范圍內(nèi)的平均百分比高,APTT較小的波動(dòng)性有效防止了出血事件的發(fā)生。在一些臨床試驗(yàn)中,與是否使用糖蛋白GPIIb/IIIa抑制劑的UFH組相比,比伐盧定可實(shí)現(xiàn)臨床凈獲益,這主要與出血事件的減少有關(guān)[25-26]。根據(jù)上述研究,在ECMO中使用比伐盧定可減少出血事件,且不增加血栓事件,具有較高的安全性。但未來(lái)仍需前瞻性、大規(guī)模、多中心研究來(lái)進(jìn)一步證實(shí)比伐盧定對(duì)血栓和出血事件的影響。
2.2.3 比伐盧定與輸血事件 在ECMO輔助過(guò)程中,由于出血事件和凝血功能障礙的高發(fā),需要適當(dāng)輸注血液制品,而血產(chǎn)品的輸注同時(shí)也會(huì)反映出血事件,因此在抗凝過(guò)程中可作為評(píng)價(jià)安全性的指標(biāo)之一[5]。輸血在增加醫(yī)療負(fù)擔(dān)的同時(shí),還會(huì)引起輸血相關(guān)的急性肺損傷、容量超負(fù)荷、感染、死亡等風(fēng)險(xiǎn)。研究[27]發(fā)現(xiàn),在血液制品儲(chǔ)存過(guò)程中,紅細(xì)胞會(huì)發(fā)生變形能力喪失、滲透脆性增加等結(jié)構(gòu)變化,游離血紅蛋白水平增加,可能會(huì)進(jìn)一步增加血栓形成和感染風(fēng)險(xiǎn)。有文獻(xiàn)[28]報(bào)道,接受ECMO治療的患者輸注紅細(xì)胞的劑量與住院病死率增加有關(guān)。因此,如何維持凝血-抗凝系統(tǒng)穩(wěn)態(tài),降低血液產(chǎn)品輸注,成為ECMO輔助過(guò)程中另一大關(guān)注點(diǎn)。其中直接凝血酶抑制劑(direct thrombin inhibitor, DTI)比伐盧定在ECMO中應(yīng)用帶來(lái)的相對(duì)優(yōu)勢(shì),引起學(xué)者們廣泛關(guān)注。Rivosecchi等[29]對(duì)接受靜脈-靜脈體外膜肺氧合(veno-venous extracorporeal membrane oxygenation, V-V ECMO)支持的295例患者進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn),24小時(shí)內(nèi)輸血超過(guò)10 mL/kg被定義為大出血,比伐盧定組較UFH組大出血事件明顯降低,同時(shí),比伐盧定組患者輸注紅細(xì)胞、新鮮冰凍血漿和血小板明顯減少。在一項(xiàng)對(duì)心臟術(shù)后ECMO輔助的21例患者分析中發(fā)現(xiàn),與UFH組相比,比伐盧定組出血明顯減少,新鮮冷凍血漿和血小板濃縮物輸注亦明顯減少[23]。Seelhammer等[14]通過(guò)對(duì)納入424例ECMO輔助的成人和兒童患者進(jìn)行全身抗凝分析發(fā)現(xiàn),在ECMO維持的最初24小時(shí),比伐盧定組兒童患者較UFH組血液制品的輸注明顯減少。上述研究證實(shí),在ECMO過(guò)程中使用比伐盧定抗凝,可減少血液制品的輸注需求,同時(shí)也降低了輸血帶來(lái)的死亡相關(guān)風(fēng)險(xiǎn)。
2.2.4 比伐盧定與HIT ECMO治療期間使用UFH抗凝引起的血小板減少,可引發(fā)嚴(yán)重的出血及血栓并發(fā)癥,導(dǎo)致患者病死率增加[30]。HIT是由UFH-血小板Ⅳ因子復(fù)合物參與形成,HIT抗體引起的一種免疫介導(dǎo)的不良反應(yīng),以血小板減少為特征,病死率高達(dá)20%~30%[31]。比伐盧定由于低抗原性以及不與PF4結(jié)合,不易導(dǎo)致HIT,血小板減少的發(fā)生率極低。當(dāng)臨床上懷疑發(fā)生HIT并出現(xiàn)血栓時(shí),應(yīng)立即停用UFH, 使用直接凝血酶抑制劑比伐盧定替代治療[32]。