术前心肺运动试验（CPET）在晚期心力衰竭手术治疗前的预后评估方面的应用已得到很多验证，但其在左室辅助装置（LVAD）术后预后评估中的作用一直没有得到证实。VE/VCO₂斜率是CPET的重要指标，其与右心室（RV）功能表现具有直接的病理生理学联系。此项研究发现术前VE/VCO₂斜率升高是术后死亡率的预测因素，与术后右室功能失调的临床和血流动力学指标有关。

LVAD支持已成为晚期心力衰竭，且不适合进行心脏移植患者治疗的基础。LVAD植入后患者总生存率持续改善，1年生存率为83%，2年生存率为80%。尽管生存率有所提高，但LVAD相关并发症仍然是该技术的一个限制因素。尤其是右室功能失调和右心室功能衰竭（RVF）常常使LVAD植入复杂化，并能增加发病率和死亡率。由于RVF的定义不同，LVAD后RVF的发生率为5%-60.7%。

心肺运动试验（CPET）是晚期心力衰竭患者术前风险分层的主要方法。VE/VCO₂斜率，也称为通气效率，是分钟通气量（VE）与二氧化碳（VCO₂）生成量的比值。VE/VCO₂斜率＞36与中短期风险升高有关，可用于明确晚期心力衰竭治疗的时机。VE/VCO₂斜率＞36意味着通气分级从II级转变至III级，2年主要不良事件风险从约15–30%增加一倍。VE/VCO₂斜率升高与心衰人群三尖瓣环平面收缩偏移（TAPSE）和右室射血分数的降低有关。

此项研究假设LVAD植入前VE/VCO₂升高将预测植入后RVF、RVAD需求和死亡率。

患者人群和研究终点

筛选来自华盛顿医院，2009年9月至2019年2月期间接受CPET评估的所有患者的气体交换和运动指标数据。后患者接受LVAD植入。对这些患者进行超声心动图和血流动力学评估，以明确RV功能不全、总体发病率和死亡率。采用INTERMACS对RVF的定义：患者必须有右心压力升高的体征和临床症状，然后根据血管张力和/或吸入性肺血管扩张剂支持的使用时间以及RVD支持的需求，或死亡来明确RVF严重程度。RVF被分为四级，轻度（血管张力药物应用≤7天）；中度（8–14天）；重度（血管张力药物应用≥14天，和/或肺血管扩张剂应用≥48h）；或急性重度（因RVF需要RVAD和/或死亡）。

主要终点是急性重度RVF的发生率。次要临床终点包括全因死亡和住院结局。次要血流动力学终点包括RV功能障碍的指标，包括中心静脉压（CVP）升高；右心房压/肺毛细血管楔压（RA/PCWP）升高，>0.63；肺动脉脉动指数（PaPI）<2；RV射血做功指数（RVSWI）<0.3 mmHg×L/m²。次要超声心动图终点包括RV功能障碍的评估，包括TAPSE、RV大小和三尖瓣返流（TR）程度。

2009年9月至2019年2月，570例患者接受了CPET检测。平均年龄55±13岁，男性占66%，黑人占62%。140例患者最终转诊至晚期心力衰竭项目，70例患者接受LVAD植入。LVAD患者平均年龄56±12岁，男性占70%，黑人占71%。与未接受LVAD的患者相比，接受者运动中峰值运动负荷较低（91±39W vs 104±47W，p=0.02），VO_2peak较低（11.9±3.7 ml/kg/min vs 14.1±5.9 ml/kg/min，p=0.001），VE/VCO₂斜率较高（40.1±9.7 vs 35.3±19.2，p=0.04）。（表1）通气III级或以上（VE/VCO₂斜率≥36，n=43）的患者在年龄、性别、种族以及主要共病方面与VE/VCO₂斜率<36（n=27）者相似，不过通气分级较高者糖尿病（42% vs 15%，p=0.02）、冠心病（47% vs 22%，p=0.05）发生率较高，INR较高（1.3±0.2 vs 1.2±0.1，p=0.04），及白蛋白水平较低（3.1±0.6 vs 3.4±0.4，p=0.01）。两组患者CPET至LVAD植入的时间间隔类似（469±547天vs 566±797天，p=0.55）。

