原创 古道幽香 医道同行
古道幽香 译
摘要：
（1）背景：体外膜氧合（ECMO）是一种复杂的程序，同时影响血栓形成和出血的风险。目前缺乏高质量的数据来个性化管理ECMO中的抗凝治疗，导致各中心在实践中的高度变异性。因此，我们回顾了凝血方法和监测手段，并分享了我们在高容量ECMO转诊中心所采用的凝血管理的实际方案。
（2）方法：我们通过基于PubMed的文献检索，回顾了ECMO凝血管理中可用的抗凝选项和监测方法，检索关键词包括“抗凝”“凝血试验”“ECMO”“ELSO”和“ISTH”。
（3）结果：文献的实际回顾被描述为我们在ECMO抗凝和监测方面的常规实践。
（4）结论：没有一种凝血试验能够单独预测接受ECMO支持患者的出血或血栓风险。必须采用一种能够根据患者个体情况调整治疗方案的抗凝方法（无论使用何种抗凝剂）。为此，我们建议抗凝治疗的调整应包括多种实验室检测，如抗Xa、活化部分凝血活酶时间（aPTT）、活化凝血时间（ACT）、黏弹性试验、抗凝血酶（AT）水平、血小板计数、纤维蛋白原和因子XIII（FXIII）水平。抗凝方案应根据这一复杂检测组合针对特定患者进行个性化调整。
1. 引言
ECMO仍然是一个复杂的程序，与潜在的风险和危及生命的不良事件相关。识别出血和血栓形成的风险对于制定减少这些事件发生并为接受ECMO支持的患者提供安全保障的策略至关重要。每个ECMO中心都应实施基于协议的凝血管理，以平衡静脉或体外循环回路血栓形成的风险与出血的风险。还有一些患者绝对禁忌抗血栓治疗（例如，严重创伤、肺泡出血或严重血小板减少症）。
此外，还应认识到ECMO的实施显著影响了出凝血平衡。血栓形成是由体外生物材料介导的凝血、补体和炎症系统的激活所驱动的复杂且多因素的过程；血小板的激活增加以及促血栓颗粒和微粒的释放进一步破坏了止血平衡。同时，ECMO回路可引起与血小板减少及功能障碍、VWF、低纤原血症、凝血因子消耗（包括FXIII）和炎症相关的出血。使用体外装置时，可能会出现溶血。这种“重新平衡的出凝血状态”难以预测，因此推动了对ECMO技术和临床实践的改进。氧合器上的血栓形成和纤维蛋白沉积是降低疗效和滤器持久性的主要原因，并可能增加死亡率。缺乏高质量的数据来指导ECMO患者的抗凝管理，导致各中心在实践中的高度变异性。
2、 选择抗凝剂
2.1. 肝素（UFH）
肝素（UFH）仍然是最近指南中推荐的首选抗凝剂。需要考虑患者血栓和出血风险以及ECMO模式，并设定个体化的目标。
UFH与抗凝血酶（AT）结合，抑制活化的因子X（FXa）和凝血酶（FIIa）。其在成人中的半衰期为60至90分钟，这也是可能进行侵入性操作时需及时中断的原因。
UFH具有多种优势，例如成本低、易于获取，并且可以通过硫酸鱼精蛋白快速逆转（1 mg硫酸鱼精蛋白可中和100单位的UFH）。然而，其使用也存在一些问题，例如与血浆蛋白、内皮细胞和巨噬细胞结合，可能干扰其作用和监测。此外，还存在肝素诱导的血小板减少症（HIT）和肝素抵抗（HR）的风险。由于AT的消耗，建议在ECMO患者中定期评估AT水平并进行补充。
2.2. 比伐卢定（直接凝血酶抑制剂—DTI）
直接凝血酶抑制剂（如比伐卢定和阿加曲班）可逆地与凝血酶结合，是UFH的替代选择，尤其是在出现HIT或HR等并发症时。比伐卢定成人半衰期为25分钟，术前中断时间更短。DTI的优势在于不需要抗凝血酶治疗水平，并且洗脱期较短。然而，DTI的缺点是，与UFH不同，没有特定的逆转剂，并且在肝肾功能不全患者中需要调整剂量，以避免超治疗剂量的风险。在血液淤滞的患者中，可能会出现血栓形成导致疗效不足。此外，特定实验室监测手段的有限可用性和较高的成本也被视为其劣势。
3、监测与可用的实验室检测
3.1.1. 活化部分凝血活酶时间（aPTT）
• 推荐的监测目标：>1.5-2倍对照值（没有针对ECMO患者的随机试验）。
