长期以来，氧气一直被认为是紧急护理中一个重要的、可能挽救生命的组成部分。鉴于此，在美国和全世界的医院中广泛和自由地使用补充供氧。然而，最近的研究在细胞水平上描述了严重的有害作用，诱导心血管系统、中枢神经系统、肺系统等的损伤。进行了范围审查，以确定并综合与急性护理环境中危重成人患者高氧临床效应相关的现有研究数据。我们检索了 PubMed、MEDLINE、CINAHL 和 Scopus 数据库。我们还审查了纳入出版物的参考文献列表。相关文章的选择由 2 名研究人员在 2 个筛选水平进行。该综述确定了 30 项研究，其中 5 项为随机对照试验，2 项为前瞻性队列研究，23 项为回顾性队列研究。对研究结果进行描述性分析。目前的证据表明，高氧与心脏骤停、卒中和创伤性脑损伤后死亡率的增加以及脓毒症的发生有关，尽管没有足够的证据具体得出结论高氧影响临床结局。因此，需要具有明确定义的参数的额外大规模随机对照试验来评价临床结局。在这些试验完成之前，建议将补充氧气滴定至常氧，以避免急性疾病成人患者同时存在高氧和低氧的负面影响。长期以来，氧气一直被认为是急性护理的重要和潜在的救命成分。自1885年首次应用于急性护理环境中以来，补充O2在治疗缺氧方面一直是必不可少的。因此，长期以来，补充O2在美国和全世界的医院中得到了广泛和自由的使用。然而，最近在技术和研究方面的进步已经确定了过量氧气的几个潜在的负面影响，这是一种更为人所知的高氧生理状态。这被认为主要是由于氧作为氧化剂的影响。O2的这一特征允许在细胞水平上产生严重的有害影响，可能表现为血管收缩、炎症和活性氧(ROS)的形成，这些影响导致心血管系统、中枢神经系统、肺部系统和其他方面的损害。尽管有这些担忧，但安全有效使用补充O2的指导方针是有限的，而且大多数卫生保健专业人员仍然没有意识到高氧的负面影响。大多数关于危重病人开始补充氧气的决定都是在急诊科做出的，因为它是医院护理的切入点；然而，在从急诊科入院后，氧气通常会继续留在住院环境中。考虑到这一点，显然有必要对动脉血氧饱和度的可能阈值或最佳范围进行临床指导。为了在没有医源性影响的情况下更好地改善缺氧管理，必须更深入地了解危重成人患者的最佳无毒PaO2水平。为此，我们进行了一项文献回顾，以评估在急性护理环境中高氧血症对危重成人受试者的临床影响。在这篇叙述性文献综述中，我们搜索了PubMed、MEDLINE、CINAHL和Scopus数据库，以评估与紧急或紧急医疗条件的患者有关的高氧血症的文献。使用了术语“高氧”、“吸氧疗法”和“紧急”。搜索结果进一步限制在过去10年内的英语语言、人类、成人和出版日期。总共有30项研究被纳入分析。这些研究包括5个随机对照试验(RCT)、2个前瞻性队列研究和23个回顾性队列研究。对选定的每一篇文章进行全文阅读，并密切关注研究设计、样本量、高氧或补充氧气的定义、纳入对象的情况以及研究的地点。我们的文献检索确定了30篇评估高氧血症与危重成人受试者临床相关结局之间关系的文章。随后对这些研究的回顾揭示了5大类原始研究，包括心血管疾病、神经疾病、呼吸衰竭、脓毒症和混合重症监护条件。每项单独研究的细节，包括设计、样本量和高氧的定义，以及它们的主要结论，都在本文的表格中总结。
高氧对心血管疾病的影响，特别是对心肌梗死和心脏骤停的影响，已经得到了广泛的研究。高氧不仅减少心输出量和每搏输出量，增加全身血管阻力，还导致冠脉血流量和心肌耗氧量显著减少。除了这些病理生理效应外，高氧还增加了再灌注损伤的可能性，这是由于增加了ROS。在这些影响之后，表1（略）总结了评估高氧与心血管疾病预后之间关系的研究。在评估高氧血症与心肌梗死之间关系的研究中，结果好坏参半。在无复杂ST段抬高心肌梗死(STEMI)的受试者中，随机分为高浓度O2(通过中等浓度面罩6L/min)或滴定O2(以达到93-96%的氧饱和度)，没有发现证据支持在30d死亡率和梗死大小方面的益处或危害。