Koster等[33]研究指出,對(duì)于HIT和(或)UFH誘導(dǎo)的血小板減少癥血栓形成綜合征(HITTS)患者,在ECMO期間使用比伐盧定是安全有效的。Zhang等[34]發(fā)現(xiàn),在ECMO期間,比伐盧定可通過(guò)抑制血小板活化,從而抑制HIT抗體水平的升高,降低HIT的發(fā)生,這對(duì)于有HIT或具有HIT風(fēng)險(xiǎn)的患者至關(guān)重要。Burstein等[32]通過(guò)對(duì)比分析DTI相對(duì)于UFH在ECMO中的優(yōu)缺點(diǎn),提出比伐盧定是可疑或確診HIT患者的首選抗凝劑,也可作為一線抗凝劑更有效地維持ECMO管路通暢。上述研究表明,由于比伐盧定與PF4之間無(wú)相互作用,發(fā)生HIT風(fēng)險(xiǎn)較少,HIT患者使用比伐盧定進(jìn)行抗凝治療安全有效。
2.2.5 比伐盧定對(duì)病死率的影響 ECMO輔助期間死亡的發(fā)生與多種因素有關(guān),但出血和血栓是導(dǎo)致死亡的主要原因[35]。Berei等[15]通過(guò)對(duì)ECMO輔助的44例休克患者進(jìn)行研究發(fā)現(xiàn),與UFH組相比,比伐盧定治療的患者在抗凝的最初96小時(shí)內(nèi),在ECMO運(yùn)行過(guò)程中以及入院期間的任何時(shí)間內(nèi),血栓事件發(fā)生率相似,住院病死率和30天病死率亦無(wú)明顯差異,但比伐盧定組死亡事件相對(duì)較低。Kaseer等[4]對(duì)ECMO支持的52例患者進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn),兩組住院病死率及30天病死率雖無(wú)明顯差異,但比伐盧定組病死率較低。在V-V ECMO中發(fā)現(xiàn),比伐盧定組脫機(jī)后1年存活率更高,為66.9%,UFH組為54.30%[29]。有相關(guān)研究[28]發(fā)現(xiàn),血液制品的輸注增加了住院病死率的發(fā)生。Seelhammer等[14]研究證實(shí)了在ECMO中使用比伐盧定抗凝治療的患者,在減少血液制品輸注的同時(shí),降低了病死率。比伐盧定在ECMO中的應(yīng)用,可減少危及生命的血栓栓塞和出血事件,可作為UFH的一種有效替代抗凝劑。但目前尚缺乏高質(zhì)量的前瞻性研究證實(shí)比伐盧定在ECMO中的優(yōu)勢(shì)。因此,仍需大規(guī)模臨床試驗(yàn)進(jìn)一步證實(shí)ECMO中的最佳抗凝策略。
3.1比伐盧定缺乏相應(yīng)拮抗劑 當(dāng)在ECMO過(guò)程中使用UFH作為抗凝劑時(shí),可使用魚(yú)精蛋白拮抗UFH來(lái)恢復(fù)凝血功能。由于魚(yú)精蛋白具有強(qiáng)堿性基團(tuán),UFH為帶負(fù)電荷的強(qiáng)酸性基團(tuán),兩者結(jié)合可形成穩(wěn)定復(fù)合物,從而使UFH失去抗凝活性。然而比伐盧定缺乏相應(yīng)的拮抗劑,對(duì)于出血風(fēng)險(xiǎn)高的患者應(yīng)謹(jǐn)慎使用。因此,當(dāng)抗凝劑量過(guò)大、血紅蛋白和紅細(xì)胞容積明顯下降、出血等事件發(fā)生時(shí),只能通過(guò)停止使用比伐盧定來(lái)預(yù)防及減少出血。在一項(xiàng)體外研究[36]中發(fā)現(xiàn),當(dāng)患者發(fā)生嚴(yán)重出血時(shí),使用血液濾過(guò)或血漿置換能夠清除部分比伐盧定,但在體內(nèi)殘留的部分較難以清除。據(jù)Martin等[37]報(bào)道,通過(guò)研究發(fā)現(xiàn)一種JPB5配體,可以拮抗比伐盧定,這一研究有望進(jìn)一步增加比伐盧定的安全性,但在當(dāng)前階段的體外抗凝過(guò)程中還未實(shí)現(xiàn)。
