Introduction The use of extracorporeal membrane oxygenation (ECMO) during lung transplantation remains controversial. In our previous experience, ECMO was employed only in unstable or high-risk patients. Since 2020, our strategy has shifted toward the routine use of ECMO in all bilateral lung transplantations. Aim of the study The primary aim of this study was to compare surgical and postoperative outcomes between two different ECMO management strategies (wait and see VS a priori ECMO). Secondary aims included identifying predictors of intraoperative ECMO requirement, analyzing post discharge survival and evaluating the incidence of chronic lung allograft dysfunction (CLAD) across different approaches. Materials and methods This was a single-center retrospective study including 183 patients who underwent bilateral lung transplantation at Thoracic Surgery Unit of the University Hospital of Padua between 2015 and 2022. Single lung transplant, re-transplantations and patients already on ECMO as a preoperative bridge were excluded. Patients were ini Patients were initially stratified into three groups based on intraoperative ECMO use: no ECMO (n-ECMO), unplanned ECMO (u-ECMO), and planned default ECMO (p-ECMO). For counterfactual and weighted survival analyses, patients were grouped into two main categories: “wait-and-see” (n-ECMO + u-ECMO) and “p-ECMO.” To reduce selection bias and baseline differences between groups, a propensity score was estimated using the Covariate Balancing Propensity Score (CBPS) method and applied through Average Treatment Effect on the Controls (ATC) weighting. Survival was analyzed using weighted Kaplan–Meier curves and Cox proportional hazards models, while CLAD incidence was assessed using Fine–Gray competing-risk models with death as a competing event. Finally, a LASSO model was used to identify risk factors associated with the need for ECMO placement. Results After propensity score weighting, groups were well balanced for major clinical and functional covariates. Planned ECMO (p-ECMO) was associated with a significantly reduced risk of mortality compared with the wait-and-see strategy (HR 0.37; 95% CI 0.22–0.62; p < 0.001). Among patients initially managed with a wait-and-see approach, unplanned intraoperative ECMO showed a trend toward worse survival (HR 1.72; p = 0.055); in the adjusted multivariable model, unplanned ECMO was significantly associated with increased mortality (HR 2.55; 95% CI 1.24–5.25; p = 0.011). Post-discharge survival was higher in the p-ECMO group, with a 1-year survival probability of 88% and a 5-year survival of 64%. Fine–Gray analysis showed no significant differences in cumulative CLAD incidence between groups (sHR 1.2; p = 0.588). Risk factors associated with increased likelihood of ECMO placement included acute or chronic renal failure (OR 2.081), oxygen therapy requirements greater than 2 L/min (OR 2.008), use of ex vivo lung perfusion (EVLP) (OR 1.991), and low cardiac index at preoperative catheterization (OR 1.865). Conclusion Planned ECMO use during bilateral lung transplantation is associated with significantly improved postoperative and post-discharge survival compared with conservative strategies or unplanned ECMO. Unplanned ECMO likely reflects greater clinical severity and is associated with poorer outcomes. No significant differences in CLAD incidence were observed among the different approaches. These findings support the adoption of planned ECMO as a favorable perioperative management strategy in patients undergoing bilateral lung transplantation.

