新型冠狀病毒肺炎危重型患者動脈血氣分析特點及其與轉(zhuǎn)歸的相關性研究

于潔 張錦程 涂盛錦 魏媛 趙玥 陳南山 姜利 鐘鳴

2019年12月初，湖北省武漢市發(fā)現(xiàn)多例不明原因肺炎患者，之后這種疾病被稱為新型冠狀病毒肺炎(簡稱新冠肺炎)[1-2]。新冠肺炎傳播迅速，且潛伏期不定，在人群中的傳染性普遍較強[3]。根據(jù)霍普金斯大學網(wǎng)站公布的疫情報告顯示，新冠肺炎感染人數(shù)持續(xù)上升[4]，且病死率達6.43%。對于新冠肺炎患者，快速、準確、及時地判斷其病情是降低死亡率和提高生存率的關鍵。動脈血氣分析是臨床上監(jiān)測患者酸堿平衡狀態(tài)、肺功能及腎臟代謝功能的常用方法，其檢測快速、重復性好的特點使之成為重癥醫(yī)學中必不可少的監(jiān)測手段[5]。我們回顧性收集武漢市金銀潭醫(yī)院南六病區(qū)重癥監(jiān)護病房(ICU)新冠肺炎危重型患者的動脈血氣分析結果，分析其特點、變化規(guī)律及與預后的相關性，以評價動脈血氣分析對于新冠肺炎危重型患者病情監(jiān)測和預后判斷的應用價值。

對象與方法

1.對象：2020年1月24日～3月17日武漢市金銀潭醫(yī)院南六病區(qū)收治的新冠肺炎危重型患者88例。納入標準：(1)診斷為新冠肺炎，符合下列任意1項：①采用逆轉(zhuǎn)錄-聚合酶鏈反應(RT-PCR)或(和)二代測序方法進行病毒核酸檢測，病毒檢測呈陽性[6]；②符合《新型冠狀病毒肺炎影像診斷指南(2020年第二版簡版)》[7]的影像學診斷標準。(2)根據(jù)國家衛(wèi)生健康委員會發(fā)布的《新型冠狀病毒肺炎診療方案(試行第六版)》[8]診斷為危重型，符合下列任意1項：①出現(xiàn)呼吸衰竭且需要機械通氣；②出現(xiàn)休克；③合并其他器官衰竭。排除標準：(1)患者信息缺漏；(2)無轉(zhuǎn)歸結局。排除信息缺漏、轉(zhuǎn)歸結局不明患者7例，余81例為研究入選患者。根據(jù)患者轉(zhuǎn)歸情況將81例患者分為生存組(30例,37.04%)和病死組(51例,62.96%)。本研究通過武漢市金銀潭醫(yī)院倫理委員會審核批準。

2.方法：采用回顧性研究方法，收集下列指標：(1)患者入ICU時(入ICU早期)基礎疾病、臨床診斷及治療期間的生命體征(包括體溫、呼吸、心率、血壓等)；(2)患者輔助通氣(無創(chuàng)通氣或氣管插管有創(chuàng)通氣)時的吸入氧濃度(FiO2)、入ICU早期動脈血pH值、動脈血二氧化碳分壓(PaCO2)、動脈血氧分壓(PaO2)及乳酸(Lac)等血氣分析結果；(3)實驗室檢查結果，包括血常規(guī)、肝腎功能、凝血功能等；(4)患者入ICU后期(包括轉(zhuǎn)出ICU和病死前)動脈血血氣分析結果及患者的轉(zhuǎn)歸結局。

結 果

1.患者基本資料：81例患者中，男48例，女33例，男女比例為1.5∶1，平均年齡(63.70±13.63)歲，平均ICU住院時間(14.65±12.97)d；51例死亡，病死率62.96%；48例進行過有創(chuàng)通氣治療，占本組患者的59.3%。71例患者有完整入ICU早期和入ICU后期的血氣分析結果，其中男42例，女29例；71例患者中43例死亡，28例轉(zhuǎn)出ICU。