3.2比伐盧定的經(jīng)濟(jì)學(xué)效益 目前歐洲心臟病學(xué)會(huì)(ESC)和美國(guó)心臟病學(xué)會(huì)/美國(guó)心臟協(xié)會(huì)(ACC/AHA)指南給予比伐盧定較高的推薦級(jí)別,尤其對(duì)于出血高風(fēng)險(xiǎn)患者。但比伐盧定單支價(jià)格較高,在應(yīng)用過(guò)程中限制了其使用。Hamzah等[8]報(bào)道了盡管藥物采購(gòu)成本較高,但使用比伐盧定抗凝治療更具經(jīng)濟(jì)成本效益。Puymirat等[38]通過(guò)對(duì)216例接受PCI的急性冠脈綜合征(ACS)患者進(jìn)行隨機(jī)對(duì)照研究發(fā)現(xiàn),盡管藥物費(fèi)用較高,但比伐盧定的總費(fèi)用略低,考慮可能與比伐盧定組患者平均住院時(shí)間較短有關(guān)。相關(guān)經(jīng)濟(jì)學(xué)報(bào)告[39]也指出,在不同的適應(yīng)癥中使用比伐盧定可節(jié)省成本。盡管比伐盧定藥物價(jià)格較高,但在ECMO中綜合成本分析,包括抗凝劑、相關(guān)實(shí)驗(yàn)室檢查等相關(guān)費(fèi)用,比伐盧定更具成本效益。
3.3比伐盧定與支架內(nèi)血栓 相關(guān)臨床試驗(yàn)發(fā)現(xiàn),比伐盧定會(huì)增加急性(<24小時(shí))支架內(nèi)血栓形成風(fēng)險(xiǎn)。在ACS中,預(yù)防支架血栓形成的P2Y12-ADP受體拮抗劑在負(fù)荷劑量后至少延遲2小時(shí)才發(fā)揮其抗栓作用,且比伐盧定由于抗凝作用起效快,可能參與PCI術(shù)后最初幾小時(shí)內(nèi)支架內(nèi)血栓的發(fā)生。Laine等[40]比較了UFH和比伐盧定在中高危ACS患者PCI圍術(shù)期治療中的作用,發(fā)現(xiàn)UFH和比伐盧定輸注能有效抑制PCI術(shù)中凝血酶的生成,但在比伐盧定輸注結(jié)束后4小時(shí),凝血酶已恢復(fù)到基線水平,而UFH組的凝血酶生成在輸注結(jié)束后4小時(shí)仍明顯低于基礎(chǔ)值。此研究[41]提示,比伐盧定的半衰期短,凝血酶活性在未達(dá)到最佳血小板活性時(shí)迅速恢復(fù),可能是急性支架血栓形成的主要原因,相關(guān)研究提示,延時(shí)注射比伐盧定可以降低急性支架內(nèi)血栓風(fēng)險(xiǎn)。但還需更多研究來(lái)加以證實(shí)。目前大部分研究只是單獨(dú)討論比伐盧定對(duì)支架內(nèi)血栓的影響,其對(duì)ECMO輔助下支架內(nèi)血栓的影響尚不完全清楚。后期可在相關(guān)研究中進(jìn)一步評(píng)估ECMO輔助下使用比伐盧定抗凝發(fā)生支架內(nèi)血栓的現(xiàn)象。綜上,比伐盧定在ECMO中的應(yīng)用安全性和穩(wěn)定性較高,對(duì)患者的生存結(jié)局未造成重大影響,它已逐漸成為HIT、HR和血栓形成時(shí)需要抗凝患者的一種可接受的替代方案。但比伐盧定至今缺乏相應(yīng)的拮抗劑,對(duì)ECMO輔助下行PCI患者的急性支架內(nèi)血栓的影響尚不明確,還需進(jìn)一步的研究來(lái)證實(shí)其安全性和有效性。
比伐盧定由于存在的一些潛在優(yōu)勢(shì),在ECMO中的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,同時(shí)在應(yīng)用過(guò)程中更多的優(yōu)勢(shì)逐漸顯現(xiàn)。比伐盧定相比UFH減少了出血等事件,可成為UFH的有效替代抗凝劑。預(yù)期在ECMO輔助過(guò)程中應(yīng)用比伐盧定有效性和安全性較高,但需要高質(zhì)量隨機(jī)對(duì)照研究來(lái)證實(shí),以便為未來(lái)的ECMO抗凝提供一個(gè)更佳的選擇方案。