Tout sur l’insuffisance rénale aiguë sous ECMO

L'oxygénation par membrane extracorporelle (ECMO) permet de sauver des patients présentant une insuffisance respiratoire et/ou cardiovasculaire grave. Deux configurations principales : (1) ECMO veino-artérielle (VA-ECMO) lors du choc cardiogénique réfractaire, voire combiné à une insuffisance cardiorespiratoire (mortalité hospitalière : 40 à 60 %), (2) l'ECMO veino-veineuse (VV-ECMO) pour une insuffisance respiratoire potentiellement réversible (mortalité hospitalière : 21 à 37 %.). Les effets indésirables de l’ECMO sont fréquents : insuffisance rénale aiguë (IRA), infections, thromboses, hémorragies. L'incidence de l'IRA sous ECMO varie de 26 à 85 % L'incidence estimée globale de l'IRA grave nécessitant une réanimation cardiovasculaire est de 45 %. L'IRA est plus fréquente en cas de VA-ECMO qu'en cas de VV-ECMO (61 % vs 46 %) et se manifeste le plus souvent dès le premier jour de l'ECMO.

Il est essentiel de comprendre l'impact de l'IRA, ses facteurs contributifs et les indications du traitement de substitution rénale (EER) pour éclairer la pratique clinique et concevoir de futures études sur la prévention et la gestion de ce groupe de patients à haut risque. Les mécanismes sous-jacents de l'IRA chez les patients traités par ECMO sont complexes et multifactoriels.

Facteurs liés au patient et à la pathologie

L'instabilité hémodynamique, un faible débit cardiaque, une pression intra-thoracique élevée, des agents néphrotoxiques, une hypoxémie sévère, une hypercapnie, une inflammation systémique/des effets à médiation immunitaire et un dérèglement neurohormonal peuvent contribuer à l'IRA avant la mise en place de l’ECMO. Lors de l’insuffisance cardiaque, le dysfonctionnement cardiaque, l'augmentation de la pression intra-abdominale et la congestion rénale, altèrent le flux sanguin rénal. L'insuffisance rénale aiguë peut également survenir dans le contexte d'autres complications : hémorragie, ischémie des membres, infection, coagulopathie.

Impact de la ventilation mécanique

La ventilation mécanique invasive est associée à une altération de l'hémodynamique et à la libération de cytokines pro-inflammatoires dont la concentration plasmatique est prédictive du développement de l'IRA et de la non-récupération rénale. L'augmentation de la pression positive d'expiration (PEEP) et/ou des volumes courants accroît la pression intra-thoracique, réduit le retour veineux, diminue le débit cardiaque et accentue la post-charge du ventricule droit, d’où une pression veineuse systémique élevée, une congestion veineuse et une réduction de la perfusion rénale. L’hypoxie et l’hypercapnie permissives peuvent diminuer le flux sanguin rénal.

Facteurs liés à l'ECMO

En VA-ECMO, le débit continu réduit la pulsatilité, ce qui peut compromettre le débit sanguin cortical rénal et induire une vasoconstriction systémique. Des facteurs liés au circuit concourent à l'IRA : hémolyse, rhabdomyolyse due à l'ischémie locale, hémorragie, micro-thromboses rénales et les complications liées à la canule (obstruction veineuse par mauvais positionnement, embolie de cholestérol, dissection aortique).

Facteurs d’IRA pendant l’ECMO

Age avancé, comorbidités, implantation tardive de l'ECMO, réduction de la fraction d'éjection ventriculaire gauche, transfusion peropératoire, taux élevé de lactate, taux élevé d'hémoglobine libre plasmatique, bilirubine élevée et rapport neutrophiles/lymphocytes élevé, doses élevées d’inotropes, vitesse de la pompe ECMO et durée de l'ECMO... Les vitesses de pompe élevées sont associées à l'hémolyse, à la destruction des leucocytes et des plaquettes et à l'activation du complément. Pour prévenir l'IRA associée aux pigments hémiques, le nombre de tours/minute de la pompe doit être limité afin d’éviter des pressions négatives excessives.

Indications de l’EER pendant l’ECMO

La surcharge liquidienne est très fréquente et associée à une mortalité plus élevée et à une durée prolongée de l'ECMO. La gestion (43 %) ou la prévention (16 %) de la surcharge liquidienne sont les principaux facteurs déclenchant l'instauration d'une EER pendant l'ECMO, suivis par l'IRA (35 %) et les troubles électrolytiques (4 %).

Quand instaurer la suppléance rénale sous ECMO ?

Les récents essais contrôlés randomisés n'ont non seulement pas réussi à démontrer les avantages en termes de survie de la stratégie d'initiation précoce par rapport à la stratégie standard, mais ont également montré une augmentation des dommages dans le groupe d'initiation précoce, notamment un risque accru de dépendance à la dialyse à 90 jours et d'événements indésirables. Par conséquent, le recours à l'EER doit être envisagé si le degré de surcharge liquidienne et les dérèglements métaboliques liés à l'IRA sont susceptibles de dépasser la capacité de compensation des reins, et si les mesures pharmacologiques (diurétiques, bicarbonate de sodium) ont peu de chances d'être efficaces. La 21ème réunion de l’Acute Dialysis Quality Initiative a conclu qu'il n'y avait pas de preuve d'un bénéfice pour l'utilisation préemptive de l'EER chez les patients traités par ECMO. Par conséquent, la décision d'initier une EER chez les patients sous ECMO doit être basée sur les indications absolues et relatives habituelles. Bien que des concentrations élevées de cytokines aient été mises en évidence chez des patients en IRA sous ECMO et qu'elles puissent être impliquées dans le dysfonctionnement de plusieurs organes, les preuves sont insuffisantes pour recommander une épuration sanguine en dehors du cadre de l'IRA. Par conséquent, il n'est pas recommandé de recourir à l’EER et/ou à l'hémo-adsorption dans le seul but d'éliminer les médiateurs pro- ou anti-inflammatoires pendant l'ECMO.

