刘奔赵春光翻译赵双平校对
摘要
虽然氧的有益作用众所周知，但是血液和组织中高氧的潜在有害作用还未被广泛讨论。提高氧气供应固然可以增加低氧血症患者的氧输送，从而改善细胞功能和代谢并减轻器官功能障碍；但是在非低氧血症的患者中，提升氧供会使血氧含量增加到非生理性高氧血症范围并且可能与有害影响有关。在这里，我们讨论了高氧血症在各类重症患者中的潜在的有害影响，包括心肺复苏术后、创伤性脑损伤、脑卒中和脓*症患者。在所有这些类别的病例中都有证据表明高氧可能是有害的，因此应反复评估患者对氧的需求，并据此来个体化给予氧疗。
1简介
氧气是宇宙中第三丰富的元素，对生命至关重要，年代早期才被英国出生的神学家JosephPriestly和瑞典药剂师CarlScheele分别正式“发现”。几年以后，法国化学家安托万·劳伦特·拉瓦锡（Antoine-LaurentLavoisier）确定了它在呼吸中的作用。氧气于20世纪30年代被引入麻醉实践，现在氧气是住院患者中使用最广泛的“药物”之一。年在澳大利亚和新西兰的40个重症监护病房（ICU）进行的一项流行病学调查研究中，59％的患者接受了机械通气；在那些没有接受机械通气的人中，86％的人通过鼻导管、面罩或无创通气接受氧气治疗。虽然氧疗在许多患者中具有重要的益处，但是我们已经越来越清晰地认识到到血液和组织中高氧的潜在有害影响（图1）。在一项回顾性研究中比较了机械通气的ICU患者的死亡率和PaO2水平，发现在低PaO2和高PaO2时死亡率都会增加，呈现U形关系。高氧对特定危重病人群体潜在风险的近期临床证据（表1），将是这篇文章综述的重点。
2高氧的影响
充足的细胞氧合作用对正常细胞功能至关重要，低血氧饱和度会危及生命，特别是对于急诊病人。提高氧气供应将增加低氧血症患者的氧气输送，从而支持细胞功能和代谢并减轻器官功能障碍。然而，对于非低氧血症的患者，补充氧气会使血氧浓度增加到高氧血症范围。虽然人类可能暴露于缺氧，例如在高海拔地区或肺部疾病导致缺氧。但我们从未暴露于高氧，因此向非低氧血症患者提供额外的氧气始终是“非生理”性的。
高氧与不同器官系统的多重效应有关。它可以通过产生超过生理抗氧化防御能力的活性氧（ROS）直接损伤组织，导致细胞凋亡增加，并增加内源性损伤相关分子模式分子（DAMPs）的释放，刺激炎症反应，特别是在肺和血管收缩中上述变化明显，这可能也与一氧化氮水平降低有关。OrbegozoCortés等最近使用舌下侧流暗视野（SDF）视频显微评估发现，健康志愿者的暴露于正常气压下的高氧与毛细血管灌注减少有关。有人提出，这种血管收缩可能是保护细胞免受高PaO2有害影响的机制。
2.1心脏骤停或心肌梗塞后
鉴于相关的血管收缩和ROS释放增加，高氧可能在心脏骤停后危害巨大。实验和观察性数据给出了关于高氧在这种情况下的影响的相互矛盾的结果。在回顾性分析年至年期间在医院收治ICU的名心脏病患者中，高氧患者（定义为PaO2≥mmHg）ICU内死亡率高于常氧或缺氧患者；在多变量分析中，高氧暴露是院内死亡的独立预测因子（OR1.8[95％CI1.5-2.2]）。在对登记数据库的分析中，严重高氧（由PaO2mmHg确定）与心脏骤停患者的死亡率增加相关，而中度或“可能”高氧（PaO-mmHg）的死亡率则没有增加。在一项回顾性队列研究中，患者在心脏骤停后保守给氧，使SpO2目标值为88-92％，这些患者ICU停留时间较短，但神经学康复结果没有差异。在例ST段抬高心肌梗死患者的多中心试验中，SpO％的患者随机接受8L/min的氧气或从护理人员到达后不再补充氧气，直至转移至心脏病房。氧疗患者复发性心肌梗死的发生率增加，心律失常的频率增加，并且6个月时磁共振成像发现心肌梗塞面积增加。这些结果不支持在心脏骤停或心肌梗塞后使用常规氧疗。瑞典正在进行的一项随机多中心研究，目标是将名SpO2≥90％的疑似急性心肌梗死患者随机分组至6升/分钟（持续6至12小时）的补充氧气组或室内空气组（自由呼吸）。
2.2在创伤性脑损伤和脑卒中