类似地，一项对疑似STEMI或NSTEMI的受试者随机加入补充O2或环境空气的更大规模的研究发现，1年全因死亡率没有下降。相反，一项多中心随机对照试验发现，在6个月时，使用8L/min的补充O2与心肌损伤和梗死范围的增加有关。然而，这项特殊的研究由于缺乏对护理人员、受试者或住院心脏病小组的治疗分配的盲目性而受到限制。因此，尽管高氧对近期发生过心肌梗死的患者的影响尚不清楚，但也不能否认严重有害副作用的可能性。鉴于此，需要进行完全盲法和高效能的研究来进一步了解高氧与心肌梗死之间的相关性。与心肌梗死相似，存在大量评价心脏骤停背景下高氧的原始研究。然而，大多数现有研究是观察性设计，很少有具有前瞻性。院外心肺复苏时 PaO2 > 300 mmHg 提示住院明显增加。此外，其他研究报告，动脉高氧伴相似 PaO2 值的病例与住院死亡率增加相关。历史上，心脏骤停后患者接受亚治疗性低温治疗，因为据报道其可改善神经系统结局并降低死亡率。因此，评价并发轻度治疗性低体温患者的高氧具有临床相关性。对这些受试者的回顾性分析显示，住院死亡率增加，出院时神经功能状态更差。鉴于大量证据表明高氧与心脏骤停后患者死亡风险增加之间存在相关性，一项回顾性分析试图确定不良结局的风险是剂量依赖性相关性还是特定超常 PaO2 值的阈值效应。尽管没有证据支持损害的单一阈值与高氧相关，但 PaO2 异常升高与住院死亡率相对风险之间的相关性存在线性剂量依赖性关系。这是一项重要的临床发现，但尚未在更高水平的证据研究中重现。最近，发现中度高氧与接受静脉-静脉体外膜肺氧合治疗呼吸衰竭和体外心肺复苏的患者的死亡率增加相关。
与其对冠状血流量的影响类似，高氧诱导的血管收缩会减少脑灌注，这可能会降低颅脑损伤的颅内压。然而，众所周知，脑损伤后脑氧合减少会导致线粒体功能受损和代谢率降低，进而增加继发性脑损伤的风险(表2)。就高氧效应的描述而言，创伤性脑损伤可能是研究最多的神经系统疾病。在本综述纳入的评价高氧与创伤性脑损伤相关性的研究中，大多数提示结局更差或死亡风险更大。对 1 级或 2 级创伤中心的创伤性脑损伤受试者进行的一项回顾性审查报告，缺氧和极度高氧（研究者定义为 PaO2 > 487 mmHg）与死亡率增加和良好结局降低相关，良好结局定义为出院回家、康复、入狱，或精神病院，或不遵医嘱离开。同样，一项对严重创伤性脑损伤受试者的单独研究发现，住院前 24h 内的高氧与出院时格拉斯哥昏迷评分测量的短期功能结局较差相关。对于入住 ICU 的通气创伤性脑损伤受试者，动脉高氧（定义为 PaO2 > 300 mmHg）被报告与较高的住院病例死亡率独立相关。如表 2 所示，在发生卒中或脑出血的患者中建立了相似的相关性。 当定义为 PaO2 > 300 mmHg 时，发现近期卒中或脑出血通气受试者的高氧与住院死亡率和较高的病死率独立相关。然而，当高氧定义为 PaO2 > 150 mmHg 且评价期延长超过受试者住院时间时，高氧与 6 个月死亡率之间无显著关系。
急性低氧性呼吸衰竭的治疗通常包括氧疗。虽然吸入纯O2在短期内是有益的，但众所周知，吸入纯O2会由于抑制缺氧性肺血管收缩而损害肺气体交换。3此外，由于高浓度的直接接触O2，肺泡上皮细胞处于高氧细胞毒性的高风险之中，这会导致ROS在肺系统中造成进一步的紊乱。这种效应被称为氧毒性，于 1899 年由 J Lorraine Smith 博士首次描述，此后被进一步综述。除此之外，已知高比例的吸入 O2 通过置换肺泡氮促进吸收性肺不张，并抑制粘膜纤毛清除。很明显，高氧治疗的局部效应已经得到了广泛的研究，但目前关于高氧对呼吸衰竭的影响的数据很少。到目前为止，在 COPD 急性加重患者中对肺系统中高氧的影响进行了最密切的研究（表 3）。在 COPD 急性加重患者中，高流量氧气继发的院前高氧的回顾性分析显示，PaO2 每升高 10 mmHg，死亡、辅助通气或呼吸衰竭风险增加相关。同样，COPD 急性加重的急诊患者动脉血气回顾性分析显示，高氧血症和低氧血症与严重不良结局相关，严重不良结局定义为高碳酸血症性呼吸衰竭、辅助通气或住院患者死亡率的组合。