L’uso della ECMO (Extracorporeal Membrane Oxygenation) durante il trapianto polmonare rimane oggetto di dibattito. Nella nostra esperienza passata, l’ECMO era impiegato solo in pazienti instabili o ad alto rischio. Dal 2020, la nostra strategia è diventata di un utilizzo di default dell’ECMO in tutti i trapianti polmonari bilaterali.Scopo dello studio L’obiettivo principale dello studio è confrontare gli outcomes chirurgici e post-operatori tra i due differenti approcci all’utilizzo dell’ECMO (wait-and-see vs ECMO a priori). Gli obiettivi secondari includono: identificare i fattori predittivi di necessità di ECMO intraoperatoria, analizzare la sopravvivenza post-ospedaliera e valutare l’incidenza di disfunzione cronica dell’allotrapianto polmonare (CLAD) nei diversi approcci. Studio retrospettivo monocentrico che ha incluso 183 pazienti sottoposti a trapianto polmonare bilaterale presso la U.O.C. di Chirurgia Toracica dell’Azienda Ospedale-Università di Padova dal 2015 al 2022. Sono stati esclusi i trapianti singoli, i re-trapianti e i pazienti già in ECMO come bridge preoperatorio. La popolazione è stata stratificata inizialmente in tre gruppi in base all’utilizzo intraoperatorio di ECMO: senza ECMO (n-ECMO), con u-ECMO e p-ECMO. Per le analisi controfattuali e di sopravvivenza pesata, i pazienti sono stati raggruppati in due categorie principali: “wait-and-see” (n-ECMO + u-ECMO) e “p-ECMO”. Per ridurre il bias di selezione e le differenze basali tra i gruppi, è stato stimato un propensity score mediante metodo CBPS, utilizzato per pesature di tipo Average Treatment Effect on the Controls (ATC). La sopravvivenza è stata analizzata tramite curve di Kaplan–Meier pesate e modelli di Cox, mentre l’incidenza di CLAD è stata valutata mediante modelli di Fine–Gray considerando la morte come evento competitivo.Infine mediante il modello LASSO è stato possibile selezionare i fattori di rischio che aumentano la probabilità di posizionamento di ECMO. Risultati Dopo la pesatura per propensity score, i gruppi erano bilanciati rispetto alle principali covariate cliniche e funzionali. La p-ECMO è risultata associata a una significativa riduzione del rischio di mortalità rispetto alla strategia wait-and-see (HR 0,37; IC 95% 0,22–0,62; p < 0,001). Nei pazienti inizialmente gestiti con approccio wait-and-see, la necessità di ECMO intraoperatorio non pianificato ha mostrato una tendenza a peggiorare la sopravvivenza (HR 1,72; p = 0,055), mentre nel modello multivariato aggiustato l’ECMO intraoperatorio non programmato è risultato significativamente associato a mortalità aumentata (HR 2,55; IC 95% 1,24–5,25; p = 0,011). La sopravvivenza post-ospedaliera è risultata superiore nel gruppo p-ECMO rispetto agli altri gruppi, con una probabilità di sopravvivenza a 1 anno del 88% e a 5 anni del 64%. L’analisi di Fine–Gray non ha evidenziato differenze significative nell’incidenza cumulativa di CLAD tra i gruppi (sHR 1,2; p = 0,588). Tra i fattori di rischio che aumentano la probabilità di posizionamento di ECMO sono stati individuati l’insufficienza renale acuta o cronica (OR 2.081), la necessità di ossigenoterapia maggiore di 2L/min (OR 2.008), l’utilizzo di EVLP (OR 1.991) e un basso indice cardiaco riscontrato al cateterismo preoperatorio (OR 1.865). Conclusioni L’uso programmato di ECMO durante il trapianto polmonare bilaterale è associato a un miglioramento significativo della sopravvivenza post-operatoria e post-ospedaliera rispetto a strategie conservative o ECMO non programmato. L’ECMO non pianificato riflette probabilmente una maggiore gravità clinica non riconosciuta e si associa a esiti peggiori. Non sono state osservate differenze significative nell’incidenza di CLAD tra i diversi approcci. Questi risultati supportano l’adozione di ECMO programmata come strategia favorevole nella gestione peri-operatoria dei pazienti sottoposti a trapianto

Utilizzo di ECMO intraoperatorio nei trapianti di polmone: analisi comparativa dei fattori di rischio, delle complicanze e degli outcomes.

