2024, Vol. 33
2. 南京医科大学中毒研究所，南京 210029
严重急性呼吸系统综合征（severe acute respiratory syndromes, SARS）是一种急性呼吸系统疾病，SARS主要是源于病毒的传染病，其特点是传染性高、传播速度快、发病率高。最具有代表性的为2002年11月在广东和2019年12月在武汉爆发的两次疫情，对世界范围内的医疗保健体系提出了严峻的挑战，对人们的生活、经济的稳定等都产生了重大的影响。SARS-CoV是2002年SARS暴发的病因[1]，而2019冠状病毒疾病（corona virus disease 2019，COVID-19）是一种主要由新型冠状病毒感染（severe acute respiratory syndrome coronavirus 2, SARS-COV-2）引起的呼吸道传染病，主要影响呼吸系统，严重可至呼吸衰竭[2]。根据世界卫生组织(WHO)的数据显示，自COVID-19以来全球累计报告确诊SARS-CoV-2型病例超过7.53亿，死亡病例超过700万。SARS的高传染性是其病死率增加的重要因素之一，这也导致了各个国家患者入院人数超过了医疗系统的能力[3-7]。
1 严重急性呼吸系统综合征简述 1.1 致病机制SARS的致病机制十分复杂，可能的机制是病毒对靶细胞的直接伤害和免疫系统功能障碍介导的间接伤害。SARS对呼吸系统的损害使一部分重症患者发展为新型严重急性呼吸综合征，血管紧张素转换酶2受体是其功能宿主受体[8]，存在于肺部和其他器官中，病毒入侵后，Ⅱ型肺泡细胞的复制诱导宿主免疫反应失调，进而导致肺泡损伤和急性呼吸窘迫综合征（acute respiratory distress syndrome, ARDS），从而需要有创机械通气(invasive mechanical ventilation, IMV)、入住重症监护病房(intensive care unit, ICU)等相关治疗[9]。
1.2 临床分型在临床工作中通常以患者的临床表现、实验室检查及影像学检查为评估病情严重程度的主要依据。根据《新型冠状病毒感染诊疗方案（试行第十版）》，其临床分型分为轻、中、重、危重4型。不同分型的治疗方案和预后有差别[10]，重型及危重型的患者病死率高[11]。而重型、危重型早期预警指标就显得尤为重要，研究表明传统的早期预警评分，如改良早期预警评分和快速序贯器官衰竭评分，不足以准确预测SARS-CoV-2患者的呼吸衰竭。组织氧合指标(如指氧饱和度、氧合指数)无创监测等手段对低氧血症的早期预警有至关重要的作用[12]。
1.3 SARS大流行期间的特点由于大流行期间患者数量在短期内急剧增加，绝大多数医疗机构无法应对该庞大的数量，同时需要氧疗的群体远远超过现有的氧疗设备。所以早期、快速、有效地识别、评估、干预患者病情变化，减少病情进一步发展尤为重要。而此产生的各项评估工具也为上述情况提供了重要的依据。目前尚未有针对SARS患者病情及预后完整的评估体系，早期对危重症状态SARS患者进行识别和分诊至关重要，其中体内氧含量是管理SARS导致的呼吸衰竭重要的指标，所以在大流行期间评估SARS患者的体内的氧合状态是目前主要挑战之一。遂本文作者对SARS氧合评估工具在疾病进程中的作用进行总结叙述。
2 氧合评估工具 2.1 氧饱和度与吸入氧体积分数比SARS是一种特殊的疾病，大多数情况下在ARDS的柏林定义范围内，其显著特点是严重的低氧血症与呼吸系统顺应性相关[13], PaO2/FiO2是测量ARDS患者低氧血症严重程度的重要指标, 由于需要动脉血气分析的结果去计算PaO2/FiO2受限其复杂性，且当时SARS-CoV-2患者数量激增，超过了个别医疗系统承载的能力。有研究显示氧饱和度与吸入氧体积分数比（SpO2/FiO2）可以替代PaO2/FiO2评估ARDS严重程度[14]。同时SpO2/FiO2是ARDS高危患者早期发病和住院死亡的重要预测因子，是入院时氧合受损的标志[15]。此外，与入院SpO2/FiO2值较高的患者相比，SpO2/FiO2值较低的患者会更早发生ARDS，并有更早死亡的趋势。入院6 h内测定的SpO2/FiO2是预测ARDS危重症患者早期发现的重要指标。故SpO2/FiO2可作为ARDS高危患者早期发生呼吸衰竭的预警指标。尽管ARDS标准要求测量动脉血氧分压与吸入氧体积分数的比值，但SpO2/FiO2也证明对预防和早期治疗ARDS有重要意义。
无创辅助通气（noninvasive ventilation, NIV）和经鼻高流量氧疗(high-flow nasal cannula, HFNC)是气管插管前合理的初始干预措施，可以改善患者病情的严重程度[16]。NIV和HFNC作为治疗SARS-CoV-2的关键治疗已得到广泛认可。但仍有一部分NIV失败的患者，需要及时启动IMV，但延迟启动IMV的患者预后较差[17]。因此，临床上迫切需要NIV失败的指标，尽早、及时、有效地对病情进行评价，以便发现潜在的危重症患者，避免因未意识到病情的变化而导致的气管插管，一方面可以减轻患者病痛，另一方面一定程度上保证病情的稳定状态，并且不合理的气管插管也一直是新冠肺炎患者病死率上升的主要原因[18]。