aPTT是评估UFH抗凝的标准方法，也可用于监测直接凝血酶抑制剂（DTI）的使用。在较高剂量的DTI下，aPTT表现出非线性剂量反应。支持该方法的原理假设患者的基线aPTT与参考范围呈线性相关。然而，在危重患者中，基线aPTT常常发生改变（例如，由于炎症状态或凝血因子缺乏），这限制了对UFH抗凝的监测，或者需要额外的检测来准确评估抗凝效果。
由于aPTT评估的是内源性途径中的接触激活，因此会受到急性期炎症标志物（如FVIII和纤维蛋白原）的干扰，这些标志物在危重患者中常常升高。这会掩盖抗凝效果并缩短aPTT，从而导致错误地认为需要增加抗凝剂量。另一方面，在这些患者中，抗凝剂（如狼疮抗凝物[Lupus Anticoagulant, LA]）的干扰会增加aPTT，高估抗凝效果。这种干扰取决于实验室用于aPTT监测的试剂，并且有不敏感于LA的试剂可供选择。这种方法的局限性与特定地区的aPTT试剂/批次和凝血仪有关。aPTT还可能受到药物、红细胞比容、急性期反应物、凝血因子异常（FXII水平）、AT、hs-CRP、高胆红素血症和高脂血症的影响。在临床实践中实施目标aPTT值之前，必须考虑所有这些问题。
最后，aPTT存在患者内和患者间的变异性，这种变异性可能会随着重复的aPTT监测、采血和剂量调整而增加。因此，在许多情况下使用抗Xa试验来监测UFH。已经证明了aPTT与抗Xa活性在肝素监测中的相关性，但也存在一些不一致的测量结果。因此，我们建议不要单独使用aPTT来评估UFH抗凝的充分性，尤其是在肝素抵抗的情况下。
3.2.1 抗Xa活性（Anti-Xa）
• ECMO患者使用UFH抗凝时的抗Xa活性目标值：0.3–0.7 U/mL。
抗Xa活性用于评估肝素的效果,仅用于监测FXa抑制，因为它只测量UFH-AT复合物之间的化学反应，并且越来越多地用于测量肝素的效果。然而，抗Xa水平并不评估血栓形成。
与活化凝血时间（ACT）和aPTT方法不同，抗Xa试验不受凝血病、血小板减少症或稀释的影响，更能准确反映整体肝素抗凝水平。
然而，如果血浆不透明或呈色素沉着（胆红素>6.6 mg/dL、甘油三酯>360 mg/dL、溶血且游离血红蛋白水平高），可能会低估UFH的抗凝效果。抗Xa活性也可能受到抗凝血酶缺乏的影响。此外，每种肝素类型都需要进行校准。
在儿科ECMO和成人体外生命支持（ECLS）患者中，抗Xa试验与aPTT或ACT相比，与肝素水平的相关性更好。然而，与ACT和aPTT相比，抗Xa试验费用更高，且并非所有医院都能使用。我们建议将每日抗Xa监测作为多模式凝血管理方案的核心内容，用于接受UFH治疗的患者。
3.3. 活化凝血时间（ACT）
• ECMO患者抗凝监测的ACT目标值：180–200秒。
ACT是一种床旁即时检测，使用全血作为样本。它通过添加凝血激活剂后测量纤维蛋白凝块形成的时间。ACT提供了血液的物理检测，但不测量凝块强度。它可以提供非常快速的结果，有助于实时调整抗凝治疗。ACT评估了肝素或直接凝血酶抑制剂（DTI）对接触激活/内源性凝血抑制剂的作用。
许多因素可能影响ACT的结果，例如血小板减少症、血小板功能障碍和抑制剂、低纤维蛋白原血症、凝血因子缺乏、低体温、血液稀释、贫血和技术因素。不同的ACT机器会得出不同的结果，这就是为什么它们不能互换使用。每个中心最好使用同一台机器以确保结果的可靠性。
ACT未被批准用于监测DTI，尽管它可以用于在达到抗凝目标后监测抗凝效果和趋势。在UFH使用中，ACT自抗凝治疗开始以来已被批准用于监测，并广泛应用于心脏和血管手术中。
关于ECMO患者抗凝目标与UFH剂量之间的相关性仍然存在疑问，与其他控制方法的相关性也是如此。ACT与通常用于ECMO的肝素浓度范围内的相关性较差。在成人ECLS中，ACT是监测UFH的不可靠工具。ACT与抗Xa和aPTT的相关性也常常不一致。尽管如此，值得注意的是，大多数医院仍使用ACT方法进行ECMO的常规凝血监测。我们建议每日使用aPTT或ACT来监测UFH抗凝。
3.4. 粘弹性试验（VET-TEG）
粘弹性试验（VET）是基于全血样本的床旁即时检测，用于快速和目标导向的治疗。这些是定性试验，可以监测整体止血情况，提供有关凝块形成、稳定性以及溶解的信息；还可以评估高凝状态（可能预测血栓风险）以及低纤溶或高纤溶。