SCHIENA, CHIARA ANNA
2023/2024

Abstract

Introduction The use of extracorporeal membrane oxygenation (ECMO) during lung transplantation remains controversial. In our previous experience, ECMO was employed only in unstable or high-risk patients. Since 2020, our strategy has shifted toward the routine use of ECMO in all bilateral lung transplantations. Aim of the study The primary aim of this study was to compare surgical and postoperative outcomes between two different ECMO management strategies (wait and see VS a priori ECMO). Secondary aims included identifying predictors of intraoperative ECMO requirement, analyzing post discharge survival and evaluating the incidence of chronic lung allograft dysfunction (CLAD) across different approaches. Materials and methods This was a single-center retrospective study including 183 patients who underwent bilateral lung transplantation at Thoracic Surgery Unit of the University Hospital of Padua between 2015 and 2022. Single lung transplant, re-transplantations and patients already on ECMO as a preoperative bridge were excluded. Patients were ini Patients were initially stratified into three groups based on intraoperative ECMO use: no ECMO (n-ECMO), unplanned ECMO (u-ECMO), and planned default ECMO (p-ECMO). For counterfactual and weighted survival analyses, patients were grouped into two main categories: “wait-and-see” (n-ECMO + u-ECMO) and “p-ECMO.” To reduce selection bias and baseline differences between groups, a propensity score was estimated using the Covariate Balancing Propensity Score (CBPS) method and applied through Average Treatment Effect on the Controls (ATC) weighting. Survival was analyzed using weighted Kaplan–Meier curves and Cox proportional hazards models, while CLAD incidence was assessed using Fine–Gray competing-risk models with death as a competing event. Finally, a LASSO model was used to identify risk factors associated with the need for ECMO placement. Results After propensity score weighting, groups were well balanced for major clinical and functional covariates. Planned ECMO (p-ECMO) was associated with a significantly reduced risk of mortality compared with the wait-and-see strategy (HR 0.37; 95% CI 0.22–0.62; p < 0.001). Among patients initially managed with a wait-and-see approach, unplanned intraoperative ECMO showed a trend toward worse survival (HR 1.72; p = 0.055); in the adjusted multivariable model, unplanned ECMO was significantly associated with increased mortality (HR 2.55; 95% CI 1.24–5.25; p = 0.011). Post-discharge survival was higher in the p-ECMO group, with a 1-year survival probability of 88% and a 5-year survival of 64%. Fine–Gray analysis showed no significant differences in cumulative CLAD incidence between groups (sHR 1.2; p = 0.588). Risk factors associated with increased likelihood of ECMO placement included acute or chronic renal failure (OR 2.081), oxygen therapy requirements greater than 2 L/min (OR 2.008), use of ex vivo lung perfusion (EVLP) (OR 1.991), and low cardiac index at preoperative catheterization (OR 1.865). Conclusion Planned ECMO use during bilateral lung transplantation is associated with significantly improved postoperative and post-discharge survival compared with conservative strategies or unplanned ECMO. Unplanned ECMO likely reflects greater clinical severity and is associated with poorer outcomes. No significant differences in CLAD incidence were observed among the different approaches. These findings support the adoption of planned ECMO as a favorable perioperative management strategy in patients undergoing bilateral lung transplantation.
2023
Intraoperative ECMO in lung transplatation: comparative analysis of support stategies, risk factors, complications and outcomes.
L’uso della ECMO (Extracorporeal Membrane Oxygenation) durante il trapianto polmonare rimane oggetto di dibattito. Nella nostra esperienza passata, l’ECMO era impiegato solo in pazienti instabili o ad alto rischio. Dal 2020, la nostra strategia è diventata di un utilizzo di default dell’ECMO in tutti i trapianti polmonari bilaterali.Scopo dello studio L’obiettivo principale dello studio è confrontare gli outcomes chirurgici e post-operatori tra i due differenti approcci all’utilizzo dell’ECMO (wait-and-see vs ECMO a priori). Gli obiettivi secondari includono: identificare i fattori predittivi di necessità di ECMO intraoperatoria, analizzare la sopravvivenza post-ospedaliera e valutare l’incidenza di disfunzione cronica dell’allotrapianto polmonare (CLAD) nei diversi approcci. Studio retrospettivo monocentrico che ha incluso 183 pazienti sottoposti a trapianto polmonare bilaterale presso la U.O.C. di Chirurgia Toracica dell’Azienda Ospedale-Università di Padova dal 2015 al 2022. Sono stati esclusi i trapianti singoli, i re-trapianti e i pazienti già in ECMO come bridge preoperatorio. La popolazione è stata stratificata inizialmente in tre gruppi in base all’utilizzo intraoperatorio di ECMO: senza ECMO (n-ECMO), con u-ECMO e p-ECMO. Per le analisi controfattuali e di sopravvivenza pesata, i pazienti sono stati raggruppati in due categorie principali: “wait-and-see” (n-ECMO + u-ECMO) e “p-ECMO”. Per ridurre il bias di selezione e le differenze basali tra i gruppi, è stato stimato un propensity score mediante metodo CBPS, utilizzato per pesature di tipo Average Treatment Effect on the Controls (ATC). La sopravvivenza è stata analizzata tramite curve di Kaplan–Meier pesate e modelli di Cox, mentre l’incidenza di CLAD è stata valutata mediante modelli di Fine–Gray considerando la morte come evento competitivo.Infine mediante il modello LASSO è stato possibile selezionare i fattori di rischio che aumentano la probabilità di posizionamento di ECMO. Risultati Dopo la pesatura per propensity score, i gruppi erano bilanciati rispetto alle principali covariate cliniche e funzionali. La p-ECMO è risultata associata a una significativa riduzione del rischio di mortalità rispetto alla strategia wait-and-see (HR 0,37; IC 95% 0,22–0,62; p < 0,001). Nei pazienti inizialmente gestiti con approccio wait-and-see, la necessità di ECMO intraoperatorio non pianificato ha mostrato una tendenza a peggiorare la sopravvivenza (HR 1,72; p = 0,055), mentre nel modello multivariato aggiustato l’ECMO intraoperatorio non programmato è risultato significativamente associato a mortalità aumentata (HR 2,55; IC 95% 1,24–5,25; p = 0,011). La sopravvivenza post-ospedaliera è risultata superiore nel gruppo p-ECMO rispetto agli altri gruppi, con una probabilità di sopravvivenza a 1 anno del 88% e a 5 anni del 64%. L’analisi di Fine–Gray non ha evidenziato differenze significative nell’incidenza cumulativa di CLAD tra i gruppi (sHR 1,2; p = 0,588). Tra i fattori di rischio che aumentano la probabilità di posizionamento di ECMO sono stati individuati l’insufficienza renale acuta o cronica (OR 2.081), la necessità di ossigenoterapia maggiore di 2L/min (OR 2.008), l’utilizzo di EVLP (OR 1.991) e un basso indice cardiaco riscontrato al cateterismo preoperatorio (OR 1.865). Conclusioni L’uso programmato di ECMO durante il trapianto polmonare bilaterale è associato a un miglioramento significativo della sopravvivenza post-operatoria e post-ospedaliera rispetto a strategie conservative o ECMO non programmato. L’ECMO non pianificato riflette probabilmente una maggiore gravità clinica non riconosciuta e si associa a esiti peggiori. Non sono state osservate differenze significative nell’incidenza di CLAD tra i diversi approcci. Questi risultati supportano l’adozione di ECMO programmata come strategia favorevole nella gestione peri-operatoria dei pazienti sottoposti a trapianto
ECMO
Lung transplant
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