重型與危重型新型冠狀病毒肺炎患者呼吸支持策略與選擇

魏嬌娜 晁靈善 閻錫新

河北醫科大學第二醫院呼吸與危重癥醫學一科,石家莊050000

在新型冠狀病毒肺炎 (COVID-19)的救治過程中,重型、危重型患者的救治一直是最關鍵、最復雜的環節,適當氧療與呼吸支持技術是降低病死率的關鍵。選擇呼吸支持策略時應以有效改善氧合狀況并兼顧肺保護為核心原則。研究表明,173 例重癥COVID-19 患者中接受呼吸支持治療的比例很高,分別有71.1%、32.4%、14.5%和2.9%的患者接受了吸氧、無創通氣、有創通氣和體外膜肺氧合 (extracorporeal membrane oxygenation,ECMO)治療[1]。把握不同呼吸支持治療的應用時機,將有助于提高COVID-19的救治成功率,降低重癥患者病死率。

1 全面評估病情,預測病情轉歸,策劃氧療計劃

與嚴重急性呼吸綜合征 (severe acute respiratory syndro me,SARS)相比,重癥COVID-19 病情進展更快,救治難度更大。對138例COVID-19的流行病學調查發現,首發癥狀至呼吸困難的中位時間為5 d,至ARDS的中位時間為8 d,至轉入ICU 的平均時間為10 d[2]。部分患者早期癥狀不嚴重,肺部炎癥進展也比較緩慢,但病情可能突然惡化,在極短時間內進展為危重型,部分患者甚至出現猝死,其中也不乏無基礎病的年輕患者。目前對于這些患者病情急轉直下的原因尚不明確,可能是新型冠狀病毒進入人體后觸發了炎癥風暴,引發多臟器功能障礙。尤其是并發病毒性心肌炎時,可在短時間內出現血流動力學異常以及惡性心律失常,病死率極高。新型冠狀病毒S蛋白與血管緊張素轉化酶2受體的親和力是嚴重急性呼吸綜合征病毒的10～20倍,傳播能力更強[3]。且血管緊張素轉化酶2受體在肺臟、肝臟、心臟、腎臟、腸道等多部位表達[4]。對于重癥COVID-19患者,新型冠狀病毒對肺臟的攻擊往往只是早期表現,隨后可引起肺外多臟器損傷,進一步加大救治難度。

因此,早期識別出重癥患者,同時防止普通型患者進展為重型或危重型至關重要。對于持續高熱、高齡、有嚴重基礎疾病的普通型患者應引起重視,警惕其發展成重癥[5]。有高危因素的普通型患者,即使缺氧情況沒有特別嚴重,也應作為重癥管理。對于呼吸頻率增快 (≥30次/min),呼吸窘迫進行性加重,經氧療后氧合改善不明顯的患者也多提示有病情進展[6]。此外,實驗室指標的監測也是預警病情變化的重要手段。《新型冠狀病毒肺炎診療方案 (試行第八版)》指出,成人重型、危重型臨床預警指標有組織氧合指標惡化或乳酸進行性升高,外周血淋巴細胞計數進行性降低或外周血炎癥標記物如IL-6、C-反應蛋白、鐵蛋白等進行性上升,D-二聚體等凝血功能相關指標明顯升高,以及肺內病變在短期內迅速進展[6]。另外,監測血中性粒細胞與淋巴細胞比值、肌鈣蛋白、利鈉肽、降鈣素原、乳酸脫氫酶等指標也有助于早期發現重癥COVID-19患者[1,7-9]。

對于重癥COVID-19 患者,早期積極氧療至關重要。需根據患者缺氧程度個體化選擇最佳呼吸支持方式,把握好氣管插管時機并做好防護,避免延遲機械通氣的不良預后。輕度缺氧的COVID-19 患者,Pa O2/吸入氧濃度(fraction of inspiration O2,Fi O2)在200～300 mm Hg(1 mm Hg=0.133 k Pa)時,可選用鼻導管、面罩吸氧或經鼻高流量氧療 (high-flow nasal cannula oxygen therapy,HFNC),并及時評估呼吸窘迫和/或低氧血癥是否緩解[10]。而對于重癥COVID-19并發ARDS的病例,Pa O2/Fi O2＜200 mmHg時,臨床表現多為頑固性低氧血癥,普通氧療難以奏效,常需要進行機械通氣。