VET提供了止血的整体视角，测量凝块形成的时间（CT——凝血时间）、凝块的强度（凝块强度，振幅——考虑纤维蛋白原和血小板的贡献）以及凝块的稳定性（评估纤溶，这对于接受ECMO的患者以及抗纤溶治疗的监测极为重要）。
还可以通过两种同时进行的特定试验（例如，在旋转血栓弹力图中的INTEM和HEPTEM）以半定量的方式测量UFH的抗凝效果。关于VET在ECMO患者中的使用，有随机对照试验显示其对出血和血栓具有良好的预测价值，是ECMO或左心室辅助装置（LVAD）中UFH抗凝监测的有价值工具。
VET通常用于出血管理评估，而不是抗凝监测。尽管这些试验似乎提供了复杂的抗凝和凝血系统的实际图景，但一些重要的原发性止血紊乱（如获得性血管性血友病缺陷）可能不会在这些试验中反映出来。
VET设备需要定期校准，并且需要熟练的操作人员。不同制造商和试剂套装的试剂灵敏度不同。我们建议将VET分析作为多模式凝血管理方案的一部分。
3.5. 稀释凝血酶时间（dTT）
dTT是一种基于凝血酶时间（TT）的凝血酶原时间试验。dTT以及其他试验，如蛇毒色原试验（ECA）和蛇毒凝血时间（ECT），可用于测量直接凝血酶抑制剂（DTI）在广泛浓度范围内的水平。然而，这些试验并不广泛可用。与aPTT相比，dTT对监测DTI的使用具有更高的敏感性，在使用比伐卢定抗凝的ECMO患者中非常有用。如果基线aPTT水平异常，可以使用dTT。已有图表可用于将dTT与血清中比伐卢定的水平相关联。其主要限制是可用性低和成本高。
3.6. 抗凝血酶（AT）
• 成人抗凝血酶（AT）目标值：80–120%。
抗凝血酶（AT）通过不可逆地抑制多种凝血因子（凝血酶、FXa、IXa、XIa、XII、组织型纤溶酶原激活剂、纤溶酶和激肽释放酶）在抗凝系统中发挥核心作用。AT还具有重要的抗炎特性。在ECMO患者中，基础疾病和体外循环的相互作用会改变止血平衡，导致AT消耗，这也是为什么需要及时评估AT活性的原因。
然而，在推荐常规监测和补充AT之前，仍需要更多证据。国际血栓与止血学会（ISTH）建议在血栓患者中监测AT。尽管目前的数据不支持常规补充AT，但我们在血栓事件患者中推荐。此外，在使用肝素抗凝的情况下，建议定期测量AT水平，如果低于80%，则进行补充。
4、抗凝并发症
4.1. 肝素抵抗（HR）
当需要异常增加肝素剂量才能达到治疗目标时，就会出现肝素抵抗，这可以通过抗凝监测（ACT、aPTT、抗Xa）或血栓事件的发生来识别。HR被定义为每天需要超过35,000单位的UFH，或者最近定义为UFH输注速率超过25 U/Kg/h以达到抗凝效果，或者在体外循环中超过500 U/Kg。然而，这些定义没有考虑可能影响肝素疗效的因素，例如体质指数、性别、促凝状态（如COVID-19、脓毒症）或抗凝血酶缺乏。患者对肝素反应的波动具有药代动力学和生化基础。当高剂量肝素未能达到期望的aPTT或ACT值时，检测抗Xa水平可能有帮助。
肝素通过与抗凝血酶（AT）结合形成肝素-AT复合物，从而抑制FXa活性，以及在较小程度上抑制FIIa活性。
基于这些原理，我们理解和定义了肝素抵抗的原因（见表1）：
• 假性肝素抵抗：当高FVIII和/或纤维蛋白原水平干扰aPTT测量时，会导致假性低结果，从而误判肝素效果不佳。
• 抗凝血酶（AT）缺乏：是HR的常见原因。肝素通过与AT结合发挥作用，因此AT水平低会导致肝素效果不佳。获得性AT缺乏可能继发于肝病、脓毒症、肾病综合征、营养不良、急性血栓形成、出血或弥散性血管内凝血期间的消耗增加，与体外循环（如ECMO）和肝素的使用相关[^10^,^14^]。在ECMO启动时，常出现ECMO相关的AT缺乏，可能归因于合成减少和消耗加速。
• 肝素浓度低：尤其是由于急性期蛋白的结合改变了药物的药代动力学和分布容积。全身性炎症会增加与肝素结合的蛋白的产生—例如PF4，导致血液中肝素浓度降低，抗凝效果减弱，需要频繁调整剂量。
