ECMO患者院内感染防控策略

作者：宋立强

单位：西京医院呼吸与危重症医学科

一、ECMO院内感染现状

目前，ECMO院内感染的定义尚不统一。国外文献使用的相关名词有：ECMO-related infections，ECMO-related nosocomial infections，ECMO-associated nosocomial infections，ECMO-device-related infections（此概念在时间界定方面尚未一致，从上机24 h，至撤机30 d，均有文献报道）。

对于ECMO相关血流感染（blood stream infection，BSI）的界定，不同研究的标准各异。大多数研究不分病原体起源，包括所有在ECMO期间发生的BSI。也有研究仅考虑原发性血流感染（primary bloodstream infection，PBSI），即血培养阳性且无其他原发部位明确感染的证据。PBSI占全部BSI的19%～83%。相对于原发性感染，继发性血流感染主要包括以下原发感染病灶：①呼吸机相关性肺炎（VAP）：49%～100%的感染继发于VAP；②导管相关性血流感染（catheter related bloodstream infection，CRBSI）：不足1/2的感染继发于中心静脉置管；③ECMO插管局部感染：12%～60%与BSI相关；④ECMO装置相关感染：可能继发BSI，需要同时采集外周血、患者血管管道、氧合器的定量血液样本进行识别。

基于临床实际，按照明确的病因可以将ECMO院内感染分为两种：①ECMO相关感染（直接相关病因），即由ECMO操作、导管、膜肺等因素直接导致的感染；②ECMO辅助期间合并感染（无直接相关病因），包括ECMO辅助期间合并的感染，如VAP、尿路感染（urinary tract infection，UTI）、肠源性感染及其他原因导致的BSI和皮肤软组织感染等。无论直接相关还是间接相关，出现最多的仍是院内感染常见的三管相关感染，即VAP、BSI和UTI。

2024年Anaesth Crit Care Pain Med 杂志发表了一篇有关ECMO患者感染的综述，汇总了近10余年的研究报道，结果显示：不同时期研究报道的ECMO期间院内感染发生率各异，总发生率为23.9%~75.5%。其中有文献报道VAP的发生率为60.6%，BSI的总发生率为22.6%~76%，PBSI在所有BSI中占比12%~71%。文章总结了BSI的主要病原体，最多的是革兰阴性杆菌（42%），其次是革兰阳性球菌（38%），真菌占15%。

重症新冠患者的涌现导致全球ECMO支持数量显著增加，也为相关院内感染情况提供大量临床数据。2023年一项研究回顾了多伦多总医院2020年3 月1日至2021年6月30日ECMO支持的COVID-19患者BSI和VAP发生情况。在136例研究期间接受ECMO治疗的COVID-19患者中，81例（59.6%）发生BSI，主要病原体为肠球菌、肠杆菌和金黄色葡萄球菌；93例（68.4%）发生VAP，主要病原体为金黄色葡萄球菌、克雷伯菌和铜绿假单胞菌。该研究并未发现院内感染（BSI和VAP）与ECMO死亡率有直接关联。法国一项研究分析了ECMOSARS登记册中701例患者的数据，该登记册包括2020年4月至2022年3月期间在法国41个ICU接受ECMO治疗的COVID-19患者。ECMO相关感染总发生率为36%，其中VAP发生率为19%，BSI发生率为26%。该研究也认为院内感染与住院死亡率无直接相关性。从院内感染发生率的时间图可以看出，ECMO使用前2周是发生院内感染的直线上升期，随后趋于稳定。综合多项研究也发现，ECMO相关院内感染中，BSI主要病原体为肠杆菌和肠球菌，VAP主要病原体为肠杆菌。

2023年我国学者发表了一项10年回顾性研究，调查了院内感染对心脏手术后接受VA-ECMO的成年患者院内死亡率的影响。研究发现，接受VA-ECMO的患者发生多部位感染，其中下呼吸道感染（LRTI）最多见的病原体为革兰阴性杆菌；BSI最多见的病原体是革兰阴性杆菌，革兰阳性球菌稍逊；手术部位感染最多见的病原体也是革兰阴性杆菌，UTI发生率低。总体而言，心脏术后接受VA-ECMO的患者70.5%的院内感染病原体为革兰阴性杆菌。该研究认为院内感染是导致ECMO患者死亡的重要原因。

二、ECMO感染病原体溯源

体外循环设备相关病原体是感控领域关注一时的医学事件。在欧洲多国（荷兰、德国、英国、法国、瑞士、爱尔兰、西班牙）以及美国、澳大利亚、加拿大、中国香港均在体外循环过程中暴发了热交换器相关感染，调研的设备为Liva Nova公司的 STöckert 3T热交换水箱（HCUs）。此类感染的病原体为奇美拉分枝杆菌。变温水箱是一个独立的装置，是可以过滤自来水的水箱，作为传递流体来控制患者血液和心脏停搏液的温度。水箱不是完全密闭的，操作时可能需要打开水箱加水等。水箱下面的空间容纳一个散热器来驱散水冷却产生的多余热量。这种散热器的功效是由风扇通过加热器两侧冷却器的通风孔打开而增加的。对于手术时间超过2 h的患者以及植入假体材料的患者，容易发生奇美拉分枝杆菌感染。尽管采用了更严格的消毒措施，一旦奇美拉分枝杆菌在水回路中定植，就几乎不可能再从HCUs设备中清除。这是由于细菌富含脂质的细胞壁和生物膜内的高渗透压，使它们对普通消毒剂具有高度抵抗力，并且很容易在水循环过程中形成气溶胶。因此，欧盟疾控中心建议，尽可能将HCUs移至手术室外或将HCUs放置在距离手术台最远的地方，排气口远离患者。