2.病死組和生存組患者入ICU早期和后期動脈血血氣分析參數(shù)值的變化與比較：生存組患者入ICU早期和后期pH值、PaO2、氧合指數(shù)(PaO2/FiO2)、鉀離子(K+)、鈣離子(Ca2+)、Lac、血氧飽和度(SaO2)、標準碳酸氫根(HCO3-std)、剩余堿(BE)比較差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。病死組患者入ICU早期pH值、PaO2、PaO2/FiO2、標準鈣離子[Ca2+(7.4)]、血細胞比容(Hct)、SaO2、總血紅蛋白(THb)、HCO3-std、BE均高于同組后期，PaCO2、鈉離子(Na+)、K+、Lac、實際碳酸氫鹽-標準碳酸氫鹽(AB-SB)水平均低于同組后期，差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，見表1。兩組患者入ICU早期和后期pH值、PaCO2、K+、Ca2+(7.4)、血糖(Glu)、Lac、HCO3-std、SaO2和BE的差值和變化率差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，PaO2、PaO2/FiO2、Na+和HCO3-的差值和變化率比較差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)。見表2。

表1 病死組和生存組患者入ICU早期、后期血氣分析結果比較

表2 病死組和生存組患者入ICU早期、后期血氣分析參數(shù)差值及變化率比較[M(P25,P75)]

3.病死組和生存組患者在入ICU早期和后期動脈血血氣分析結果比較：入ICU早期生存組和病死組組間pH值、Lac水平、Na+濃度比較差異有統(tǒng)計學意義(P<0.05)，其余各項血氣分析指標比較差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)；而在后期病死組和生存組患者的動脈血氣pH值、PaCO2、PaO2、PaO2/FiO2、Na+、K+、Ca2+、Ca2+(7.4)、Glu、Lac、SaO2、HCO3-std、AB-SB、BE差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.001)，見表1。

4.血氣分析指標與轉(zhuǎn)歸的相關性分析：單因素方差分析結果顯示，生存組和病死組患者的入住ICU時間、pH值、PaCO2、PaO2、PaO2/FiO2、Na+、K+、Ca2+、Ca2+(7.4)、Glu、Lac、SaO2、HCO3-、HCO3-std、AB-SB、標準剩余堿(BEecf)、BE比較差異均有統(tǒng)計學意義(P<0.05)。見表3。將單因素分析結果差異有統(tǒng)計學意義的血氣分析參數(shù)、血氣分析參數(shù)變化率及患者基礎病情況、性別和年齡與轉(zhuǎn)歸行Kendall’stau-b相關性分析結果顯示，患者基礎疾病(COPD、CAD、高血壓、糖尿病、腎功能不全、腦血管疾病)情況(r=-0.170,P=0.191)、性別(r=0.145,P=0.196)、年齡(r=0.098,P=0.293)與轉(zhuǎn)歸無明顯相關性；pH值(r=-0.659,P<0.001)及其變化率(r=-0.641,P<0.001)、PaO2(r=-0.322,P=0.001)、PaO2/FiO2(r=-0.296,P=0.003)、Ca2+(r=-0.289,P=0.002)、Ca2+(7.4)(r=-0.478,P<0.001)及其變化率(r=-0.369,P<0.001)、SaO2(r=-0.452,P<0.001)及其變化率(r=-0.249,P=0.020)與死亡結局呈負相關；PaCO2(r=0.348,P<0.001)及其變化率(r=0.369,P<0.001)、Na+(r=0.306,P=0.001)、K+(r=0.350,P<0.001)及其變化率(r=0.390,P<0.001)、Glu(r=0.386,P<0.001)及其變化率(r=0.244,P=0.015)、Lac(r=0.559,P<0.001)及其變化率(r=0.329,P=0.001)與死亡結局呈正相關；其中，pH值及其變化率、Ca2+(7.4)及其變化率和轉(zhuǎn)歸呈較強負相關，即pH值、Ca2+(7.4)降低幅度越大，患者轉(zhuǎn)歸越差；PaCO2及其變化率、K+及其變化率、Lac及其變化率和轉(zhuǎn)歸呈較強正相關，即PaCO2、K+、Lac升高幅度越大，患者轉(zhuǎn)歸越差。見表4。

表3 病死組和生存組患者血氣分析參數(shù)與轉(zhuǎn)歸的單因素分析

表4 患者臨床特征、血氣分析參數(shù)與轉(zhuǎn)歸的Kendall’s tau-b相關性分析

討 論

血氣分析是臨床常用的檢查項目，應用其對患者進行病情評估和預后判斷具有方便易行、操作簡單、便于開展等優(yōu)點。臨床上常應用血氣分析來預測重癥感染患者的轉(zhuǎn)歸情況，如通過分析動脈血和靜脈血的血氣分析參數(shù)差值來預測膿毒癥休克患者的病情變化[9]。此外，血氣分析還可用于心力衰竭、腎功能衰竭等器官功能衰竭患者的預后評價[10-11]。新冠肺炎危重型患者病情變化迅猛，患者不僅存在病毒感染，也會并發(fā)臟器功能損傷。因此，新冠肺炎危重型患者血氣分析的特點及其波動趨勢是否能夠反映患者的病情變化、哪些指標提示病情危重和預后不良是值得我們深入探討的問題。

