ABSTRACT

The world has been suffering from the COVID-19 pandemic. Some COVID-19 patients develop severe viral pneumonia, requiring mechanical ventilation and measures to treat refractory hypoxemia, such as a protective ventilation strategy, prone positioning, and the use of veno-venous extracorporeal membrane oxygenation (VV-ECMO). We describe a case series of 30 COVID-19 patients who needed VV-ECMO at the Hospital Alemão Oswaldo Cruz, located in the city of São Paulo, Brazil. Methods: We included all patients who required VV-ECMO due to COVID-19 pneumonia between March of 2020 and June of 2021. Results: Prior to VV-ECMO, patients presented with the following median scores: SOFA score, 11; APPS score, 7; Respiratory ECMO Survival Prediction score, 2; and Murray score, 3.3. The 60-day-in-hospital mortality was 33.3% (n = 10). Conclusions: Although our patients had a highly severe profile, our results were similar to those of other cohort studies in the literature. This demonstrates that VV-ECMO can be a good tool even in a pandemic situation when it is managed in an experienced center.

Keywords: Extracorporeal membrane oxygenation; COVID-19; SARS-CoV-2; Respiratory distress syndrome.

RESUMO

O mundo vem sofrendo com a pandemia de COVID-19. Alguns pacientes com COVID-19 desenvolvem pneumonia viral grave, necessitando ventilação mecânica e medidas para tratar a hipoxemia refratária, como estratégias de ventilação protetora, posição prona e uso de oxigenação por membrana extracorpórea venovenosa (ECMO-VV). Descrevemos uma série de casos de 30 pacientes com COVID-19 que necessitaram de ECMO-VV no Hospital Alemão Oswaldo Cruz, localizado na cidade de São Paulo, Brasil. Métodos: Foram incluídos todos os pacientes que necessitaram de ECMO-VV devido à pneumonia por COVID-19 entre março de 2020 e junho de 2021. Resultados: Antes da ECMO-VV, os pacientes apresentavam as seguintes medianas: escore SOFA de 11; escore APPS de 7; escore Respiratory ECMO Survival Prediction de 2; e escore de Murray de 3,3. A mortalidade hospitalar em 60 dias foi de 33,3% (n = 10). Conclusões: Apesar de nossos pacientes apresentarem um perfil de alta gravidade, nossos resultados foram semelhantes aos de outros estudos de coorte na literatura. Isso demonstra que a ECMO-VV pode ser uma boa ferramenta mesmo em uma situação de pandemia quando administrada em um centro experiente.

Palavras-chave: Oxigenação por membrana extracorpórea; COVID-19; SARS-CoV-2; Síndrome do desconforto respiratório.

INTRODUÇÃO
 
A SDRA é uma condição desafiadora em terapia intensiva e, se não for tratada, pode levar à falência de múltiplos órgãos e à morte. Pode ser definida como um quadro agudo de hipoxemia, cuja fisiopatologia é definida pela ruptura imunomediada da interface alvéolo-capilar e formação de edema não cardiogênico.(1) Desde dezembro de 2019, o mundo sofre com a COVID-19, causada pelo novo vírus SARS-CoV-2. A maioria dos pacientes apresenta sintomas leves a moderados; no entanto, alguns desenvolvem pneumonia viral grave, necessitando de ventilação mecânica e medidas para tratar a hipoxemia refratária, como estratégias de ventilação protetora e posicionamento em decúbito ventral. No entanto, a mortalidade pode chegar a 60%, o que torna a extracorporeal membrane oxygenation (ECMO, oxigenação por membrana extracorpórea) uma opção terapêutica em alguns casos.(2,3)
 
Nosso objetivo foi apresentar uma série de casos de pacientes com SDRA por COVID-19 atendidos no Hospital Alemão Oswaldo Cruz (HAOC), um hospital privado na cidade de São Paulo, Brasil, que necessitaram de ECMO venovenosa (ECMO-VV).
 
MÉTODOS
 
Foram incluídos todos os pacientes internados no HAOC que necessitaram de ECMO-VV devido à pneumonia por COVID-19, confirmada por teste de PCR por swab nasal, e foram canulados pela equipe de ECMO do hospital entre março de 2020 e junho de 2021.
 