Techniques

Les options comprennent l’EER continue (EERC), l’EER intermittente prolongée (EERIP), l'hémodialyse intermittente (HDI) et la dialyse péritonéale. L'EERC et la dialyse péritonéale conviennent aux patients en instabilité hémodynamique, bien que l'EERC permette une gestion plus précise des fluides et des électrolytes. Par ailleurs, l’EERIP et l’HDI permettent des temps d'arrêt planifiés du circuit. Ces diverses techniques peuvent être directement intégrées au circuit ECMO. En choisissant l'EERC, n'importe quel mode d'épuration peut être fourni : ultrafiltration lente continue (SCUF), l'hémofiltration veino-veineuse continue (CVVH), l'hémodialyse veino-veineuse continue (CVVHD) et l'hémodiafiltration veino-veineuse continue (CVVHDF).

Il existe trois façons de pratiquer une EER avec l'ECMO : hémofiltre en ligne, connexion d'un dispositif d'EER au circuit de l'ECMO (système intégré), accès EER séparé du circuit de l'ECMO (système parallèle). Il existe peu d'études comparant l'efficacité des différentes techniques. Par rapport à la technique de l'hémofiltre en ligne, il a été démontré que l'intégration d'un dispositif d'EER dans le circuit d'ECMO permet une gestion plus précise des fluides. Une autre étude a également rapporté une durée de vie du filtre plus longue pour le système intégré par rapport à la technique parallèle. Pour ce qui est de la clairance, une étude récente a démontré une efficacité similaire pour la clairance des solutés et l'ultrafiltration entre les méthodes parallèle et intégrée.

Dosage des médicaments

L'ECMO et l’EER modifient la pharmacocinétique de médicaments tels que les antibiotiques et les sédatifs, mais on sait peu de choses sur le régime optimal pour les patients traités à la fois par ces deux techniques. En général, l'ECMO augmente le volume de distribution et réduit la clairance des médicaments. Le circuit d'ECMO peut agir comme un réservoir et redistribuer le médicament séquestré « dans » le patient, ce qui entraîne des effets prolongés, en particulier pour les médicaments lipophiles ayant un grand volume de distribution (voriconazole, propofol, fentanyl, midazolam). En revanche, la membrane et les tubulures de l'ECMO peuvent adsorber certains médicaments et réduire les concentrations plasmatiques. L’EER majore encore le risque de sous-dosage et de surdosage.

Devenir à court terme

IRA et l'EER sont indépendamment associées à la mortalité, mais augmentent-elles directement le risque de décès ou témoignent-elles simplement de la gravité de la maladie ? Les taux de mortalité hospitalière et/ou à 90 jours des patients atteints d'IRA et d'IRA sévère nécessitant une réanimation cardiovasculaire sous ECMO sont respectivement de 62,0 % et 68,4 %. La probabilité de décès à l'hôpital des patients sous ECMO et sous EER est trois fois plus élevée que celle des patients sans EER. Il est important de noter que la mortalité a diminué de > 20 % depuis 2016 par rapport aux données antérieures à 2015, probablement en raison d'une meilleure sélection des patients et des techniques.

Récupération rénale et résultats à long terme

Le pronostic rénal à long terme des survivants de l'ECMO est incertain. Des études antérieures ont montré des taux élevés de sevrage de l’EER à la sortie de l'hôpital, cependant, seuls 42 % des survivants d'une IRA de stade 3 ont eu une récupération rénale complète. Cependant, il convient de noter que la créatinine à la sortie de l'hôpital peut être faussement basse en raison de la perte de masse musculaire et de la malnutrition liées à une hospitalisation prolongée. Par conséquent, de faibles taux de créatinine sérique peuvent conduire à des résultats erronés du débit de filtration glomérulaire et induire les cliniciens en erreur, ce qui se traduit par un dosage inapproprié des médicaments et un suivi inadéquat.

Les survivants de l'IRA ont un risque accru de mortalité à long terme, d'insuffisance rénale terminale, d'insuffisance rénale chronique et d'une moins bonne qualité de vie. Cependant, seules quelques études ont exploré les résultats à long terme des patients traités par ECMO et souffrant d'IRA. Chez les enfants, deux grandes études sur l'ECMO ont rapporté indépendamment une expérience de 20 ans et n'ont montré aucune incidence d'insuffisance rénale terminale en l'absence de maladie rénale primaire. En revanche, l'analyse d'une cohorte de patients adultes ayant bénéficié d'une ECMO-VA a révélé une incidence de 85 % d'événements rénaux indésirables majeurs, dont le décès, l'insuffisance rénale terminale et la réduction du DFG à un an.

Conclusion

L'indication la plus fréquente de l’EER lors d’une ECMO est le contrôle des fluides. L'EER doit être mise en place lorsque la demande anticipée due à la surcharge liquidienne et aux dérèglements métaboliques dépasse la capacité des reins à compenser. Les modalités et les techniques de mise en œuvre de l'EER chez les patients sous ECMO dépendent des pratiques et de l'expertise locales. La mise en place d'une EER dans le cadre d'une thérapie de soutien multi-organique nécessite l'engagement d'une équipe multidisciplinaire depuis l'admission, en passant par la canulation de l'ECMO et l'initiation de l'EER, jusqu'après la sortie. Des recherches supplémentaires devraient déterminer la technique optimale pour combiner ECMO et EER, le dosage optimal des médicaments et le pronostic rénal à long terme.

Dr Bernard-Alex Gaüzère

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