针对ECMO的热交换水箱也开展了相关病原体研究。德国研究发现在18个水样中有9个检测到奇美拉分枝杆菌，118例ECMO患者中76例进行支气管标本分析，在3例未发现分枝杆菌感染迹象的患者中发现了分枝杆菌和嵌合体，因此推测患者有感染的危险。英国研究发现水样产生了含有多种微生物的高总活菌计数（tvc），包括奇美拉分枝杆菌，消毒能导致tvc减少和奇美拉分枝杆菌根除。瑞士研究发现HU35的定植与人类疾病之间还没有确凿的联系。意大利研究中，Stockert 3T（LivaNova）的308份水样非结核分枝杆菌阳性率为65.5%，装置阳性率为59.5%（157/264）；Maquet HCU40 （Getinge）水样的阳性率为13.6%（6/44），装置非结核分枝杆菌的频率较低（33.3%）。研究认为，消毒程序可有效降低细菌tvc，但是消毒前（50.1%）和消毒后（55.7%）样品均检测到非结核分枝杆菌。有专家认为制造商的消毒程序是无效和/或不充分的，在有效的消毒方案出现之前，将非结核分枝杆菌污染风险降至最低的唯一方法是密切监测。

三、ECMO院内感染防控措施

院内感染的防控需要综合性措施，涉及患者、设备、环境、药物及监控等多个方面。简述如下：

1. 环境

高洁净手术操作环境；单间隔离、专人护理。ECMO患者由于免疫力低下，更易受到感染的影响。为了降低交叉感染的风险，防止多重耐药菌的扩散，建议将ECMO患者与感染或定植多重耐药菌、严重感染、伤口污染的患者分开。如果条件允许，应为ECMO患者提供单间隔离，做到专人护理，并在床边做好隔离标识，落实隔离措施，以减少感染的发生。

2. 皮肤

心肺复苏使用机械胸外按压装置，避免备皮刀。条件允许时，建议在手术室、导管室等洁净程度较高的环境下实施ECMO。但ECMO患者常因病情危重转运风险高，需紧急在ICU、急诊室等场所床旁上机。洁净度低的环境、床边的仪器设备、患者衣物等都会增加感染的风险。在置管过程中应严格实施最大范围的无菌屏障，以避免污染增加感染风险。ECMO上机前，建议医护人员在保证按压质量的前提下，尽早从徒手心肺复苏（CPR）转为机械胸外按压装置，以减少污染无菌台面的可能。此外，研究发现，皮肤准备过程中使用备皮刀容易损伤毛囊，进而增加感染风险。因此，不建议在ECMO上机前使用备皮刀，可使用电推剪进行术野毛发清理以减少毛囊损伤与感染。

目前尚缺乏关于ECMO辅助期间使用抗生素治疗血流感染的证据。结合其他研究，早期使用抗生素能尽早的控制感染，减少并发症的发生，提高存活率。因此，建议对怀疑或确诊血流感染的患者，尽早开始抗感染治疗。抗生素的使用需要结合当地的流行病学情况，并评估使用抗生素所带来的风险和收益。由于循环管路中的驱动泵、氧合器等部位对药物的吸附及管路增加了药物的表观分布容积、ECMO对机体的炎症反应等一系列因素影响了抗菌药物的药代动力学（PK）及疗效，ECMO辅助期间应进行治疗性药物浓度监测，维持抗生素浓度在治疗水平以上，以确保患者用药的有效性和安全性。ECMO辅助期间感染性心内膜炎的发生率较其他患者高，因此需要关注患者是否发生感染性心内膜炎，做到早期发现，及时处理。经食道超声心动图能更好地发现感染性心内膜炎的常见征象，如瓣膜组织结构的破坏、赘生物形成等，对于经胸超声心动图不能确诊的心内膜炎应及时经食道超声心动图检查。日本开展的一项ECMO预防性抗感染全国性调研显示，预防组和对照组的死亡率分别为56.4%和59.8%。39%的医院在ECMO期间给予抗生素预防，第一代头孢菌素是最常用的药物。

四、小结

ECMO的使用原则是“应上尽上，应撤尽撤”。院内感染是ECMO失败及患者死亡的重要原因，针对ECMO相关院内感染，应围绕“外部环境、患者本身、设备相关、整体管理”四方面，开展全程立体式的感染防控措施，减少院内感染的发生，提高ECMO救治成功率。