O HAOC é um hospital privado localizado na cidade de São Paulo e é um centro de ECMO credenciado pela Extracorporeal Life Support Organization (ELSO). Os pacientes foram canulados quando o material para a realização de ECMO era disponível e havia indicação para ECMO-VV de acordo com as diretrizes da ELSO,(4) como segue: hipoxemia, definida como relação Pao2/FIo2 menor que 80 por pelo menos 6 h ou menor que 50 por pelo menos 3 h após uso de bloqueador neuromuscular e posição prona; e/ou hipercapnia, definida como pH inferior a 7,25 associado a pCo2 superior a 60 mmHg por pelo menos 6 h. Os pacientes já poderiam ter sido admitidos em nosso serviço ou foram canulados pela nossa equipe móvel de ECMO e transferidos para nossa instituição.
 
O manejo dos pacientes foi realizado de acordo com nosso protocolo institucional, utilizando ventilação controlada por volume na fase inicial da ventilação, visando obter-se ventilação protetora, definida por VT menor ou igual a 6 mL/kg do peso previsto e pressão de platô abaixo de 30 cmH2O . A PEEP foi definida de acordo com a tabela de PEEP inferior fornecida em um ensaio clínico.(5) Outros modos de ventilação, como controle de volume regulado por pressão ou outros métodos de definição de PEEP, como titulação de PEEP, foram usados como exceção quando a ventilação protetora não foi alcançada por meio do protocolo padrão. Durante a fase de desmame ventilatório, foram utilizadas ventilação controlada por pressão e ventilação com pressão de suporte. Em relação à sedação, devido ao tempo prolongado de ventilação e sedação, midazolam e fentanil foram os medicamentos padrão, e propofol foi utilizado nos casos de sedação mais difícil. Outros sedativos poderiam ser utilizados como estratégia de desmame da sedação, como cetamina e dexmedetomidina. Os pacientes receberam bloqueadores neuromusculares quando apresentavam relação Pao2/FIo2 abaixo de 150 ou assincronia não resolvida com ajuste ventilatório. A seleção do bloqueador neuromuscular variou de acordo com sua disponibilidade. No início do estudo, quatro médicos intensivistas compunham a equipe de ECMO, com quatro anos de experiência. Eles também foram auxiliados por enfermeiras treinadas em ECMO, mesmo quando a canulação foi realizada em outro local pela equipe móvel de ECMO. A canulação era geralmente realizada por dois médicos e uma enfermeira, preferencialmente através da veia jugular direita e da veia femoral direita, usando uma punção guiada por ultrassom quando disponível. As contraindicações de ECMO e as indicações de decanulação foram realizadas de acordo com as diretrizes da ELSO.(4)
 
Os dados foram coletados retrospectivamente usando o sistema de prontuário eletrônico, incluindo exames laboratoriais desde a admissão até a alta, óbito, transferência ou 60 dias após a ECMO, o que ocorresse primeiro. Os dados categóricos são apresentados como frequências absolutas e relativas, enquanto os dados discretos e contínuos são apresentados como medianas e intervalos interquartis considerando uma distribuição não normal.
 
RESULTADOS
 
Trinta pacientes submetidos à ECMO-VV foram incluídos nesta série de casos. As características demográficas dos pacientes estão resumidas na Tabela 1. Pacientes do sexo masculino e feminino foram 16 (53,3%) e 14 (46,7%), respectivamente. A maioria dos pacientes foi canulada em nosso hospital, sendo que apenas 2 pacientes foram canulados em outro local por nossa equipe móvel de ECMO e depois transferidos para nosso hospital. A mediana de idade da amostra foi de 53 anos (41-60 anos), variando de 26 a 73 anos. A obesidade foi a comorbidade mais prevalente, em 20 pacientes (66,7%), seguida por hipertensão, em 9 (30,0%) e hipotireoidismo, em 6 (20,0%). Havia pelo menos duas comorbidades em 15 (50,0%) dos casos. Apenas 1 paciente tinha história prévia de vacinação para COVID-19. No entanto, o uso de qualquer medicamento em estudo para COVID-19 na época era alto, sendo o de azitromicina o mais comum, em 13 pacientes (43,3%), seguida por colchicina, em 6 (20,0%) e hidroxicloroquina, em 4 (13,3%). Houve também alta prevalência de uso de antibióticos. Apenas 2 pacientes não os haviam utilizado antes da ECMO.
 