2 準確測算HFNC吸入氧濃度與氧合指數,關注患者呼吸肌功能

與普通氧療相比,HFNC 不僅能顯著改善氧合,還能夠降低低氧性呼吸衰竭患者的氣管插管率和病死率[11-12]。在COVID-19的救治中,HFNC 主要用于治療沒有緊急氣管插管指征、生命體征相對穩定的輕中度低氧性呼吸衰竭患者,對于高碳酸血癥型呼吸衰竭應用較少[13]。研究表明,HFNC 可 用 于 治 療Pa O2/Fi O2≥200 mm Hg 的 重 型COVID-19患者,而Pa O2/Fi O2＜200 mm Hg 時,治療失敗風險較大[14]。應用HFNC 治療過程中,不能單純依靠Sa O2評估HFNC療效。Sa O2反映缺氧并不敏感,只有當Pa O2降至60 mmHg以下時Sa O2才會顯著減少,因此有掩蓋病情的潛在危險。特別是對于呼吸衰竭持續時間較長,肺部病變范圍較大,且病情進展快速的重癥COVID-19患者,單純通過監測Sa O2水平無法及時獲得患者病情變化的信息。隨著病程延長,呼吸肌疲勞,可能出現病情突然惡化而必須進行緊急氣管插管的情況,在疫情形勢下會增加救治難度。因此,應綜合判斷患者的生命體征、呼吸運動形式及血氣分析結果,避免因監測或評估不足而導致插管延遲。若短時間 (1～2 h)內出現呼吸頻率下降、Sa O2上升和Fi O2降低,說明HFNC治療有效,可以繼續應用;反之則說明患者狀態惡化,此時,也可嘗試提高氣體流量及Fi O2繼續觀察,但若上述指標仍未見好轉應及時更換為更高級別的呼吸支持方式[6]。尤其是病情比較嚴重或出現呼吸肌無力時應及時改為有創機械通氣,避免過度依賴HFNC。有研究表明,HFNC 治療1 h后呼吸頻率仍高于30次/min,需要插管的風險則明顯增高[15]。有學者將治療12 h后ROX 指數 (即Sp O2/Fi O2與呼吸頻率比值)≥4.88作為預測HFNC成功的重要指標[16]。另一項回顧性研究顯示,HFNC 治療失敗后,在48 h內氣管插管患者的ICU 病死率比48 h后再插管的ICU 病死率更低 (39.2%比66.7%),且拔管成功率更高 (37.7%比15.6%),差異有統計學意義[17]。

3 無創正壓通氣 (non-invasive positive pressure ventilation,NPPV)不作為HFNC失敗必須選擇,以免延誤插管時機

對于重癥COVID-19并發ARDS患者,Pa O2/Fi O2在150～200 mm Hg 時,可 嘗 試NPPV 治 療[10]。考 慮 到HFNC 治療失敗的COVID-19 患者病情已有進展,而NPPV 有較多患者不耐受且治療失敗率也較高,故不建議HFNC治療失敗患者過渡為NPPV[18]。應用NPPV 治療的患者需神志清楚,能主動配合,氣道分泌物不多且血流動力學穩定。NPPV 在因重癥肺炎導致的ARDS的臨床應用上一直存在較大爭議,爭議的焦點主要集中在NPPV 的安全性和有效性方面。Han等[19]分析了27例接受NPPV 治療的SARS患者的血氣特征和短期預后,結果表明NPPV治療1 h后Pa O2、Pa O2/Fi O2可顯著升高,但在治療過程中6例患者 (22%)出現明顯肺氣壓傷。這說明NPPV 雖在一定程度上能改善氧合,但過強的自主呼吸可能導致ARDS患者肺損傷加重。另外,不同研究中NPPV 的治療效果差異較大,可能與導致低氧性呼吸衰竭的病因不同相關。20例SARS并發急性呼吸衰竭的患者接受NPPV 治療后,14例 (70%)患者避免了氣管插管[20];而中東呼吸系統綜合征 (Middle East respiratory syndr o me,MERS)患者肺部損傷程度較重,NPPV 失敗率也較高。多中心回顧性研究發現,接受NPPV 治療的100例MERS患者中有63例死亡[21]。除此以外,疫情暴發嚴重地區,醫護人員短缺,難以提供高質量的無創呼吸機管理,在一定程度上也限制了NPPV 的使用。在臨床實踐中,往往還存在過度使用NPPV 而導致氣管插管延遲的情況。NPPV 治療失敗是導致ARDS 患者ICU 死亡率增加的獨立危險因素[22],NPPV 失敗患者的病死率高可能與延遲氣管插管有關[23]。因此,NPPV 通常不作為糾正COVID-19患者呼吸衰竭的一線選擇,建議可以短時間 (1～2 h)試用,病情無改善時及時氣管插管。NPPV 治療低氧性呼吸衰竭失敗的常見高危因素有:休克;代謝性酸中毒;多臟器功能衰竭;Pa O2/Fi O2≤147 mm Hg;NPPV 治療1 h后Pa O2/Fi O2≤175 mm Hg;簡化急性生理學評分 (SAPSⅡ)＞34分;潮氣量＞9.5 ml/kg;PaCO2增高;呼吸頻率＞30次/min[24]。

