机械通气治疗重症社区获得性肺炎所致呼吸衰竭研究进展

贾文婷，杨婷，徐思成

（新疆医科大学第一附属医院，新疆 乌鲁木齐）

0 引言

重症社区获得性肺炎(Severe community-acquired pneumonia,SCAP)是导致全球感染死亡的主要原因。近年来，尽管在病原学诊断、新型抗生素应用以及生命支持等方面取得了令人鼓舞的进展，但SCAP患者的死亡率仍居高不下。美国一项多中心前瞻性研究显示，肺炎年发病率为24.8/10000成人，发病率随着年龄的增长而升高[1]，这种表现在其他国家也有相同趋势[2,3]。据统计，ICU中SCAP患者病死率在18%以上[4,5]。目前为止，我国仍缺少与SCAP相关的年发病率和病死率数据。目前机械通气是治疗SCAP所致呼吸衰竭的有效的措施之一，其主要通过改善通气血流比例、增加血氧含量、提高氧分压等，为患者争取时间控制原发感染。本文就机械通气治疗SCAP研究进展进行综述如下。

1 SCAP的概述

1.1 SCAP的定义及诊断标准

CAP(Community-acquired pneumonia,CAP)是指在医院外罹患的感染性肺实质(含肺泡壁，即广义上的肺间质)炎症，包括具有明确潜伏期的病原体感染在人院后于潜伏期内发病的肺炎。SCAP是需要入住重症监护病房（ICU）或存在高死亡风险的肺炎。因病原学复杂，当患者免疫力低下、排痰能力下降或合并多种基础疾病时，CAP极易发展成为SCAP。根据2016年中华医学会呼吸病学分会关于重症CAP的诊断标准[6]：主要标准：(1)需要气管插管行机械通气治疗；(2)脓毒症休克经积极液体复苏后仍需要血管活性药物治疗。次要标准：(1)呼吸频率≥30次/min；(2)氧合指数≤250 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)；(3)多肺叶浸润；(4)意识障碍和(或)定向障碍；(5)血尿素氮≥7.14 mmol/L；(6)收缩压＜90mmHg需要积极的液体复苏。符合以上1项主要标准或≥3项次要标准者可诊断为重症肺炎。

1.2 SCAP的发病机制

过去认为SCAP的发病机制是病原体或毒素直接损害人体的相关靶器官，造成靶器官功能障碍。近年来的研究结果认为这种观点不够全面，SCAP的炎症反应是个复杂的过程，人体在肺部感染病原体诱导下产生炎症因子及抗炎因子（包括TNF-α，IL-1β，IL-6，IL-8，生长因子，黏附分子及IL-10，可溶性TNF-α受体，IL-1受体拮抗蛋白等），两者之间的平衡关系打破后，导致患者免疫功能失调、凝血功能障碍以及多器官功能损害等。目前为止，SCAP的发病机制仍不清楚。

2 机械通气在SCAP患者中的应用及研究进展

早在1832年，苏格兰人Dalziel制作第一台成型负压呼吸机，而呼吸机广泛应用于临床是在20世纪初脊髓灰质炎流行时，Driker-Shaw研制的“铁肺”应用后，大大降低了该病的死亡率，从此开启了机械通气时代。至今，机械通气应用于临床90余年，随着科技的进步、呼吸病理生理研究的不断深入及通气模式的多样化，现已成为目前全球最常用的呼吸支持技术。

SCAP患者致病病原体复杂多样，导致其病理生理学改变也千差万别，但出现肺通气、肺换气功能严重障碍时，该类患者均不能进行有效的气体交换，主要表现为严重的低氧血症、低二氧化碳血症及酸中毒，此时常常需要行机械通气治疗，以纠正或改善低氧血症及酸碱失衡酸中毒，缓解呼吸肌疲劳以及防治各个脏器功能损害。目前根据连接方式的不同，临床上将呼吸机分为有创机械通气（Invasive mechanical ventilation，IMV）和无创正压通气（Noninvasive positive pressure ventilation，NIPPV）两大类。近年来，学者们又陆续提出了新的通气方法，包括有创-无创序贯通气、液体通气、体外膜氧合、高频振荡通气、高流量湿化氧疗等。本文重点介绍3种常用的通气方式：无创正压通气、有创正压通气以及有创-无创序贯通气。

2.1 有创机械通气治疗SCAP

在治疗SCAP所致的呼吸衰竭上，IMV的使用比较普遍，它是通过经口/鼻气管插管或气管切开等方法建立人工气道，由呼吸机在吸气相施加一个较高的压力协助通气，在呼气相施加一个较低的压力使气道保持开放。这样产生的压力差，使气体容易进入肺泡，从而增加通气/血流比、减少肺泡残气量，同时降低呼吸做功并缓解呼吸肌疲劳。SCAP患者因为感染重、呼吸功能差，往往需要行长时机械通气，传统的呼吸支持，为使PaO2、PaCO2和动脉血pH达到正常水平，常常采用10～15mL/kg潮气量（VT）、高平台压的通气策略[7]。而大量研究表明，大潮气量容易造成低氧血症、肺泡水肿及顺应性降低等问题[8，9,11]。为降低治疗带来的损伤，科学家们提出了肺保护性通气及气道压力释放通气。