 
A mediana de dias de ventilação antes da ECMO foi de 4 (1-10), enquanto a mediana de duração dos sintomas foi de 19 dias (13-24 dias) e a do tempo de internação foi de 11 dias (5-15 dias). As características clínicas dos pacientes antes da ECMO estão resumidas na Tabela 2, incluindo a terapia de resgate utilizada antes da canulação. Quanto à gravidade, os pacientes apresentaram medianas dos escores SOFA de 11 (8-12); APPS — acrônimo de Age, Pao2/Fio2 ratio e Plateau pressure (medida 24 h após o diagnóstico de ARDS) Score — de 7 (7-8); Respiratory ECMO Survival Prediction (RESP) de 2 (2-5); e de escore de Murray de 3,3 (3,3-3,0). Quanto às características ventilatórias, os pacientes apresentaram mediana de complacência pulmonar de 20 cmH2O (14-24 cmH2O) e necessitaram de uma mediana de pressão de platô de 28,5 cmH2O (25-32 cmH2O). Todos os pacientes foram tratados com bloqueador neuromuscular (mediana de duração do tratamento = 48 h [5-144 h]), 23 pacientes também usaram a manobra de posição prona, e apenas 1 paciente usou óxido nítrico inalatório. Quanto às características laboratoriais, a mediana da relação Pao2/FIo2 foi de 66 (54-75), e houve alta prevalência de linfopenia, com mediana de contagem de linfócitos de 680 células/mm3 (550-990 células/mm3). A mediana de pH foi de 7,31 (7,23-7,40).
 

 
A principal indicação de ECMO foi hipoxemia, em 25 pacientes (83,3%), sendo hipercapnia a única indicação em apenas 1 (3,3%), enquanto ambas estiveram presentes em 4 (13,3%). As características da ECMO estão resumidas na Tabela 3. A mediana do diâmetro da cânula de entrada foi de 25 Fr (23-29 Fr), enquanto a da cânula de saída foi de 19 Fr (19-21 Fr). Em relação às características ventilatórias, houve redução da pressão de platô, com mediana de 23 cmH2O (21-26 cmH2O). No entanto, esses dados estavam ausentes em 9 pacientes (30%). O uso de antibióticos permaneceu elevado, em 29 (96,7%) dos pacientes. Todos os pacientes fizeram uso de corticoides, e apenas 1 paciente não recebeu anticoagulação. Diálise durante a ECMO foi necessária em 11 pacientes (36,7%), assim como traqueostomia, em 14 (46,7%).
 

 
A mortalidade hospitalar em 60 dias foi de 33,3% (n = 10). Entre os sobreviventes, 13 (43,3%) receberam alta, 5 (16,7%) ainda estavam hospitalizados sem ECMO, 1 (3,3%) ainda estava internado em ECMO, e 1 (3,3%) foi transferido para outro hospital para transplante de pulmão (ainda em ECMO). A principal causa de óbito foi choque séptico, em 7 pacientes (23,3%), e AVC hemorrágico, em 3 (10,0%). Os resultados e complicações estão resumidos na Tabela 4. A mediana de duração da ECMO foi de 12 dias (8-22 dias). As complicações mais comuns foram infecção confirmada microbiologicamente, em 23 pacientes (76,7%); sangramento grave, em 10 (33,3%); trombocitopenia grave, em 7 (23,3%); e taquiarritmia com necessidade de cardioversão elétrica, em 4 (13,3%). A anticoagulação foi suspensa em 16 pacientes (53,3%). Em relação às infecções, 17 pacientes (56,6%) apresentaram pneumonia associada à ventilação mecânica, 6 (20,0%) apresentaram infecção da corrente sanguínea, e 3 (10,0%) apresentaram infecção do trato urinário. Houve necessidade de trocar o circuito da ECMO em apenas 5 pacientes (16,6%): adição de uma segunda cânula de entrada, em 3 pacientes (10%); adição de uma segunda membrana, em 1 (3,3%); e substituição da bomba e da membrana devido à coagulação, em 1 (3,3%).
 