4 重癥ARDS的COVID-19患者應盡早應用有創通氣策略

對于Pa O2/Fi O2＜150 mmHg或HFNC和NPPV 治療失敗的COVID-19患者應首選有創機械通氣[10]。考慮到重癥COVID-19患者低氧血癥的臨床表現不典型,不應單純把Pa O2/Fi O2是否達標作為有創機械通氣的指征,而應結合患者的臨床表現和器官功能情況實時進行評估[6]。尸檢結果顯示,危重癥COVID-19的肺臟病理表現呈ARDS樣改變[25]。所以進行有創機械通氣時,應采用肺保護性通氣策略,即小潮氣量 (6～8 ml/kg理想體質量)和低水平氣道壓 (平臺壓≤30 c mH2O,1 c mH2O=0.098 k Pa)以減少呼吸機相關肺損傷。多中心研究得出,與常規潮氣量通氣組比較,小潮氣量通氣組ARDS 患者病死率顯著降低[26]。但Terragni等[27]發現,大約1/3 的嚴重ARDS 患者,盡管用6 ml/kg的潮氣量和＜30 c m H2O 平臺壓通氣,仍有部分肺泡存在過度膨脹。由于ARDS存在廣泛肺泡塌陷及肺水腫,單純吸氧很難改善低氧血癥,所以應給予適當水平的呼氣末正壓 (positive end-expiratory pressure,PEEP)防止呼氣末肺泡塌陷,糾正缺氧狀態。但在臨床實踐中很難找到最佳PEEP 的平衡點,如何個體化設置PEEP也不明確。PEEP過低不足以維持肺泡的開放,而過高又可能使肺泡過度牽張,加重肺損傷。meta分析結果顯示,高水平PEEP (12～15 c m H2O)能降低中重度ARDS患者的病死率,但可能會增加輕度ARDS 患者的病死率[28]。在保證氣道平臺壓≤35 c m H2O 時,可適當采用高PEEP,并且允許一定程度的高碳酸血癥。可依據最佳氧合法或Fi O2-PEEP對應表設定PEEP。還可以根據肺的可復張性調節PEEP,將呼吸機的PEEP 從5 c m H2O 增加到15 c m H2O,15 min后評價Pa O2/Fi O2是否改善、PaCO2是否下降以及肺順應性是否改善,滿足2條即可認為肺具有可復張性[29]。對于肺泡可復張性較差的患者,建議給予低水平PEEP設置;相反,應給予高水平PEEP設置。