关于败血症患者高氧与结局之间相关性的数据存在矛盾。理论上，高氧似乎是有益的，原因多种多样。首先，全身血管阻力增加可能有助于更大的血流动力学稳定性和减少血管加压药的需求。除此之外，ROS 的增加可能有助于更强的抗菌宿主防御，因为它们具有杀菌特性。相反，脓毒症本身与 ROS 形成增加相关，ROS 形成被认为有助于这种情况下观察到的组织损伤和器官功能障碍。此时，评价败血症高氧血症的研究结果不确定且混杂（表 4）。尽管一项小型前瞻性研究报道脓毒症受试者高氧发生率较高，但研究人员无法确定 paO2 升高与死亡率之间的相关性。同样，对 ICU 重度脓毒症或脓毒性休克受试者的回顾性分析显示，死亡率无差异，因为其与 PaO2 相关，尽管研究者无法排除临床较差的结局。最近，多中心 HYPERS2S RCT 评价了 FIO2 增加和液体复苏对感染性休克机械通气成人受试者死亡率的影响。有趣的是，这项试验发现高氧组和常氧组严重不良事件的总体发生率存在显著差异。数据显示，高氧组中 ICU 获得性无力和肺不张的受试者数量加倍，具有临床相关性。此外，在脓毒性休克受试者中，发现将 FIO2 设定为 1.0 以诱导动脉高氧可潜在增加死亡风险。随后对入组研究时可获得血浆乳酸值的受试者进行事后分析，评估需要血管加压药治疗的脓毒症受试者中高氧和常氧的影响。该分析的结果表明，根据脓毒症-3 定义，脓毒性休克受试者接受高氧治疗 24h 可能与较高的死亡率相关。然而，根据每名患者的基础细胞和代谢状态，O2 可能具有不同的作用。虽然令人印象深刻，但由于安全性问题导致提前终止，从而导致组间样本量不平衡，因此 HYPERS2S 试验的结果有限。表5.混合ICU条件下高氧血症与临床相关结局之间的关系
在ICU患者的管理中经常使用补充O2。鉴于此，了解高氧血症与ICU死亡率之间的关系是很重要的，不管最初的入院原因是什么。目前，关于混合ICU条件下高氧血症与预后之间的关联存在相互矛盾的数据(表5)。对机械通气的成人ICU受试者的回顾性分析发现，49.8%的人在入院后24小时内出现高氧血症，但发现与死亡率无关。另外，同一研究发现缺氧与住院死亡率增加相关。患有重度创伤性损伤的通气 ICU 受试者报告了相似的结果，其中入院前 24h 内的高氧未显示死亡率增加或神经系统结局恶化的风险。尽管如此，有一些证据表明混合ICU条件下的患者结果更差。呼吸机相关性肺炎的发生率与入院时的高氧血症和PaO2升高的天数有关。此外，据报道，常氧ICU患者急诊科的缺氧是机械通气ICU患者住院死亡率的独立预测因素。一项单独的研究比较了保守性补氧(即PaO2 70-100 mmHg)和常规补氧(即PaO2 100-150 mmHg)的效果。保守组的死亡率不仅较低，仅 25 例受试者死亡，而传统组为 44 例，新发感染和休克的发生率也较低。正如Niall Ferguson在之前的一篇社论中所讨论的那样，这项试验的结果受到样本量小和试验意外提前终止的限制，这可能有助于夸大效应的大小。高氧在重症监护、急诊和围手术期药物治疗中的病理生理作用，特别是血管收缩、炎症和氧化应激，已经得到确认，并且之前已经进行过综述。虽然这些有害作用是明确的，但高氧对危重成人患者临床结局的影响刚刚开始显现。尽管很明显，对于患有缺氧的危重成人患者，补充 O2 是必要的，但有初步证据表明，在高氧条件下，死亡风险增加。至少一项观察性研究表明高氧与住院死亡率相对风险之间存在线性剂量依赖性关系，尽管这尚未在更高水平的证据试验中重现。考虑到这一点，O2 的有害作用仍然可能取决于高氧的程度，并且在住院过程的特定时刻可能在特定的患者亚组中更相关。