 
DISCUSSÃO
 
Nesta série de casos, descrevemos os casos de 30 pacientes com pneumonia por COVID-19 que necessitaram de suporte ECMO-VV devido à hipoxemia e/ou hipercapnia, representando a experiência em nosso centro durante a pandemia. A taxa de mortalidade em 60 dias nesta amostra foi de 33,3%. A mortalidade em coortes com suporte de ECMO-VV devido à COVID-19 tem grande variabilidade na literatura. O primeiro relato anual de casos encontrados no registro da ELSO, com uma amostra de 1.035 pacientes no início de 2020, demonstrou uma taxa de mortalidade em 90 dias de 37%,(6) próxima à encontrada em nossa série. Além disso, um estudo de coorte americano envolvendo 130 pacientes relatou uma taxa de mortalidade em 60 dias semelhante, de 34,6%,(7) assim como a de um estudo de coorte britânico envolvendo 43 pacientes, de 32,6%,(8) e a de uma coorte de 76 pacientes em Marselha, França, com 38%.(9) No entanto, o segundo relatório anual do registro da ELSO mostrou que, entre 3.777 novos casos notificados, a taxa de mortalidade em 90 dias subiu para 51,9% nos centros que já tinham participado do primeiro relatório e foi de 58,9% em novos centros,(10) taxas consideravelmente superiores à encontrada em nossa série. De forma semelhante, um estudo de coorte em Varsóvia envolvendo 75 pacientes relatou uma taxa de mortalidade em 30 dias de 61,3%,(11) e um estudo de coorte com 302 pacientes em Paris mostrou uma taxa de mortalidade em 90 dias de 54%.(12) Taxas de mortalidade pré-COVID em pacientes submetidos à ECMO-VV também mostraram alta variabilidade. Combes et al.(3) relataram uma taxa de mortalidade em 60 dias de 35%. No entanto, um grande estudo de coorte alemão que coletou dados entre 2010 e 2016 mostrou, em uma amostra de 12.572 pacientes em ECMO-VV, taxas de mortalidade muito maiores, variando a cada ano de 53% a 66%.(13)
 
Alguns fatores podem explicar essa diferença. Em uma revisão sistemática e meta-análise sobre o uso de ECMO em COVID-19 envolvendo 16 coortes e 706 pacientes, Chong et al.(14) relataram que os sobreviventes eram mais jovens, tinham menos comorbidades, tinham pH mais alto e utilizavam menos frequentemente terapia renal substitutiva ou drogas vasoativas.(14) Nossa série teve média de idade de 51 anos e mediana de 53 anos. Chong et al.(14) relataram que pacientes com menos de duas comorbidades e aqueles com duas ou mais comorbidades tiveram taxas de mortalidade de 23% e 31%, respectivamente. Em nossa amostra, 50% dos casos apresentavam duas ou mais comorbidades. O pH médio de sobreviventes e não sobreviventes foi de 7,33 e 7,26, respectivamente, naquela revisão,(14) enquanto a média e a mediana do pH em nossa série foram de 7,3 e 7,31, respectivamente. Naquela revisão, a terapia renal substitutiva foi necessária em 21% e 39% dos sobreviventes e não sobreviventes, respectivamente,(14) enquanto nossos pacientes a necessitaram em 36,7% dos casos (considerando toda a amostra, independentemente de serem sobreviventes ou não sobreviventes). Finalmente, o uso de drogas vasoativas foi necessário em 76% dos sobreviventes e em 92% dos não sobreviventes naquele estudo,(14) enquanto drogas vasoativas foram usadas em 80% dos nossos casos. A Tabela 5 compara nossos resultados com os de outros quatro estudos de coorte sobre o uso de ECMO em pacientes com COVID-19 e demonstra que nossa série de casos apresentou fatores de risco semelhantes ou piores do que aos daqueles estudos com taxas de mortalidade semelhantes e, às vezes, comparáveis aos de coortes com taxas de mortalidade mais altas.
 

