《Journal of Cardiovascular Development and Disease》:Vasoplegia in Cardiac Surgery and Mechanical Circulatory Support: From Cardiopulmonary Bypass to Advanced Circulatory Support Devices
编辑推荐:
血管麻痹仍然是机械循环支持(MCS)领域中最具挑战性且理解不完全的并发症之一。该病症最初在心肺转流后被发现,但目前在静脉-动脉体外膜氧合(V-A ECMO)和联合卸负荷策略(如ECPELLA,即ECMO联合Impella支持)以及使用临时或持久性机械循环支持(
血管麻痹仍然是机械循环支持(MCS)领域中最具挑战性且理解不完全的并发症之一。该病症最初在心肺转流后被发现,但目前在静脉-动脉体外膜氧合(V-A ECMO)和联合卸负荷策略(如ECPELLA,即ECMO联合Impella支持)以及使用临时或持久性机械循环支持(MCS)作为心脏移植桥接的患者中越来越被认识到。尽管发生在不同的临床环境中,这些综合征共享共同的病理生理特征,包括全身性炎症、内皮功能障碍、糖萼降解、一氧化氮信号失调、神经激素失衡、微循环障碍和严重的血管运动调节异常。尽管血管麻痹通常被视为技术特异性并发症,但越来越多的证据表明,CPB相关性血管麻痹、心脏切开术后血管麻痹综合征、ECMO相关血管舒张性休克以及ECPELLA期间的分布性休克可能代表由血液-人工表面相互作用、缺血再灌注损伤、溶血和免疫激活驱动的共同病理生物学过程的不同表现。本叙述性综述提出了一个跨越MCS连续体的血管麻痹统一框架。讨论了关键机制通路和当前治疗策略,包括儿茶酚胺、血管加压素、血管紧张素II、亚甲蓝和羟钴胺。通过整合心脏手术、重症监护和机械循环支持领域的证据,血管麻痹被呈现为体外循环的统一综合征。这一视角可能有助于在心血管重症监护这一具有临床意义但尚未充分探索的领域中,促进更早的识别、基于表型的管理和更具针对性的治疗策略的开发。
3.1. Vasoplegia Across the Spectrum of Mechanical Circulatory Support
本节概述了血管麻痹在机械循环支持(MCS)连续体中的定义、临床特征、流行病学和临床负担。血管麻痹定义为一种分布性循环休克,表现为严重血管扩张、全身血管阻力(SVR)显著降低、心输出量保留或增加,以及尽管容量状态充足但持续低血压。临床特征包括平均动脉压(MAP)低于60–65 mmHg、心脏指数高于2.2 L/min/m
2,以及SVR低于800 dyne·s/cm
5,常伴随显著血管加压药需求。流行病学数据显示,在心脏手术中,血管麻痹综合征发生率约为5–25%,在高危人群中可能超过40%。在MCS患者中,如V-A ECMO和心室辅助装置(VADs),血管舒张性休克常见,并与不良结局相关,包括延长血管加压药使用、机械通气时间、ICU住院时间、急性肾损伤和死亡率增加。
3.2. Pathophysiological Mechanisms of Vasoplegia
本节深入探讨了血管麻痹的病理生理机制,强调多因素相互作用,包括血液-人工表面相互作用、补体和白细胞激活、内皮功能障碍和糖萼损伤、一氧化氮过度产生、相对血管加压素缺乏、肾素-血管紧张素-醛固酮系统(RAAS)失调以及微循环功能障碍。这些机制共同导致血管平滑肌收缩性受损、血管舒张信号过度、内皮功能障碍和血管加压药反应性改变,最终形成血管麻痹综合征。
3.2.1. Blood–Artificial Surface Interactions
血液暴露于人工生物材料是触发血管麻痹的关键事件,激活接触系统、补体途径、血小板、白细胞和凝血因子,释放促炎介质,如细胞因子和活性氧,引发全身性炎症反应。尽管电路生物相容性提高,但持续暴露于非生理表面和剪切应力,如离心泵和连续流设备,会加剧炎症和内皮损伤。
3.2.2. Complement and Leukocyte Activation
补体系统激活,特别是C3a和C5a,促进白细胞趋化、中性粒细胞活化、细胞因子释放和血管通透性增加。中性粒细胞释放蛋白酶和活性氧,而中性粒细胞胞外陷阱(NETs)参与内皮损伤和微血管功能障碍。在ECMO和VAD支持中,持续免疫激活可能导致持续性血管舒张。
3.2.3. Endothelial Dysfunction and Glycocalyx Injury
内皮功能障碍是血管麻痹的核心机制,涉及炎症介质、缺血再灌注损伤和异常剪切力导致内皮激活,增加黏附分子表达和血管通透性。糖萼降解,如syndecan-1和硫酸乙酰肝素脱落,破坏内皮完整性,损害血管反应性,并直接促进血管舒张。
