ECMO veno-venoso in corso di ARDS severa da COVID-19: l’esperienza del Centro di Riferimento Regionale dell’A.O.U. Città della Salute e della Scienza di Torino.

Background During COVID-19 pandemic, Extra Corporeal Membrane Oxygenation (ECMO) has been proposed as rescue therapy for COVID-19-related ARDS (C-ARDS) refractory to conventional therapies, but its utility, in this setting, has not been proved yet. In the study, we report about the characteristics of a cohort of patients undergoing veno-venous ECMO, focussing on mortality, factors possibly affecting outcome and the time-course of lung mechanics parameters. Methods Data of all consecutive adult patients with C-ARDS treated with veno-venous ECMO at ‘Città della salute e della Scienza’ University Hospital (Turin, Italy), were collected prospectively in the period from March 2020 to December 2021. Clinical outcomes were assessed on 60 days from ECMO beginning; the lung mechanics parameters were collected from day 1 to day 14 after ECMO initiation. Results and discussion In the study period, 48 patients were enrolled. In-hospital 60-day-mortality after ECMO initiation was 85.4% (95% CI 75.4-95.4) as those reported in the first studies, while higher than the mortality rates described in last studies (37-60%). Baseline characteristics were similar between survivors and non; anyway, our patients were more severe according the pre-ECMO APACHE II and SOFA scores than the cases described in literature. From Cox model, hypertension was significantly associated with in-hospital mortality (HR 2.06, 95% CI 1.06-4.00). The 89.6% of patients received non-invasive ventilatory support (NIS) before ECMO, with a different rate between alive and death patients (57% vs 95%, respectively, p=0.018); moreover, patients of the first wave underwent NIS less than patients of the next waves (71% vs 97% respectively, p=0.021). The length of invasive mechanical ventilation (IMV) was similar between survivors and non, but the whole period of ventilation (NIS + IMV days) was longer in death patients (11 days, IQR 8-15 vs 8 days, IQR 7-13) even without a statistically significant difference. The most frequent complications were the bleeding (85%, 90% vs 57%, death vs alive patients, p=0.053) and the superinfection (92%), especially in the next waves where a major rate of MDR-mediated-infections was detected (74% vs 36%, p=0.014). Static lung compliance differed between survivor and non-survivor patients over the time, decreasing of 48% (IQR 20-60) from day 1 to day 14 after VV-ECMO cannulation; driving pressure values increased over the time, especially in non-survivor patients with a rate of 43% (IQR 0-78). Conclusion Our data seem to suggest ana high in-hospital mortality rate in patients treated with VV-ECMO due to C-ARDS and an important role for NIS in affecting the outcome of these patients; moreover, lung compliance seems to be severely reduced after 7 days in non-survivors. Further studies investigating either the opportunity to compute NIV days among the ones spent in mechanical ventilation to better define the patients’ eligibility for ECMO or to evaluate the potential role of lung compliance collapse after 7 days of ECMO as a potential indicator of therapeutic failure are needed.

Introduzione Durante la pandemia da COVID-19, l’ECMO (Extracorporeal Membrane Oxigenation) è stato proposto come terapia salvavita in pazienti selezionati con ARDS COVID-relata (C-ARDS) refrattaria ai trattamenti convenzionali. Tuttavia, non esiste ancora un consenso uniforme circa il suo utilizzo in tale contesto. Nel lavoro, descriverò una coorte di pazienti sottoposti ad ECMO veno-venoso, evidenziando la mortalità e i potenziali fattori di rischio pre-ECMO e l’andamento nel tempo dei parametri di meccanica respiratoria. Metodi I dati (caratteristiche demografiche, comorbidità, trattamenti e supporto ventilatorio pre/post-ECMO, mortalità, complicanze e parametri di meccanica respiratoria) di tutti i pazienti consecutivi, adulti, sottoposti ad ECMO-VV per C-ARDS nella Terapia Intensiva 1U della ‘Città della Salute e della Scienza’ di Torino tra marzo 2020 e dicembre 2021, sono stati raccolti prospetticamente. Gli outcome clinici sono stati valutati a 60 giorni dall’inizio dell’ECMO, mentre l’andamento dei parametri di meccanica respiratoria è stato registrato sino a 14 giorni. Risultati e discussione Nel periodo di studio sono stati arruolati 48 pazienti in ECMO-VV. La mortalità ospedaliera a 60 giorni dall’inizio dell’ECMO è stata dell’85.4% (95% CI 75.4-95.4), un valore in linea con i dati soprattutto di inizio pandemia, ma alto rispetto agli ultimi pubblicati che si attestano tra il 37-60%. Le caratteristiche demografiche e le comorbidità non sono risultate essere diverse tra sopravvissuti e morti, ma è emersa una gravità dei nostri pazienti subito prima dell’ECMO (score SOFA, APACHE II) più elevata rispetto ai dati riportati negli altri studi. Dal modello di Cox, solo l’ipertensione arteriosa è risultata essere strettamente associata alla mortalità (HR 2.06, 95% CI 1.06-4.00). L’89.6% dei pazienti è stato sottoposto a supporto ventilatorio non invasivo (NIS) prima dell’ECMO, con una maggiore incidenza nei pazienti deceduti (95% vs 57%, p=0.018); inoltre l’utilizzo del NIS è risultato più elevato nelle ondate successive alla prima (97% vs 71%, p=0.021). I giorni di ventilazione meccanica invasiva (VMI) pre-ECMO sono analoghi tra vivi e morti; tuttavia i giorni totali di ventilazione (giorni di NIS + VMI) sono di più nei deceduti (11, IQR 8-15 vs 8, IQR 7-13, rispettivamente), seppur non in modo significativo. Il sanguinamento è stata la complicanza più frequente (85% in totale, 90% vs 57%, morti vs vivi, p=0.053), insieme alle sovrainfezioni batteriche (92%), soprattutto nelle ondate successive alla prima dove si è registrato un tasso più elevato di infezioni da germi multiresistenti (74% vs 36%, p=0.014). La compliance polmonare statica si è modificata tra vivi e morti nel tempo, in modo significativo, riducendosi nei deceduti del 48% (IQR 20-60) dal 1° al 14° giorno post-ECMO; la driving pressure è invece aumentata nel tempo, specie nei deceduti del 43% (IQR 0-78). Conclusioni Dai dati analizzati, l’ECMO-VV nei pazienti con C-ARDS refrattaria sembra registrare un alto tasso di mortalità intraospedaliera, il NIS pre-ECMO avere un ruolo importante nel determinare l’outcome di questi pazienti e infine sembra manifestarsi un crollo dei valori di compliance dopo il settimo giorno di trattamento extracorporeo nei pazienti deceduti. Sono comunque necessari ulteriori studi per definire la necessità di considerare la durata del NIS in aggiunta ai giorni di VMI nei criteri di eleggibilità per l’ECMO e per stabilire se un crollo della compliance polmonare in corso di ECMO possa effettivamente essere un indicatore di fallimento terapeutico.