 
Além desses fatores, ao analisar os dados pré-ECMO de nossa série de casos, percebemos que a amostra representa um grupo de pacientes que, apesar de terem sido canulados relativamente de forma precoce, apresentavam alta gravidade clínica e SDRA grave em estado muito avançado. Nossos pacientes apresentaram valores medianos como seguem: escore SOFA, 12; RESP, 2; APPS, 7; escore de Murray, 3,3; dias de ventilação antes da ECMO, 4 dias; complacência, 20 cmH2O; e relação Pao2/FIo2, 66. Esses dados demonstram um perfil de paciente mais grave do que o de outras coortes com taxas de mortalidade semelhantes, e comparável à gravidade encontrada em coortes com taxas de mortalidade mais altas. Essa comparação também é mostrada na Tabela 5.
 
Outro aspecto importante de nossa série foi a anticoagulação. Todos os pacientes foram mantidos ou iniciaram anticoagulação durante a canulação. No entanto, 33,3% deles tiveram sangramento grave (definido como sangramento clinicamente evidente que foi fatal, ou associado a uma redução no nível de hemoglobina de 2 g/dL, ou associado à necessidade de transfusão de pelo menos duas unidades de concentrado de hemácias), incluindo 3 casos de AVC hemorrágico letal (representando 10% da amostra e 30% dos óbitos), enquanto 23,3% apresentaram trombocitopenia grave, levando à suspensão da anticoagulação em 53,3% dos casos. No entanto, apenas 1 paciente apresentou coagulação no circuito que exigiu sua substituição e não houve diagnóstico de trombose clínica, como trombose venosa profunda ou tromboembolismo pulmonar após a canulação. Esses dados divergem muito dos dados da literatura. Ripoll et al.(15) encontraram em seu estudo observacional a ocorrência de trombose em 66,7% de 30 pacientes com COVID-19 em ECMO-VV mesmo sem coagulação no circuito. Ressalta-se, entretanto, que essa diferença pode ser decorrente de seu diagnóstico ativo,(15) algo que não foi realizado em nossa série. Especificamente, a ocorrência de AVC hemorrágico no relatório da ELSO variou de 5% a 7% entre os grupos.(6) A Tabela 5 também mostra a comparação da ocorrência de complicações de coagulação e anticoagulação entre nosso estudo e quatro outras coortes.(7-9,12) Embora as diretrizes da ELSO ainda indiquem o uso de anticoagulação em ECMO-VV,(5,16) há uma tendência atual de usar menos anticoagulação, embora não haja contraindicação formal para isso.(17) Os resultados da nossa série corroboram essa tendência.
 
Como o presente estudo é uma série de casos, as principais limitações estão relacionadas ao próprio desenho do estudo. As séries de casos, por serem estudos observacionais, mas principalmente por não possuírem grupos de comparação, estão especialmente sujeitas a vieses, sendo o viés de seleção o mais relevante. Nosso estudo também é retrospectivo, o que acaba contribuindo para essa limitação. Outro fator importante a ser mencionado foi a situação atípica imposta pela pandemia que gerou falta de recursos; portanto, a disponibilidade de máquinas, membranas e circuitos de ECMO era limitada, o que exigia uma tomada de decisão extremamente criteriosa antes da canulação de um paciente.
 
Em conclusão, apresentamos nossa experiência de 30 casos de pacientes com COVID-19 submetidos à ECMO-VV. Embora nossos pacientes tivessem um perfil altamente grave, obtivemos resultados semelhantes aos de outros estudos de coorte na literatura. Isso demonstra que a ECMO-VV pode ser uma boa ferramenta mesmo em uma situação de pandemia quando administrada em um centro experiente.
 
CONTRIBUIÇÃO DOS AUTORES
 
FAD e FLF co-supervisionaram o estudo. LMCRB e GNA: coleta de dados e redação do manuscrito. GBFD: coleta de dados. DI e LMCRB: análise dos dados. Todos os autores participaram ativamente da concepção do estudo e revisão do manuscrito, bem como aprovaram a versão final do manuscrito.
 
CONFLITOS DE INTERESSE
 
Nenhum declarado
 
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