• 多因素性：上述原因的组合。
肝素抵抗（HR）
HR在重症监护环境中较为常见，尤其是在全身性炎症表现严重的疾病状态下。HR的管理包括增加肝素剂量以结合所有可用的抗凝血酶（AT），并达到抗Xa水平的目标（0.3–0.7 UI/mL），补充抗凝血酶，和/或使用不受急性期反应蛋白影响的监测方法。如果HR持续存在，可以成功使用直接凝血酶抑制剂（DTI）进行抗凝。
4.2. 肝素诱导的血小板减少症（HIT）
HIT是一种免疫介导的非出血性并发症，由与肝素和血小板因子4（PF4）复合物结合的抗体引起。其发生率较高（8%至50%），但因血小板减少或血栓形成导致的临床表现较为罕见（肝素暴露后0.2%至3%）。
血小板减少与抗凝治疗开始的时间有关，血小板计数<150×10⁹/L或血小板计数突然下降至基线水平的30%至50%。中度血小板减少症（50–70×10⁹/L）通常不伴有出血倾向，而重度血小板减少症（<20×10⁹/L）可能表现为暴发性血栓事件或消耗性凝血病。
即使在孤立的血小板减少症中，血栓风险也约为20%至50%。在HIT中，即使没有血小板减少症，也可能出现皮肤坏死等血栓事件，且血栓表现可能发生在任何血管区域，尤其是在血管通路部位。
诊断：4T评分（表2）用于评估HIT的风险，并将其定义为低风险、中等风险或高风险。实验室检测（图1）中，免疫色谱法（Stago STiC®）用于检测抗体的存在。这是一种初步检测方法，因为其假阳性结果的发生率较高。如果检测结果为阴性，则无需进一步检测。如果结果为阳性，则需要进行确认性检测，如ELISA（IgG抗PF4/肝素—定量检测）和聚集试验（功能性检测-Multiplate®）。
HIT的管理：在怀疑或确诊HIT的情况下，应停用肝素，并开始使用替代抗凝剂（例如，直接凝血酶抑制剂）。对于确诊HIT的患者，抗凝治疗至少应持续4周，如果伴有血栓并发症，则需延长至3个月。
图1
5、ECMO相关并发症
5.1. 血栓事件
在成年V-V ECMO患者中，血栓的发生率估计为12.8%至29%。与患者相关的血栓事件较少，而与回路相关的血栓事件更为常见，当机械或功能膜功能障碍需要更换回路或出现严重溶血时，这些事件具有临床相关性。
肝素治疗的目标是减少凝血酶活性和纤维蛋白形成，旨在减少血栓事件的发生，同时避免出血。一些数据显示，标准抗凝方案和低抗凝方案之间的血栓发生率相似，并且低抗凝方案的出血事件发生率较低。
5.2. 出血事件的管理
如果发生出血事件，我们建议进行临床评估，并进行以下检查（图2）：全血细胞计数、凝血标志物（包括纤维蛋白原水平）、黏弹性试验（VET）、FXIII、血管性血友病因子（VWF）（抗原和瑞斯托霉素辅因子）以及FVII，具体检查根据出血的严重程度而定。检测VWF（抗原和瑞斯托霉素辅因子）的目的是排除获得性血管性血友病综合征（AVWS），并测量其水平和比例。在严重出血的情况下，建议测量FVII，因为在这种情况下FVII通常较低。根据临床情况给予维生素K或新鲜冷冻血浆。在ECMO患者中检测价值不大，常因为炎症反应增高。
在出血管理中，应分析尿素、肌酐、镁和血气水平。同时，稳定临床状况至关重要，因为它们在止血控制中发挥重要作用。因此，建议T>35–36°C，pH>7.2，Ca++ >1.2 mmol/L，镁正常，血流动力学稳定。由于有初级止血作用，HB:7-9g/dL，红细胞压积在24-28%。
凝血紊乱的管理应基于VET分析。当前指南和专家小组建议，在持续出血且血小板计数<50×10⁹/L或在脑损伤情况下<100×10⁹/L时，如果VET分析提示血小板功能障碍，则应输注血小板。
在纤维蛋白原浓度低（根据VET分析或Clauss法<2 g/L）且活动性出血的情况下，应考虑使用纤维蛋白原浓缩剂，剂量根据纤原浓度、临床情况和VET分析而定。在使用羟乙基淀粉补充失血或使用直接凝血酶抑制剂时，Clauss法评估纤维蛋白原水平可能导致误判，此时应优先选择VET分析。