2.1.1 肺保护性通气

1998年Amato[9]等人发现，采取小潮气量(6mL/kg)、合适的PEEP、允许性高碳酸血症及限压通气模式治疗存在肺部损伤的ARDS患者，其28天的病死率显著下降。2000年Brower[10]等人的一项多中心前瞻性研究，对861例需要进行机械通气的急性肺损伤（ALI）/急性呼吸窘迫综合征（ARDS）患者进行随机分组，与传统通气（12mL/kg）组相比，小潮气量（6mL/kg）的机械通气组患者IL-6浓度降低，凝血障碍及循环衰竭等并发症的发生率减少，呼吸机使用时长缩短，并且死亡率也显著降低。Serpa[11]等人对20篇文章进行荟萃分析，在非ALI/ARDS患者中，保护性通气组1113例，常规通气组1090例，两组潮气量梯度为2-6mL/kg（理想体重），发现低潮气量的保护性通气在降低肺部感染发生率及病死率上有显著疗效。小潮气量通气主要以降低气道内压力，避免气压伤和呼吸机相关肺损伤。正因为如此，可能导致患者CO2潴留，使PaCO2达不到传统控制标准，但多数学者认为允许性高碳酸血症（PHC）几乎不会导致严重不良反应的发生[12]。Petridis[13]等人对12例合并蛛网膜下腔出血的ARDS患者给予PHC处理，并记录颅内压，发现PaCO2在50～60mmHg之间不会造成颅内压的升高，并且可以改善肺部情况。此外，合适的呼气末正压（PEEP）可维持肺泡开放，避免肺泡周期性开放和闭合造成的剪切力损伤，也减少了呼吸机相关性肺损伤。

目前认为的肺保护性通气策略均是基于小潮气量（6-8mL/理想体重），控制平台压（小于30-35cmH2O），合理的PEEP，允许性高碳酸血症等四个方面，这种通气策略也同样适用于SCAP患者，尤其在SCAP导致的ARDS的治疗上发挥了极大作用，但在小儿重症肺炎的治疗上尚无定论。在细李林[14]等人对小儿重症肺炎机械通气的研究中显示，小潮气量对于肺实变较轻患者有较好疗效，传统潮气量对于肺顺应性差的患者有较好疗效。

2.1.2 气道压力释放通气

1978年Downs[15]首次提出了气道压力释放通气（APRV）。目前其参数的设置尚未达成共识，目前大致包括高压水平（＜35cmH2O）、高压时间（2.5-6s）、低压水平及低压时间，旨在通过周期性的释放压力以避免肺泡过度扩张，并在整个呼吸周期中都允许患者自主呼吸。Andrews等人的研究发现，与行常规通气的成年创伤患者相比，早期行气道压力释放通气的患者发生ARDS的发病率（14.0%比1.3%）及死亡率（14.1%比3.9%）均显著下降[16]。这表明早期行气道压力释放通气可防止急性肺损伤的进展并降低ARDS的死亡率。此外，Kaplan[17]等人发现，在患者治疗前相似氧合指数的情况下，使用APRV较压力控制的反比通气患者在氧输送量、心脏指数、中心静脉压上均有明显改善，并减少了镇静药物和血管活性药物的使用。但Maung[18]对单中心361名创伤患者进行回顾性分析，并控制潜在混杂因素后发现，APRV组较使用自主呼吸试验的辅助控制容量通气组机械的通气时间明显延长。在过去的30年里，APRV的设置一直没有统一的认识，亦没有研究表明APRV与常规MV方式相比是有显著劣势[19]，对于APRV治疗SCAP还需广大临床工作者进一步研究探讨。