3.2.4. Nitric Oxide Overproduction and Vasomotor Failure
一氧化氮(NO)过度产生是血管麻痹的关键因素,诱导型一氧化氮合酶(iNOS)在炎症细胞中大量表达,产生高浓度NO,激活可溶性鸟苷酸环化酶,导致cGMP积累和血管平滑肌松弛。NO与活性氧相互作用形成过氧亚硝酸盐,进一步损害内皮和线粒体功能,导致血管加压药抵抗。
3.2.5. Relative Vasopressin Deficiency
相对血管加压素缺乏在血管麻痹中起重要作用,长期血流动力学应激耗竭垂体储存,导致循环激素水平下降。CPB和MCS可能损害血管加压素释放,外源性血管加压素通过非肾上腺素能机制恢复血管张力,并具有儿茶酚胺节约效应。
3.2.6. Renin–Angiotensin–Aldosterone System Dysregulation
RAAS失调导致血管紧张素II生成减少,特别是在V-A ECMO中,由于肺内皮功能障碍,血管紧张素I转化为血管紧张素II受损。术前使用ACE抑制剂或ARBs进一步降低血管收缩储备。血浆肾素浓度升高与不良结局相关,表明下游RAAS活性不足。
3.2.7. Microcirculatory Dysfunction
微循环障碍导致毛细血管灌注异质性和组织氧合受损,尽管大循环参数正常。炎症和内皮损伤引起微血管血流改变,而线粒体功能障碍导致细胞病性缺氧,造成组织损伤和器官功能障碍。
3.3. Vasoplegia After Cardiopulmonary Bypass
本节聚焦于CPB后血管麻痹的风险因素、预测模型和临床后果。风险因素包括术前使用ACE抑制剂、ARBs、ARNIs、心力衰竭、肾功能不全、高龄、糖尿病、长时间CPB、复杂手术和大量输血。预测模型如van Vessem评分和Miles评分用于风险分层,但缺乏外部验证。临床后果包括延长机械通气、ICU住院时间、急性肾损伤和死亡率增加。
3.4. Vasoplegia During V-A ECMO
V-A ECMO期间血管麻痹常见,由血液-人工表面相互作用、持续免疫激活、溶血和缺血再灌注损伤驱动。患者可能表现为低SVR和血管加压药依赖,需区分血管麻痹与心源性休克,避免不必要的流量升级。严重血管麻痹与预后不良相关。
3.5. Vasoplegia After Heart Transplantation and Bridge to Transplant MCS
心脏移植后血管麻痹发生率为15–20%,与术前心力衰竭、CPB、缺血再灌注和神经激素失调相关。桥接至移植的患者,尤其是使用持久性LVAD或临时MCS,高风险。需区分血管麻痹与原发性移植物功能障碍(PGD),通过超声和侵入性监测指导治疗。
3.6. Vasoplegia in Temporary and Durable Ventricular Assist Device
临时和持久性VAD患者中,血管舒张性综合征与全身炎症、内皮激活和神经激素失调相关。连续流LVAD暴露于非搏动性血流,损害内皮功能、糖萼完整性和NO信号,增加血管舒张易感性。高风险因素包括INTERMACS分级差、肾功能不全、长时间CPB和重复手术。
3.7. Hemodynamic Diagnosis and Differential Diagnosis
诊断主要基于临床和血流动力学,需区分血管麻痹与心源性休克和脓毒症。肺动脉导管和超声心动图是区分工具,结合乳酸、静脉血氧饱和度和毛细血管充盈时间评估组织灌注。
3.8. Therapeutic Strategies
治疗主要支持性,旨在恢复组织灌注并最小化血管加压药暴露。初始管理优化容量,避免液体过载,使用平衡晶体液。血管加压药治疗以去甲肾上腺素为首选,血管加压素作为二线,血管紧张素II新兴选择。救援疗法包括亚甲蓝和羟钴胺,但证据有限。MCS患者中,需综合评估,避免过度依赖流量升级,考虑血管麻痹在脱机过程中的作用。
4. Discussion
讨论强调血管麻痹应被视为统一综合征,而非技术特异性并发症,临床意义在于早期识别和针对性治疗。缺乏标准化诊断标准阻碍研究,需优先发展共识定义。证据质量有限,尤其在MCS领域,需更多研究。
5. Future Directions
未来方向包括建立共识定义、识别生物标志物(如syndecan-1、angiopoietin-2、血浆肾素)、应用精准医学方法识别内型,并针对MCS患者进行专门研究。
6. Conclusions
结论重申血管麻痹作为MCS连续体中的共享综合征,强调其病理生理共同性,促进早期诊断和个体化治疗。