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杨天真 急重症世界出品
背景：因呼吸或心脏支持而接受体外生命支持（ECLS）的患者营养不良的风险很高；危重病治疗中的营养指南没有纳入有关这些情况的确凿证据。本叙述性综述的目的是收集现有文献中的可用证据，并将一般原则转移到ECLS人群中。 关键词：卡路里，体外生命支持，体外膜肺氧合，间接测热法，微量营养素，俯卧位，蛋白质 体外生命支持（ECLS）具有不同的配置，是维持心脏和/或呼吸衰竭患者充分器官灌注和气体交换的重要方式。与所有重症监护病房（ICU）患者一样，营养支持也与ECLS患者相关。这些患者可能是ICU中病情最严重的患者，营养不良的风险更高，并且需要足够的营养支持，以保证免疫功能、体内平衡，以及从危重疾病中获得可接受的恢复。在肺部或肺外感染的情况下，代谢状态受损是最严重的，ICU的住院时间和插管时间通常会延长，以保证充分的营养。此外，血流动力学经常受损，内脏充血，大量营养素的吸收减少（图1）。大量液体和血液产物的转移，以及温度变化，导致代谢需求的变化。
图1. 使用ECMO时的代谢障碍后遗症。 DVT/PE，深静脉血栓形成/肺栓塞；GERD，胃食管反流病；GI，胃肠道 危重病引起的应激反应会导致几种代谢变化。通常在第一周后，这些疾病发展为慢性危重病，其特征是低度持续性炎症和蛋白质分解代谢。因此，适当的营养对于充分应对这些变化和预防营养不良是必要的。欧洲临床营养与代谢学会（ESPEN）和美国肠内和肠外营养学会（ASPEN）指南均建议早期（48小时内）肠内营养（EN），包括初始低热量（<70%能量消耗）、高蛋白(≥1.2克/千克/天）饮食。 关于ECLS患者的营养，出现了两个主要问题：证据质量低，指南没有提供适合这种情况的具体治疗。Xu等人对用于证明ESPEN和ASPEN指南合理性的证据质量进行了评分，发现大多数（52%）基于推荐专家的临床经验。因此，营养方法通常由个人信仰、主治医生自行决定，或由当地后勤实践决定，尽管数据表明，正确和充分的营养支持可能有助于ICU住院后的早期康复和更好的生活质量。 本叙述性综述旨在收集有关ECLS期间营养的最新文献，并提供考虑以下相关主题的潜在推荐：急性和慢性阶段的热量摄入、针对ECLS的特定能量消耗监测、所需的大量营养素类型、营养途径，ECLS支持下的COVID-19患者的营养选择。 在描述危重患者的代谢时，Cuthbertson描述了一个短暂的“退潮”阶段（约48小时），伴随着心输出量和体温的降低，然后是一个延长的“涨潮”阶段（5-7天），其特征是能量消耗和分解代谢增加。这个现象很少适用于ECLS患者，因为他们通常在疾病进展的晚期才开始体外支持。损伤修复或感染解决的急性期所需的营养素主要来自蛋白质分解和脂肪分解。蛋白质分解可能达到非常高的水平，比如每天12-16克氮，甚至更多。 允许性摄食不足是对热量摄入的一种限制，根据观察发现，给予低于100%的测量能量需求可以提高存活率。营养不良的定义因机构而异。一些人将喂食不足定义为低于静息能量消耗（REE）60%的热量摄入，而另一些人则使用基于营养供给率的定义。缺乏关于ECLS患者营养不良益处的数据，但对其他ICU患者应用这些规则似乎是合理的。因此，在病情稳定的高度支持患者中，在优先考虑蛋白质输送的同时，缓慢达到完整的能量目标是合理的。此外，过度喂养的风险很高，因为非营养的潜在热量摄入也应该计算在内。后者来自药物稀释液中经常出现的葡萄糖，以及在支持期间可能达到高输注率的丙泊酚镇静。事实上，丙泊酚有一个脂质基础，占1.1 k/cal/ml。因此，一名标准患者接受20 ml/h的镇静输注，就已经每天接受528 kcal。 