De COVID-19-pandemie heeft aangetoond dat ECMO de overlevingskans van bepaalde ernstig zieke patiënten bevordert en geassocieerd wordt met een verlaging van de mortaliteit. Ook met betrekking tot de vraag welke patiënten het meest profiteren en onder welke omstandigheden, weten we nu meer.
Ongeveer 40% van de patiënten met COVID-19 die op de IC-afdeling worden opgenomen, ontwikkelt het Acute Respiratory Distress Syndrome (ARDS) [1,2], de meest voorkomende levensbedreigende aandoening die verband houdt met een SARS-CoV-2-infectie [3].
Bij patiënten zonder COVID-19 die ondanks optimale ondersteuning door conventionele mechanische beademing, een progressief acuut longfalen ontwikkelen, vermindert veno-veneuze extracorporale membraanoxygenatie (vvECMO) de mortaliteit door de gasuitwisseling in stand te houden en de door mechanische beademing veroorzaakte longbeschadiging te verminderen, zodat de longen zich kunnen herstellen [4-6]. ECMO is dus geen therapie, maar een overbruggingsmaatregel die kostbare tijd verschaft om een patiëntspecifieke behandelingsstrategie te ontwikkelen.
Weinig verschillen met ARDS met andere oorzaken
De vvECMO werd al vroeg tijdens de pandemie ingezet bij de ernstigste vormen van met COVID-19 geassocieerde ARDS [7]. Sommige initiële rapporten wezen op een hoge mortaliteit [8]. Latere pandemiestudies toonden duidelijk positievere uitkomsten aan, namelijk dat er geen verschil is in de resultaten van ECMO tussen COVID-19 en andere soorten acute ademnood. Zo toonde de internationale cohortstudie van het Extracorporeal Life Support Organization-register een geschatte cumulatieve incidentie van ziekenhuissterfte van 37% aan – onder ernstig zieke volwassenen 90 dagen na de start van ECMO, indien uitgevoerd in centra met ervaring [9]. Op basis van 1.035 ECMO-patiënten uit 213 centra in 36 landen, was dit rapport een belangrijke mijlpaal, die voor het eerst een generieke schatting van ECMO-mortaliteit in het kader van COVID-19 toeliet.
Daarnaast rapporteerden andere studies over soortgelijke resultaten [10-13] die vergelijkbaar waren met eerdere observaties van het effect van ECMO bij patiënten met acuut respiratoir falen met andere oorzaken [4,5], hoewel sterftecijfers in de loop van de pandemie en in verschillende landen gedeeltelijk variëren [14-18].
Afbeelding 1: Mortaliteitscijfers van ECMO-patiënten met COVID-19-geassocieerde ARDS
Bewezen sterftevermindering
Dat ECMO "werkt" en een sterftevermindering kan opleveren voor patiënten met ernstige ARDS is al lange tijd bewezen [4]. De pandemiegegevens laten zien dat ook het met COVID-19 geassocieerde ARDS efficiënt kan worden behandeld met ECMO [3], dat de overleving van bepaalde ernstig zieke patiënten kan worden bevorderd [17] en dat dit kan worden geassocieerd met een vermindering van sterfte [19].
Als een ECMO-implantatie wordt geweigerd, ligt de mortaliteitsratio van 90d in een onderzoek zelfs op 86%. Bij patiënten die onmiddellijk of iets later ECMO kregen, was dit respectievelijk 49% en 46% [20].
Een vermindering van 7% in ziekenhuissterfte in vergelijking met conventionele mechanische beademing zonder ECMO werd aangetoond in een observatiestudie [19].
Aanzienlijke toename in sterftecijfers bij gebrek aan ECMO-capaciteit
Als de capaciteit van het gezondheidszorgsysteem niet voldoende is om ECMO te bieden, neemt de mortaliteit toe: Gannon en collega's rapporteren over een doorverwijzingsregio waar ECMO beschikbaar was voor minder dan de helft van de patiënten die in aanmerking kwamen voor ECMO. Het mortaliteitscijfer bedroeg hier 90%. In de groep met beschikbare ECMO-capaciteit 43%. Ondanks de jonge leeftijd en het lage aantal comorbiditeiten. De auteurs concluderen dat ECMO een aanzienlijke sterftevermindering kan opleveren bij de behandeling van COVID-19 en dat het gebrek aan middelen in het gezondheidszorgsysteem kan leiden tot potentieel vermijdbare sterfgevallen [15].