2.2 无创正压通气（NIPPV）治疗SCAP

NIPPV与有创通气的不同点在于NIPPV通过鼻罩或口鼻面罩等方式将病人与呼吸机相连，两者的通气原理并无二致。1998年Antonelli[20]等人的一项前瞻性随机试验提出NIPPV治疗低氧血症急性呼吸衰竭，该实验共纳入64名患者，将其随机分为无创通气组和常规通气组，结果发现在呼吸机设置相似的情况下，无创通气在改善气体交换方面与常规通气一样有效，并且插管相关并发症更少，住ICU时间更短。此后大大加速了NIPPV的推广，目前在AECOPD、急性肺水肿、免疫功能低下等多种病因导致急慢性呼吸衰竭的治疗上均有良好的疗效[21-23]，但在SCAP所致的呼吸衰竭治疗上仍有争议。Nicolini[24]的一项前瞻性的临床研究，对127例合并严重急性呼吸衰竭的SCAP患者进行NIPPV，发现它可以降低插管率和死亡率。大量研究也表明NIPPV治疗SCAP，不仅保留患者的咳嗽反射，减少插管时间，降低VAP发生率，而且还缩短住院时间及减少住院费用[25,26]。而Masclans[27]等人发现，在甲型H1N1流感引起的SCAP中，NIPPV与一开始就插管的患者相比死亡率相似。Rana[28]的研究指出，与接受有创通气治疗的患者相比，NIV失败的患者的死亡几率增加。这表明虽然NIPPV容易被患者接受，也降低了行IMV带来的肺损伤、VAP等并发症的发生率，但强调治疗的成功与较轻的病情、良好的药物治疗以及早期NIPPV有密切关系，其次若指征或操作把握不当会严重影响治疗效果。我们认为，由于NIPPV提供的呼吸支持达不到IMV水平，若患者病情过重或人机不同步，恐加重患者病情，导致不良预后。因此，要求临床医师能够及早识别患者病情恶化，严格掌握指征，改进操作技术，并及时终止NIPPV并切换成IMV以免贻误患者治疗。

2.3 有创-无创序贯通气治疗SCAP

自1992年Udwadia提出有创-无创序贯通气后，引起临床工作者的广泛关注，它主要是指急性呼吸衰竭患者行IMV后，在未达到拔管指征前，撤离IMV给予无创通气。由于这种通气策略不仅避免了长时间有创通气造成的VAP、VILI、呼吸机依赖及撤机困难等问题，而且缓解了NIPPV不能使呼吸支持功能达到ETI-MV水平的尴尬局面，充分发挥两者的优势。虽然这种通气策略已广泛应用于临床，但在治疗SCAP导致的呼吸衰竭上，国内外多为小样本的临床试验，大样本高质量的文献报道较少。徐思成[29]等人，对91例高龄SCAP患者进行随机分组，分为序贯性通气组（44例）和常规通气组（47例），两组初始通气模式均采用同步间歇指令通气（SIMV）或辅助/控制通气（A/C），病情好转后改为压力支持通气（PSV），序贯性通气组当动脉血氧分压（PaO2）≥65mmHg〔PSV 12 cmH2O，PEEP为4 cmH2O，FiO2为0.40〕，且自主呼吸试验失败时，拔除气管内插管后序贯NIPPV；而常规通气组在达到常规拔管指征后改为面罩吸氧，对研究结果进行统计分析发现与常规通气组相比，序贯性通气组VAP发生率显著降低，而两组病死率并无显著差异，但伴脑血管疾病以及二次插管患者预后较差。Thille[30]等人发现，年龄大于65岁、有潜在心脏或呼吸系统疾病的插管患者拔管风险较高，与对照组相比，拔管后预防性的给予NIPPV可降低拔管高风险人群的再插管率〔15%（23/150）比28%(23/83)，P=0.02〕。王辰[31]等人提出对于需要MV的肺部感染及高碳酸血症性呼吸衰竭的COPD患者，在PIC窗点开始进行早期拔管再进行无创性MV，可显著缩短IMV时间，降低VAP发生率。目前对SCAP患者拔管序贯NIPPV的时机国内外尚无报道，仍有待广大医学工作者进一步研究探讨。另外，Jaber[32]等人的研究表明在呼吸衰竭患者气管插管前应用鼻高流量氧(HFNC)+NIPPV优于使用NIPPV进行预充氧。这或许为我们后续的临床治疗提供了新的思路，即治疗时不仅仅只选择单一的通气方式，也不单单只是将两种或三种通气方式机械的组合起来，应在合适的时机选取合适的通气策略。

3 总结与展望

由于SCAP发病率及病死率高，容易发生急性呼吸衰竭，临床上快速识别病情并给予呼吸支持或成为该类患者成功存活的第一步。IMV可以给予患者足够的呼吸支持，但因其以气管插管与呼吸机连接的特点，使患者易出现呼吸机相关性并发症，延长MV时间，增加住院费用还可能导致不良预后；NIPPV虽然可以避免这些问题，但在患者的选择上较为苛刻，意识不清或血流动力学不稳定患者应用预后不佳；而有创-无创序贯通气原则上是两者的优化方案，但以何时作为切换点临床上研究尚少，也暂无统一认识。但我们相信随着医学工程技术、人工智能技术及病理生理学的不断发展，机械通气技术正在不断完善，无论是IMV、NIPPV、有创-无创序贯通气还是新兴的通气方式都是临床医务人员救治患者的有力武器，未来都将为呼吸衰竭患者带来生的希望。