在一项多中心研究中，比较了ICU内低热量（40%–60%需求量）和等热量（70%–100%）EN，蛋白质维持在1.2–1.5 g/kg体重，干预持续14天或直到出院。组间感染率或死亡率无差异；然而，低热量组的血糖水平和胰岛素需求明显降低。这是一个不容忽视的结果，因为胰岛素摄入量的增加是热量不耐受的标志。他们还报告了在医疗、创伤和外科ICU患者的异质患者群体中摄入足够蛋白质的效果。一项针对ICU再喂养综合征患者亚群的类似研究发现，限制饮食组的感染率降低，总生存时间延长，且治疗时间至少为2天，治疗剂量为20 kcal/h。同样，Rice等人研究了急性肺损伤患者限制热量摄入（前6天持续20 kcal/h）对机械通气的影响。在这些人群中，他们发现死亡率或感染率没有差异。然而，他们确实发现低热量组胃肠道不耐受的发生率较低，鉴于胃残余容量增加或胃内容物吸入可能会降低碳酸氢盐和电解质水平，这也是不可忽略的。 已经提出了几种计算REE的方法。ASPEN和ESPEN都推荐使用间接测热法（IC）来指导热量需求。 间接测热法（IC） IC被认为是评估ICU能量需求的黄金标准。与根据体重或预测方程计算卡路里目标的患者相比，接受IC监测的患者死亡率降低。 从历史上看，对于ECLS患者来说，IC是不可行的，因为二氧化碳会从膜肺和呼吸机中排出。De Waele等人在2015年提出了一个解决该问题的智能解决方案。他们发现，可以使用专门为此目的设计的连接器，直接从ECLS设备计算VO2和VCO2。然后，他们将这些值与取自患者肺部的值相加，并填入Weir方程：热输出（kg-cal）=（3.94×使用的L O2）+（1.11×产生的 L CO2）。2019年，De Waele等人进行了一项后续研究，将他们提出的IC方法与ESPEN标准（25 kcal/kg/d）和Harris–Benedict方程进行了比较。与直接测量相比，ESPEN标准和Harris–Benedict方程都高估和低估了EE。似乎在ECLS期间，REE和患者的临床状况都是极不稳定的：镇静与肌松、清醒与行动。血流动力学可能是固定的，或者可能需要药物支持；温度可能会升高，并且可能正在进行主动冷却。应预计长期住院（图2）。2018年，Wollersheim等人提出了一种类似的方法来计算ECLS患者的REE。他们的MEEP（测量ECLS患者的能量消耗）方案将VO2和VCO2计算为肺测量值和膜前后血液测量值的总和。在体外膜肺氧合（VV-ECMO）和20例机械通气患者中，20例ARDS患者的MEDS方案与标准IC测量结果没有显著差异。 预测方程的概念可以准确地以非侵入性的方式测量能量消耗，这当然很有趣。然而，到目前为止，它的临床应用仍然值得怀疑。Harris–Benedict方程仅适用于非肥胖患者的同质人群。因此，许多人在治疗肥胖患者时使用理想体重来弥补这一缺陷。然而，Frankenfield等人在2003年指出，仍然可能发生重大的计算错误。在肥胖患者中，他们发现使用实际体重时高估了12%，使用理想体重时低估了22%。他们还比较了Harris–Benedict方程和两个较新的方程，Mifflin方程和Owen方程。在非肥胖患者中，虽然Mifflin方程被证明对该患者群体最为准确，但仍存在相当程度的变异性。 目前的指南建议尝试早期肠内营养，因为肠外营养（PN）在短时间（<1周）内实施时，临床益处不大。在ECLS患者中，与PN相关的并发症尤其令人担忧，由于中心静脉导管感染增加、念珠菌评分增加和液体过负荷，可能会导致更糟糕的结果或延长住院时间。目前，研究表明，早期（在前24小时内）EN对V-V ECMO和静脉-动脉（V-A）ECMO患者是安全有效的，如果实施得当，可以维持大约80%的营养目标。