Zoeken naar de Sweet Spot
Idealiter moeten klinische beslissingen voor of tegen ECMO worden gebaseerd op wetenschappelijk bewijs en de identificatie van patiënten die er het meest profijt van hebben [20].
De zoektocht naar de Sweet Spot resp. de 'effectieve zone', waarin de ECMO haar optimale werking kan ontplooien, houdt de vakwereld al lang bezig. 'Don't blame the tool' is het commentaar in Lancet van Alain Vuylsteke van het NHS Royal Papworth Hospital: "De selectie van de juiste patiënt op het juiste moment hangt af van de klinische principes, de ervaring en van de beschikbaarheid. Artsen overwegen zorgvuldig en subjectief voor elke patiënt het risico en de voordelen van het starten van ECMO. Het keerpunt waar het ene beter is dan het andere is onbekend, zelfs als de criteria goed gedefinieerd en regelmatig gecontroleerd worden [21]. Artsen vertrouwen bij het toewijzen van patiënten op een ervaring die ze nog niet hebben en kunnen daarbij belangrijke kenmerken niet opmerken. Het is niet verwonderlijk dat de resultaten veranderen naarmate de pandemie zich verder ontwikkelt." [22]
Wat we hebben geleerd
Het huidige bewijs toont aan dat bepaalde factoren de overlevingskans van patiënten met vvECMO als een rescueprocedure voor ARDS als gevolg van COVID-19 vergroten. Een jongere leeftijd [3,9,16-19] en een snelle beslissing om de ECMO binnen 7 dagen [3,16] in te leiden, zijn onafhankelijk van elkaar verbonden aan een verbeterde overlevingskans. Hetzelfde geldt voor ECMO in ervaren centra met ten minste 30 gevallen per jaar [3] – een fenomeen dat ook in vele andere klinische scenario's te vinden is [23].
De ernst van hypoxemie [9,19], intensiteit [19] en duur van mechanische beademing [16,19] evenals een optimale ARDS-therapie voorafgaand aan ECMO met de toediening van neuromusculaire blokkers en buikligging [3,9,16] bleken ook factoren te zijn die de effectiviteit van de behandeling beïnvloeden. Comorbiditeiten zoals gevorderd hart-, ademhalings- of leverfalen, onomkeerbare schade aan organen en nierfunctiestoornissen voorafgaand aan ECMO zijn gecontra-indiceerd [3,9].
Met COVID-19 geassocieerde ARDS kan efficiënt worden behandeld met ECMO, een mogelijke sterftevermindering is bewezen. De individuele, patiëntgerichte beslissing om ECMO in te leiden bij patiënten met een ernstige ARDS blijft natuurlijk complex, vooral gezien de beperkte middelen tijdens een pandemie. Hier telt ervaring met de betreffende gevallen. Speciale inclusie- en exclusiecriteria en standaardisatie van behandelingsschema's kunnen de sleutel zijn tot een slimme selectie van patiënten [18]. Vroegtijdig ECMO-management moet ook helpen om tekorten aan middelen te voorkomen.
Referenties
[1] Wu C et al. Risk Factors Associated With Acute Respiratory Distress Syndrome and Death in Patients With Coronavirus Disease 2019 Pneumonia in Wuhan, China. JAMA Intern Med. 2020;180(7):934-943
[2] Li X et al. Extracorporeal Membrane Oxygenation for Coronavirus Disease 2019 in Shanghai, China. ASAIO J. 2020;66(5):475-481
[3] Lebreton G et al. Extracorporeal membrane oxygenation network organisation and clinical outcomes during the COVID-19 pandemic in Greater Paris, France: a multicentre cohort study. Lancet Respir Med. 2021;9(8):851-862.