目前，大多数研究都是观察性研究，很少有随机对照试验评估高氧对临床结果的影响。这些不同种类的观察性研究的数据在很大程度上与他们对高氧的定义、初级和次级结果，以及最终的发现不一致。此外，现有的研究大多集中在对ICU患者的评估上。虽然似乎有很大比例的危重成人患者可能需要进入ICU，但这些患者的复苏并不局限于ICU。因此，为了更全面地了解危重成人患者护理期间高氧血症的影响，建议未来的试验从危重护理扩展到急救医学、创伤护理、院前急救和住院病房。最近的研究集中在院前和急诊科环境中补充O2的滴定上，有证据表明这是可行的，急诊科的氧合参数通过自动O2滴定与手动氧滴定相比得到改善。尽管这些结果不涉及高氧对临床结果的影响，但它们的方法可以被实施，以指导未来的研究，以更好地评估在所有急性护理环境中危重成人患者的高氧影响。因此，尽管高氧对临床结局有害影响的证据是初步的，但显然需要确定 O2 饱和度的最佳范围。确定这一数值范围将有助于最大限度地降低危重成人患者高氧和缺氧的竞争风险，这将提高我们达到最佳可能结局的能力。如上所述，我们承认超常 paO2 与不良临床结局之间的相关性比一系列阈值更复杂。首先，未来的研究应更好地确定不良结局的风险是剂量依赖性相关性还是特定超常 PaO2 的阈值效应，扩展 Kilgannon 等人的工作。 此外，未来的研究，最好是大规模的 RCT，应该有助于描绘促成这种复杂关系的因素。例如，高氧的持续时间是否会增加不良反应的可能性或幅度？此外，特定的疾病过程或患者人群是否对 PaO2 升高的有害作用更敏感？随着我们对这种关系的理解提高，我们护理危重成人患者的能力也会这样做。随后，高氧对神经系统后遗症、生活质量和死亡率的任何影响将降至最低。鉴于缺乏 RCT 的数据，未来在各种急症护理环境中的研究有许多选择。据推测，有许多正在进行的试验，然而，Young 等人的 ICU-ROX 是最值得注意的，预期很快会有结果。ICU-ROX 的目的是在 ICU 接受机械通气的成人队列中比较氧疗保守方法与标准治疗方法。ICU-ROX 的试点阶段证实了本试验的可行性，应鼓励其他人在 ICU 环境外评价类似的氧合策略。鉴于急诊部门作为未分化重症患者的初始护理点，我们认为急诊科是未来评估靶向 O2 治疗效果研究的理想场所。完成这些研究应该影响实践指南，从而改善对成人危重病人的护理。在完成这些研究和实施新的实践指南之前，建议对危重的成人患者进行保守的O2补充至常氧滴定，以避免高氧和缺氧的有害影响。此外，作为照顾这类患者群体的医生，我们应该重新考虑通常是下意识的决定，让危重病人补充氧气，除非有明显的缺氧证据。这篇评论有几个限制。首先也是最重要的是，文献中对高氧血症的定义存在差异。就研究设计而言，纳入本综述的观察性研究的数量远远多于预期随机对照试验的数量。纳入的每一项观察性研究都有所有观察性研究共有的固有局限性。此外，在评估高氧暴露与临床结果的关系时，回顾性研究不能评估高氧暴露的剂量或持续时间。此外，本综述中包括的一些试验的参与者人数较少，因此可能很难得出适用于较大人群的结论。其他限制包括排除非英语语言的论文。综上所述，这些限制表明有必要进行更多的大规模前瞻性随机对照试验，以更好地确定高氧对危重成人患者的影响。越来越多的证据表明，在危重成人受试者中，特别是在那些最近心脏骤停、中风、创伤性脑损伤和脓毒症的受试者中，高氧血症与死亡率增加之间存在关联。尽管如此，考虑到缺乏随机对照试验，这一证据仍然不完整。因此，需要额外的具有明确参数的大规模随机对照试验来评估急性护理环境中高氧对临床结果的影响。在这些试验完成之前，在危重成人患者中，对补充O2采取更保守的方法是最好避免高氧和缺氧的负面影响。
来源：RESPIRATORY CARE Paper in Press. Published on February 11, 2020 as DOI: 10.4187/respcare.07310