研究还表明，将ECLS患者的营养目标维持在80%，死亡率较低。然而，ECLS患者在接受EN治疗时，平均仅获得约55%的营养目标，这通常是因为临床检查（如CT扫描、可能的重复经食管超声心动图检查）或心脏切开术后休克可能的手术再探查）导致住院期间营养频繁中断。虽然已经证明，EN和PN联合应用有助于增加ICU患者的营养摄入，但在ECLS期间尚未显示出有效性。此外，病理生理学通常对这一策略产生了挑战：限制性液体管理对心衰或呼吸衰竭患者至关重要；因此，实现标准的营养目标可能不值得保持正的体液平衡。应特别考虑急性肾损伤的发生和持续肾脏替代疗法（CRRT）的使用。当存在血流动力学损伤，且EN无法完全满足营养需求时，PN的使用是合理的，达到营养目标可能是开始CRRT治疗的多种原因之一。但最近的几项观察结果强调，营养不会增加小肠对缺血的易感性，在大量营养素吸收减少的情况下，即使是小剂量，营养也有助于保护肠道上皮屏障功能，改善临床结果。对于V-A和V-V ECMO，应强调关于液体超负荷和静脉淤血主题的进一步特殊考虑。事实上，在V-A ECMO期间，充分支持的主要手段是实现充分的右心室引流，从而减少静脉淤血；但是，由于临床状态的变化，或在撤机尝试失败的情况下，在支持期内偶尔会出现内脏静脉充血，并损害胃肠功能。相比之下，在V-V ECMO呼吸支持期间，需要足够的血管内容量以确保高氧合血流量，并伴有一定程度的右心室功能障碍，可能会导致内脏充血，并确定喂养不耐受。在这两种情况下，应排除因引流套管直径不当或血栓形成而导致的静脉阻塞，并尝试减少回路长度和液体更换的需要。 在儿科ECLS人群中观察到EN对PN的潜在益处。与PN相比，EN可显著降低成本，缩短准备时间，降低感染率。死亡率也有所下降，但无统计学意义。相反，在休克情况下，与EN相比，接受PN的患者胃肠道并发症更少，尤其是肠缺血。这一点得到了ESPEN指南的支持，该指南认为相比EN，PN可能有益于休克亚群和血流动力学不稳定亚群；然而，ASPEN不推荐在休克情况下使用PN，而是推荐在患者稳定后启动EN。 EN的密度似乎不会改变结果。在3900名接受机械通气的患者中，将能量密集型营养（1.5 kcal/ml）与标准密度（1 kcal/ml）进行了比较，每小时的理想体重剂量为1 ml/kg，90天死亡率不变。当应减少液体给药以避免组织水肿和心脏充盈时，更高密度似乎更适合用于呼吸或心脏支持的患者。 对喂养的耐受性很难监测。危重病人已采用胃残余量，最初的目的是预防呼吸机相关性肺炎。然而，目前还没有一个公认的胃残余量可以调整EN。从这个角度来看，尽管最初被认为是肠内喂养的禁忌症，但一些人已经考虑为处于俯卧位的ECLS患者提供EN，以增加耐受性。最近，俯卧位对ECLS下呼吸衰竭患者的生存率有积极影响。这表明，即使在神经肌肉阻滞的情况下，也应始终考虑EN。ESPEN目前的指南推荐胃残余量限制为500 ml/6 h，以延迟EN。此外，在2020年，一项比较俯卧和仰卧EN消化倾向的系统性综述确实指出，大多数研究显示胃残余容量没有显著差异；此外，俯卧位使用EN不会增加吸入性肺炎或死亡的风险。 另一种评估肠道喂养的方法是便秘和腹泻的发生率。便秘通常被定义为每周少于3次排便，可使用比沙可啶（每天5-10毫克）或其他泻药进行预防性治疗，如果没有急腹症风险，则使用促动力疗法。 最后，血糖控制是营养耐受的一个相关话题。关于胰岛素抵抗的话题，在危重疾病期间，PN的情况似乎最糟糕，高糖水平的发生率更高，尽管它可以避免肠内喂养对充血肠道的负面影响，但由于持续的高血糖，它可以增加代谢和氧化应激。 蛋白质摄入是对抗分解代谢状态的基础 在ICU患者中，细胞的破坏会导致细胞外液的积聚，从而减少体细胞质量（主要由蛋白质组成）和脂肪组织。