[4] Combes A et al. Extracorporeal Membrane Oxygenation for Severe Acute Respiratory Distress Syndrome. N Engl J Med. 2018;378(21):1965-1975
[5] Peek GJ et al. Efficacy and economic assessment of conventional ventilatory support versus extracorporeal membrane oxygenation for severe adult respiratory failure (CESAR): a multicentre randomised controlled trial. Lancet. 2009;374(9698):1351-1363
[6] Munshi L et al. Venovenous extracorporeal membrane oxygenation for acute respiratory distress syndrome: a systematic review and meta-analysis. Lancet Respir Med. 2019;7(2):163-172
[7] Wiersinga WJ, Prescott HC. Wat is COVID-19? JAMA. 2020;324(8):816
[8] Henry BM, Lippi G. Poor survival with extracorporeal membrane oxygenation in acute respiratory distress syndrome (ARDS) due to coronavirus disease 2019 (COVID-19): Pooled analysis of early reports. J Crit Care. 2020;58:27-28
[9] Barbaro et al. Extracorporeal membrane oxygenation support in COVID-19: an international cohort study of the Extracorporeal Life Support Organization registry. Lancet. 2020;396(10257):1071-1078
[10] Ramanathan K et al. Extracorporeal membrane oxygenation for COVID-19: a systematic review and meta-analysis. Crit Care 2021; 25:211
[11] Schmidt M et al. Extracorporeal membrane oxygenation for severe acute respiratory distress syndrome associated with COVID-19: a retrospective cohort study. Lancet Respir Med. 2020;8(11):1121-1131
[12] Shaefi S et al. Extracorporeal membrane oxygenation in patients with severe respiratory failure from COVID-19. Intensive Care Med. 2021;47(2):208-221
[13] Diaz RA et al. Extracorporeal Membrane Oxygenation for COVID-19-associated Severe Acute Respiratory Distress Syndrome in Chile: A Nationwide Incidence and Cohort Study. Am J Respir Crit Care Med. 2021;204(1):34-43
[14] Mustafa AK et al. Extracorporeal Membrane Oxygenation for Patients With COVID-19 in Severe Respiratory Failure. JAMA Surg. 2020;155(10):990-992
[15] Gannon WD et al. Association between Availability of Extracorporeal Membrane Oxygenation and Mortality in Patients with COVID-19 Eligible for Extracorporeal Membrane Oxygenation: A Natural Experiment. Am J Respir Crit Care Med. 2022;205(11):1354-1357
[16] Nesseler N, Fadel G, Mansour A, et al. Extracorporeal Membrane Oxygenation for Respiratory Failure Related to COVID-19: A Nationwide Cohort Study. Anesthesiology. 2022;136(5):732-748
[17] Hall CA et al. Multi-institutional Analysis of 505 Patients With Coronavirus Disease-2019 Supported With Extracorporeal Membrane Oxygenation: Predictors of Survival. Ann Thorac Surg. 2022;114(1):61-68
[18] Karagiannidis C et al. High In-Hospital Mortality Rate in Patients with COVID-19 Receiving Extracorporeal Membrane Oxygenation in Germany: A Critical Analysis. Am J Respir Crit Care Med. 2021;204(8):991-994
[19] Urner M et al. Venovenous extracorporeal membrane oxygenation in patients with acute covid-19 associated respiratory failure: comparative effectiveness study. BMJ. 2022;377:e068723
[20] Levy D et al. Outcomes of Patients Denied Extracorporeal Membrane Oxygenation during the COVID-19 Pandemic in Greater Paris, France. Am J Respir Crit Care Med. 2021;204(8):994-997
[21] Camporota L et al. Consensus on the referral and admission of patients with severe respiratory failure to the NHS ECMO service. Lancet Respir Med. 2021;9(2):e16-e17
[22] Vuylsteke A. ECMO in COVID-19: do not blame the tool. Lancet. 2021;398(10307):1197-1199
[23] Nguyen YL et al. The Volume-Outcome Relationship in Critical Care: A Systematic Review and Meta-analysis. Chest. 2015;148(1):79-92