FXIII缺乏会导致与高纤溶无关的凝块不稳定。怀疑缺乏可以通过VET分析，但需要确认其确切水平。在持续或弥漫性出血且凝块强度低的情况下，尽管纤维蛋白原浓度充足，仍可能显著缺乏FXIII，此时应考虑使用FXIII浓缩剂，如果FXIII不可用，则可以使用新鲜冰冻血浆进行替代。
这些和其他凝血紊乱，连同出血性或血栓性事件，应根据当地的出血管理规定进行监测和治疗，适应当地情况和具体需要
6、监测流程（图3和图4）
图3
图4
由于床旁即时检测（POC）的可能使用，具有快速检测结果和及时监测的优势，我们建议根据患者状况和达到目标的难易程度，每2小时或4小时使用POC aPTT或ACT进行凝血监测（图5）。
图5
6.1当检测结果不一致时，我们建议：
(A) 检查这些检测是否在采血后20分钟内进行；
(B) 检查血液是否在推荐条件下采集；
(C) 检查ACT设备是否处于适当的质量控制和正确工作状态。
(D) 这些范围可能与试剂有关，必须由每个实验室检查
(E) 即使所有上述项目都正常，也建议优先遵循抗Xa的结果，并在短时间内重复所有检测。
如果POC方法不能获得，根据病人的状态和达到目标的难度APTT应每2-4h监测。
如果APTT也不能及时获得，APTT监测应每12h一次，用多种模式评估抗凝效果。
抗Xa和dTT（for bivalirudin）在第一个24h或每天监测
肝素监测，AT根据临床状态应每周1-2次常规监测。如果怀疑肝素抵抗（heparin resistance，HR）或不能达到肝素抗凝效果。必要时补充AT。
当发生血栓并发症，考虑测量AT，维持AT>80%(理想80-120%)
VTE(Viscoelastic testing) (ROTEM®, Quantra®)在抗凝的第一个24h应定性监测。当血栓或出血并发症发生时，可重复检测。
如果有出血事件，根据失血量和临床场景考虑检测FXIII、VWF（抗原和功能性）、FVII。
肝素和比伐卢定的剂量根据可用的线图进行调整。
7、讨论
在静脉-静脉体外膜氧合（V-V ECMO）支持期间，患者的血液反复接触体外界面，这意味着血液与非生物表面的持续接触，并促进凝血系统的激活，从而导致血栓形成和出血之间的脆弱平衡。总体而言，出血的发生率高于血栓。在V-V ECMO期间，血栓和出血的管理应针对个体患者（个性化干预），并考虑其临床状况的影响（预测性干预）。对于高出血风险患者，应将低抗凝方案纳入协议。
尽管ELSO的指南已经发布，但在ECMO患者中的抗凝仍缺乏无争议且普遍接受的方法。将VET纳入V-V ECMO中凝血系统监测算法。随着大量ECMO的实施，肝素诱导的血小板减少症（HIT）和肝素抵抗（HR）成为主要的临床问题，这在严重的SARS-CoV-2感染背景下尤为明显。在这种情况下，直接凝血酶抑制剂（DTIs）作为替代药物出现，但由于获取限制、缺乏拮抗剂、成本高以及限制性监测方法，其广泛临床应用受到阻碍。
每种抗凝监测试验都有其优势和局限性。需要注意的是，没有一种试验能够预测接受V-V ECMO支持患者的出血或血栓事件，这些试验往往得出相互矛盾的数据。在一项系统综述和荟萃分析中，评估了基于抗Xa活性监测与其他凝血试验（ACT、aPTT、ROTEM或TEG）的策略，一些证据表明，这种策略可能减少出血事件的发生，并最终降低死亡率，而不会增加血栓事件。
8、结论
凝血障碍仍然是影响接受V-V ECMO患者预后的主要问题之一。我们提出一个凝血管理方案，通过一个包含抗Xa、aPTT或ACT、抗凝血酶（AT）水平以及最新或新兴（非传统）黏弹性试验的算法来定制抗血栓治疗处方。这种复杂的方法应转化为有益的临床干预，通过更个性化和预测性的方法来管理接受V-V ECMO患者的凝血。
参考文献： Anticoagulation Management in V-V ECMO Patients: A Multidisciplinary Pragmatic Protocol.J. Clin. Med.2024,13, 719.
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