脑损伤后脑氧代谢减少与线粒体功能受损和代谢率降低有关，并可能与继发性脑损伤风险增加有关。因此，高氧治疗这些患者的预期可能是有益的。然而，临床研究给出了与预期相反的结果。在一项回顾性研究中，超过0例创伤性脑损伤（TBI）患者，入院时低氧血症和极度高氧血症（PaOmmHg）均与较差的预后相关；在该研究中，PaO2值为-mmHg被认为是最佳的。最近的一项关于例TBI患者的回顾性研究报道了类似发现，其中入院低PaO2水平和高PaO2水平独立地与较差的预后相关。在TBI后的长期预后研究中，尽管在单变量分析中高氧血症与6个月死亡风险降低之间存在显著相关性，但在多变量分析中，高氧血症并未与最终结果独立相关。在一项小型随机试验中，68例严重TBI患者在TBI后的最初6小时内通过机械通气接受80％或50％的氧气。使用格拉斯哥预后量表评估的高氧组患者在6个月时的结果优于常规氧疗组患者。另一项更大型的比较TBI患者的FiO2为0.4或0.7的治疗研究计划因招募患者缓慢而中止（NCT0191）。有趣的是，在Vilalta等的一项前瞻性研究中，有30名患者使用脑氧监测，仅在基础代谢减少的患者中高氧与脑代谢改善有关。
关于脑卒中患者的研究证据也存在矛盾。在一项研究中，蛛网膜下腔出血后3个月神经功能预后或死亡率与入ICU后最初24小时内的中度高氧血症没有影响；另一项类似的研究发现：对于急性缺血性卒中患者，入ICU后最初24小时内PaO2与死亡率之间无相关性。然而，其他观察性研究报道了不同卒中患者组的短期和远期结果的不同影响。由于氧疗组死亡人数增加（NCT），因此将患者随机分配到室内空气或补充氧气（30-45L/min,8小时）的研究被提前终止。另一项例急性卒中患者的研究中，比较鼻导管吸氧72小时和吸入室内空气的差别，结果发现鼻导管吸氧组一周内神经功能恢复略有改善，但6个月时各组之间无显著差异，这个研究结果支持通过了一项更大的超过名患者的“脑卒中氧研究”。
2.3在脓*症和感染性休克患者中
脓*症患者使用高氧也存在争议。脓*症已经被证实与ROS形成增加有关，而ROS在脓*症中的组织损伤和器官功能障碍中起作用。目前明确高氧血症刺激ROS的释放，因此高氧可能进一步恶化脓*症患者的器官功能。在大鼠盲肠结扎和穿刺的脓*症模型中，与常规氧相比，高氧与炎性细胞因子释放和器官功能障碍增加有关。然而在脓*症的其他动物模型中，高氧与血液动力学改善和抗炎作用有关。在脓*症的绵羊模型中，我们发现与常规氧水平相比，高氧与更好的血液动力学和器官功能相关（未发表的数据）。在实验性人内*素血症中，高氧对炎症介质的水平没有影响，并且在急诊科疑似脓*症患者的小型观察研究中，高氧和常规患者的死亡率没有显著差异。由于高氧和高渗盐水组的死亡率增加，因此在2×2因子设计中随机分配至高氧或常氧和高渗或等渗盐水的脓*症患者的临床试验被提前终止（NCT）。两项随机研究，一项比较不同PaO2目标值的补充氧疗（-mmHg对比60-90mmHg,O2-ICU研究，NCT）和一项比较15L/min补充氧疗与无补充氧疗（NCT）的研究正在进行，这两项研究可能会提供关于脓*症患者是否可以从高氧中获益的最终答案。
2.4在综合ICU患者中
危重病人常常广泛使用氧疗，严重的高氧血症（PaOmmHg）与较高的死亡率相关。有趣的是，在荷兰的三个ICU中，超过70％的ICU患者的PaO2水平高于ICU临床医生确定的上限。现在，一些研究已经将所谓的保守氧策略（目标在于降低PaO2或SpO2值）和使用常规氧疗做了比较。一项研究比较例目标SpO2值为88-92％和≥96％的ICU患者，发现组间在器官功能或ICU和90天死亡率方面无显著差异。在提前终止的O2-ICU研究中，名患者被随机分配接受保守氧疗以维持PaO2在70-mmHg（SpO-98％）或常规氧疗使PaO2达到mmHg（SpO-％），保守组患者的ICU死亡率低于常规组（相对风险0.57[95％CI0.37-0.9]）。
3.结论
多年来，对缺氧风险的广泛认识和对高氧不良反应相对缺乏的认识导致许多患者接受了广泛的的氧疗，从而不惜一切代价避免低氧血症。尽管可靠数据仍然有限，但最新临床研究的结果似乎表明，高氧血症可能与某些重症患者的预后较差有关（表1）。因此，尽管最佳PaO2水平尚未明确，并且可能在患者病情期间发生变化，但目前发展趋势是朝着更加保守的氧疗方法发展，旨在将SpO2目标维持在95-97％。实际上，患者从更高的氧水平受益可能存在时间窗口。在精心挑选的患者组中进一步精心设计的随机对照试验可能有助于为这些问题提供一些明确的答案。与其他重症监护管理领域一样，氧疗应该个体化。低氧血症患者显然需要接受补充氧气，但需要定期重新评估氧气需求以限制与高氧相关的所有风险。
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