鉴于人体没有储存蛋白质的系统，蛋白质水平尤其受到影响。在最急性期后，通常在第一周内，患者通常会长期营养缺乏，进入负氮平衡，导致肌肉萎缩。肌肉质量减少可能会产生长期后果，包括长期残疾率、死亡率的增加和呼吸功能降低。 关于理想的蛋白质输送，争论较少。目前的ESPEN指南建议每天摄入1.3g/kg的蛋白质，并结合运动计划。许多研究表明，早期高蛋白饮食（每天高达2g/kg）改善了结果。 肥胖患者应给予特殊的营养考虑。肥胖是细菌或病毒感染、缺血性心脏病和复杂的心脏切开术后休克导致严重ARDS的危险因素。ASPEN指南目前推荐肥胖ICU患者采用高蛋白低热量饮食，但目前无法推荐非肥胖患者采用同样的饮食。Hoffer在2018年提出，这种饮食对非肥胖患者和肥胖患者同样有益。 根据Pelekhaty等人在2020年的研究，每天摄入超过2 g/kg蛋白质的ECLS患者仍然存在负氮平衡。这表明这些患者可能需要比普通ICU患者更高的蛋白质输送量。然而，由于住院期间临床状态经常发生变化，ECLS支持在这方面带来了进一步的挑战。事实上，在清醒或活动的ECLS支持情况下，主要是桥接肺移植，两大支柱是口服营养（有时与夜间补充营养相关）和适度、持续的物理治疗。 微量营养素、膜和管路 在ECLS期间，药物药代动力学受到影响，亲水性和亲脂性化合物之间存在差异。这一主题主要是关于抗生素施用的优化。亲水膜的存在会降低微量营养素的可用性，在早期阶段可能会更严重，因为积累的营养素稍后会被膜释放。一项体外研究强调了这一点，但考虑到可能发生的回路变化，可能会使患者面临维生素和其他微量营养素缺乏的风险，在体内仍引起一些担忧。 应特别考虑维生素D及其对危重患者预后的积极多效性影响。也发现在COVID-19的预防和治疗中，它是一个强有力的疾病随访标志。考虑到这些患者是ICU中病情最严重的患者，ECLS患者严重维生素D缺乏症的发病率较高也就不足为奇了。此外，单次负荷剂量似乎不足以恢复维生素D的生物利用度。目前的指南推荐重度缺乏症患者在第一周内应用50万IU维生素D3。 COVID-19是全球范围内ICU营养的新挑战。当治疗团队的其他成员不堪重负时，建议注册营养师和营养学家参与营养方案（图2）。
图2. 注册营养师和营养学家在新冠肺炎大流行期间可能采取的干预措施。PN，肠外营养 在COVID-19患者中，俯卧位的实践总是伴随着上述考虑，尽管喂养不足，甚至在ICU停留时间过长和感染频繁的情况下，也可能是严重有害的。许多机构遇到的一个常见问题是肠内营养输注泵的短缺。可以采取其他喂养措施，如重力袋。 Whittle等人研究了COVID-19患者的REE，以确定该患者群体与其他ICU人群的差异。他们发现，这些患者更可能表现出长期的高代谢状态，并提出这可能与器官衰竭的严重程度无关。早期EN（在前24小时内，或在不可行的情况下，PN），以1.3 g/kg体重的蛋白质开始低热量摄入，并在第4天达到等热量摄入，改善了热量和蛋白质的输送。使用这种简化的营养方案可以显著减少蛋白质债务，并增加能量目标80%-100%的天数百分比。 尽管在心脏或呼吸支持的情况下，但ECLS支持下的患者仍需要进一步的营养研究，该主题应该是最重要的治疗考虑因素。如图3所示，最好采用IC监测的精确方法来解释代谢需求的频繁变化。目标化低热量EN应在急性期早期开始，蛋白质输送量应至少为1.3 g/kg/d，但在恢复期可能会增加到2 g/kg/d。
图3. 肥胖和非肥胖患者间接测热法使用和营养决策流程图。EE，能量消耗 来源：Artificial Organs. 2022;00:1–9. |
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