5 俯臥位通氣可以明顯提高COVID-19救治成功率

鑒于COVID-19合并ARDS 患者肺損傷的不均一性,建議Pa O2/Fi O2持續小于150 mm Hg的重癥患者采用俯臥位通氣治療[10]。當患者從仰臥位轉到俯臥位通氣時,液體由于重力作用得到良好引流,促進背部肺泡復張,可顯著改善氧合和糾正高碳酸血癥。國內一項對30例COVID-19并發ARDS患者的分析顯示,俯臥位通氣可有效改善早期ARDS患者氧合,且恢復仰臥位后氧合改善持續存在[30]。Pan等[31]通過對12例重癥COVID-19患者俯臥位通氣前后相關指標分析發現,俯臥位通氣可改善嚴重COVID-19患者的肺可復張性,并首次提出一種基于力學的指標——R/I比 (recr uit ment-to-inflation ratio,簡稱R/I比)。通過這一指標來衡量肺部對壓力的反應,比值越高,代表肺可復張性越好。因此,積極早期實施俯臥位通氣刻不容緩。一項多中心隨機對照研究表明,俯臥位通氣12 h/d不但能改善氧合,還可降低重癥ARDS 患者的病死率[32]。meta分析也顯示,俯臥位通氣時間與病死率呈一定的負相關[33]。因此,推薦對于常規通氣后未能改善氧合的重度COVID-19患者,尤其病變呈不均一分布時,進行12 h/d以上的俯臥位通氣。

6 ECMO 支持治療對于ARDS的COVID-19患者本身沒有禁忌證

若是上述呼吸支持治療失敗,應盡快考慮ECMO 進行挽救治療。ECMO 在維持氧合和通氣的同時,能實現肺休息和保護,可以為損傷肺的修復贏得時間和機會。使用ECMO 時應最大程度地避免或減少呼吸機相關肺損傷的發生,建議采用 “超保護性肺通氣”策略或 “肺休息通氣”策略[34]。2009年的一項研究顯示,應用ECMO 的68 例H1 N1重癥患者,高比例 (71%,48例)恢復[35]。嚴重低氧血癥的MERS患者應用ECMO 治療也可降低35%的院內死亡率[36]。有專家認為對于重度ARDS患者來說,越早使用ECMO 可能有更好的預后。但另一篇文章提出,COVID-19患者在使用ECMO 期間,外周血淋巴細胞進一步減少且IL-6也會顯著升高,故不鼓勵使用ECMO,即便是在應用ECMO 時也建議密切監測淋巴細胞和IL-6 等指標[37]。目前多版本診療方案均詳細給出了ECMO 治療指征及禁忌證,有利于指導臨床應用[6,10,34]。近些年ECMO在我國發展迅速,在此次COVID-19危重患者的救治中也起到了重要作用,也有成功撤機的病例。不過,ECMO 不是起死回生的神器,不應過度夸大ECMO 的療效。ECMO在COVID-19應用指征方面無絕對禁忌,團隊經驗更為重要。面對COVID-19疫情,各省都在整合優勢醫療資源,最大限度滿足危重患者需要,這無疑對我國ECMO 技術開展有積極促進作用。

現有的臨床證據表明,雖經上述呼吸支持技術積極救治,但重癥COVID-19患者的病死率仍然較高。對191 例COVID-19患者的死亡因素分析顯示,接受無創通氣的26例COVID-19患者中,24例 (92%)死亡;接受有創機械通氣的32例患者中,31例 (97%)死亡;接受ECMO 治療的3例患者均死亡[9]。對52例危重癥COVID-19患者的特征分析顯示,有32 例 (62%)危重癥患者在28 d內死亡,接受有創機械通氣患者的死亡率為86% (19/22),接受ECMO 患者的死亡率為83% (5/6)[38]。有幾點原因可以解釋這種情況。一方面,COVID-19 是一種新的疾病,早期缺乏對其臨床特征及致病機制的了解;另一方面,在救治過程中,可能存在對呼吸支持方式的選擇及應用時機把握不準的情況,且機械通氣及ECMO 相關并發癥多,與預后不良有關;此外,重癥患者往往合并多臟器功能障礙,死亡原因可能不是單一ARDS導致,炎癥風暴也多存在于重癥患者中,可引發多臟器衰竭,一旦啟動,阻斷就十分困難。

隨著對COVID-19的認知逐步加深,相信我們能夠根據不同患者疾病嚴重程度與進展,更準確地選擇合適的呼吸支持策略,掌握適當治療時機,從而提高重癥患者的救治成功率。

利益沖突 所有作者均聲明不存在利益沖突