本研究中，在入ICU早期，生存組和病死組患者動脈血PaCO2、PaO2、PaO2/FiO2、K+、Ca2+、Ca2+(7.4)、Glu、Hct、SaO2、THb、HCO3-、HCO3-std、AB-SB、BE比較差異均無統(tǒng)計學意義，但在入ICU后期，兩組血氣分析指標中pH值、PaCO2、PaO2、PaO2/FiO2、Na+、K+、Ca2+、Ca2+(7.4)、Glu、Lac、SaO2、HCO3-std、AB-SB、BE比較，差異均有統(tǒng)計學意義；另外，生存組患者動脈血pH值、PaO2、PaO2/FiO2、K+、Lac、SaO2水平在入ICU早期和后期無統(tǒng)計學意義上的變化，但病死組患者pH值、PaO2、PaO2/FiO2、SaO2水平呈降低趨勢，K+、Lac水平呈升高趨勢；比較兩組入ICU早期和后期血氣分析參數(shù)的差值和變化率結果顯示，病死組患者動脈血pH值、PaCO2、K+、Ca2+(7.4)、Glu、Lac、SaO2差值和變化率的絕對值明顯高于生存組；這表明新冠肺炎危重型患者入住ICU期間，病死組患者的血氣分析結果比生存組波動更顯著。比較出ICU前生存組和病死組各指標間差異發(fā)現(xiàn)，病死組患者動脈血pH值、PaO2和PaO2/FiO2均明顯低于生存組，PaCO2、Na+、K+、Lac均明顯高于生存組，提示新冠肺炎病死組患者肺功能和腎臟代謝功能受損。這是因為隨著新冠肺炎疾病發(fā)展，患者會出現(xiàn)廣泛的肺組織損傷，進而影響肺通氣、換氣功能，導致二氧化碳潴留和低氧血癥，PaCO2升高，pH值、PaO2、PaO2/FiO2、SaO2降低。又由于新型冠狀病毒是通過血管緊張素轉(zhuǎn)換酶2(ACE2)和細胞蛋白酶TMPRSS2進入靶細胞，ACE2蛋白在血管和腎臟特別是近端腎小管處均有高表達，導致微循環(huán)和腎臟濾過及重吸收功能被破壞，Lac、K+、Ca2+(7.4)、Glu水平升高。

本研究中，患者基礎疾病(COPD、CAD、高血壓、糖尿病、腎功能不全、腦血管疾病)情況及年齡與死亡結局均無明顯相關，這可能是由于：(1)入ICU的新冠肺炎危重型患者本多為高齡[81例研究入選患者平均年齡(63.70±13.63)歲]；(2)新冠肺炎危重型患者會出現(xiàn)重度淋巴細胞減少癥和嗜酸性粒細胞減少癥，淋巴細胞減少癥可導致機體抗病毒能力和免疫調(diào)節(jié)功能缺陷進而影響機體產(chǎn)生抗體中和新型冠狀病毒并將其清除[12]，這與COPD等基礎疾病無直接關聯(lián)。而各血氣分析指標與轉(zhuǎn)歸的相關性分析結果顯示，pH值及其變化率、Ca2+(7.4)及其變化率和轉(zhuǎn)歸呈較強的負相關，即pH值、Ca2+(7.4)降低幅度越大，患者轉(zhuǎn)歸越差；PaCO2及其變化率、K+及其變化率、Lac及其變化率和轉(zhuǎn)歸呈較強的正相關，即PaCO2、K+、Lac升高幅度越大，患者轉(zhuǎn)歸越差。這是因為患者入出ICU前后血氣分析結果差值及變化率的絕對值越大，表示肺功能、腎臟代謝功能失代償程度越大、器官功能障礙越嚴重。

因此，通過分析動脈血氣指標的變化情況和組間差異可以及時、方便、準確地了解新冠肺炎危重型患者的酸堿平衡狀態(tài)、肺通換氣功能以及腎臟代謝功能，對于血氣分析的動態(tài)觀察和正確理解也有利于評價新冠肺炎危重型患者的轉(zhuǎn)歸結局。