2.1 临床终点

与VE/VCO₂斜率<36的患者相比，VE/VCO₂斜率≥36的患者死亡率较高（30.2% vs 7.4%，p=0.02）。Kaplan-Meyer分析显示，VE/VCO₂斜率升高的患者的累积死亡率为17%，而VE/VCO₂斜率较低者的累积死亡率为4%，存活曲线随时间继续分离（p=0.11）（图1）。VE/VCO₂斜率升高者发生急性严重或严重RVF的几率更大，分别为9.3%和32.6%（图2）。在LVAD植入后的入院指数方面，与VE/VCO₂斜率<36的患者相比，VE/VCO₂斜率升高的患者更可能出院参加康复（58.5% vs 26.9%，p=0.01），出院回家的可能性更小（31.7% vs 73.1%，p<0.001）。ROC曲线分析显示VE/VCO₂斜率=50可以预测RHF造成的RV机械支持或死亡，灵敏度为75%，特异度为90%，曲线下面积（AUC）为0.84。相反，VO_2peak与主要终点（AUC 0.36）相关性较差（图4）。

2.2 血液动力学终点

与VE/VCO₂斜率较低者相比，VE/VCO₂斜率≥ 36的患者CVP较高（11.2±6.1 vs 6.0±4.8 mmHg，p=0.007），RA/PCWP较高（0.85±0.44 vs 0.52±0.40，p=0.02），PaPI较低（2.6±1.7 vs 6.2±5.8，p=0.007）（图5a）；CVP>15（35% vs 6%，p=0.06），RA/PCWP≥ 0.63（65% vs 19%，p=0.008）和PAPI≤ 2（57% vs 13%，p=0.008）的机率更大（图5b）。两组患者LVAD植入到RHC的时间类似（262±285天 vs 215天±190天，p=0.57）。

相反，根据VO_2peak是否＞12 ml/kg/min对患者进行分层，两组之间的CVP或RA/PCWP没有差异，RA/PCWP>0.63或PAPI<2的比例也没有差异（图5a，b）。

2.3 超声心动图终点

VE/VCO₂斜率＞36与几个代表RV功能障碍的超声心动图指标相关。与VE/VCO₂斜率较低者相比，VE/VCO₂斜率≥36的患者平均TAPSE较低（7.5±3.2 mm vs 10.8±3.5 mm，p=0.008），RV扩张更明显（5.0±0.8 cm vs 4.6±0.6 cm，p=0.62），左室舒张末内径（LVEDD）较小（5.8±1.1 cm vs.6.3±1.1 cm，p=0.002），三尖瓣反流更严重（1.0±0.5 vs.0.7±0.2，p=0.04）（图6）。两组之间相对于LVAD植入时间的TTE没有差异（64±2天vs.73±27天，p=0.59）。

此项研究评估了常规CPET指标VE/VCO₂斜率对LVAD后并发症发生率和死亡率的预测作用。主要结果如下：（1）术前VE/VCO₂斜率升高可预测LVAD后临床右心衰，和RV功能障碍的血流动力学和超声心动图证据；（2）VO_2peak没有与VE/VCO₂斜率相似的预后评估能力。

LVAD植入后，右心室发生了一些解剖和功能变化，可加剧右室功能失调。右室功能与术后右室形态及室间隔位置的改变密切相关，LVAD植入被认为是RF功能失调的一种机制。此外，LVAD支持后右室前负荷增加可能对于已发生功能障碍的RV来说是一个负担，并可能导致三尖瓣环扩张，加重三尖瓣返流。此项研究表明升高的VE/VCO₂斜率不仅能够预测临床RVF，也与RV功能失调相关的血流动力学和结构性指标有关。

LVAD植入术后的右心室功能不全和右心衰竭仍然是并发症和死亡的主要原因，因此早期识别高危患者至关重要。早期识别RVF，最好是在LVAD植入前，可以减轻患者术后RV重塑，改善预后。

术前VE/VCO₂斜率升高是术后死亡率和急性严重RVF的预测指标，并与术后临床、超声心动图和血流动力学指标相关。有必要进行前瞻性研究，以明确VE/VCO₂斜率对LVAD后患者结局的影响。

本文由北京大学第三医院心内科宋燕新翻译整理，转载请注明出处和作者。

原文：Grinstein J, Sawalha Y, Medvedofsky DA, et al. VE/VCO2 slope predicts RV dysfunction and mortality after left ventricular assist device: a fresh look at cardiopulmonary stress testing for prognostication. J Artif Organs. 2021. doi: 10.1007/s10047-021-01261-9.

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