在疾病大流行的高峰期，实验室检验耗时且在资源短缺的情况下，使用简单的床旁参数将更容易和更经济的获取患者的信息。其次脉氧饱和度的无创性避免了血气分析导致的动脉血管牵拉，与间歇性采集动脉血气相比，脉氧饱和度可以间接代替并连续监测血氧饱和度。Lu等[19]通过连续监测SpO2/FiO2联合信息模型证明了SpO2/FiO2对SARS-CoV-2重症监护患者的预后价值，其下降程度与死亡风险增加密切相关，可作为重症监护SARS-CoV-2患者的无创预后标志物。在评估SARS-CoV-2患者病情时，与PaO2/FiO2相比Catoire等[20]将阈值370和450分别作为对PaO2/FiO2＜300 mmHg（1 mmHg=0.013 kPa）的阳性诊断和排除PaO2/FiO2＜400 mmHg的阳性诊断，结果无明显差异，表明SpO2/FiO2可用于急诊（Emergency Department, ED）入院时低氧血症程度的评估，允许在确诊病毒感染之前评估患者病情严重程度。在无其他呼吸窘迫征象(包括呼吸功增加或精神状态改变)时，SpO2/FiO2大于450可作为门诊就诊的决策阈值，SpO2/FiO2低于370建议转诊至重症监护室，而SpO2/FiO2在370~450之间需要进一步的临床评估并进行动脉血气分析等。后有学者[21]进一步将SpO2/FiO2通过风险分级将患者分为3组：低危（SpO2/FiO2 427~476）、中危(SpO2/FiO2 101~426)和高危(SpO2/FiO2 50~100)。进一步细化了比值，为临床医务工作者又增添了一强有力的决策依据。
2.2 ROX指数ROX指数(respiratory oxygenation index)起初作为早期肺炎患者进行HFNC评判条件[22]，为SpO2/FiO2与呼吸频率比值。在HFNC治疗的肺炎合并急性呼吸衰竭（ARF）（低氧型）患者中，ROX可以作为帮助评估气管插管风险的指标。同时ROX可以作为预测指标，在HFNC使用后2、6、12 h，若ROX均大于或等于4.88，意味HFNC成功率高。若在2 h小于2.85、6 h小于3.47或12 h小于3.85，那么HFNC失败，需要进一步高级气道支持治疗。如果在对应的时间节点的中间范围，建议根据患者的情况做出相应的调整[23]。
HFNC已在临床中应用一段时间，研究证实在ARF患者中使用HFNC是安全有效的[24-25]。在SARS-CoV-2流行期间中HFNC被广泛应用，启动HFNC 6 h后的ROX指数对HFNC结局有较好的预测能力[26]。Gianstefani等[27]通过单中心研究在其国家第一次使用ROX评分对ED的SARS-CoV-2患者进行评分。发现ROX指数值小于26的患者与病毒性肺炎的影像学表现相关，考虑ROX指数是区分SARS-CoV-2感染患者出、入(ROX指数＜25.7)院的有效工具。对于≥65岁的患者，ROX指数的截断值为23.3。虽然该研究依据于单中心，而且患者样本量少、局限、且参数的变量大[年龄：（46.7±14.8）岁 vs.（61.5±19）岁]，但对后续的研究有重要的借鉴意义，关于ROX值与其他研究相差较大文中作者也做出了分析，考虑大多数人群未接受呼吸支持治疗和FiO2并没有被真实测量，所以截断值不同。研究显示ROX指数在入院24 h内预测HFNC失败的最佳截断值可能接近5[28]，Chandel等[29]通过一项多中心研究，指出ROX指数在第12小时测量时的诊断准确性最高，随着治疗时间的延长，准确性也随之增加。ROX-12能够区分SARS-CoV-2患者行HFNC的成功与失败，4.99作为阈值提升了ROX指数预测的准确性[30]。总体来说通过对比其他评分工具（全国预警评分/NEWS2），使用ROX评分在预测不良事件的发生方面优势较大[31]。研究[32-35]表明ROX在SARS-CoV-2患者中可以作为其评价是否需要氧疗及高级气道管理的依据。
为了进一步提升ROX的准确率，以便为临床工作者有效评估患者的疾病状态，各种ROX改良评分也相继出现，Goh等[36]将心率（HR）纳入ROX指标中[（SpO2×100）/(FIO2×RR×HR)]并评价其结果，ROX-HR对于ROX在2、4、8和18 h对HFNC成功和失败有一定的区分能力。但同时我们也应该注意到影响心率的因素例如：心脏方面的基础疾病、服用影响心率的药物，都会影响其指数的判断。另一项衍生VOX[SpO2/FIO2与潮气量（VT）的比率]指数被用作评判ARF患者早期使用HFNC的预测指标，但其尚未应用于SARS-CoV-2患者研究中。所以VOX还需要进一步验证在SARS-CoV-2患者中的价值[37]。Nova等[38]又定义PROX：SpO2/FIO2评估的氧合参数与呼吸频率(RR)和PEEP乘积的比值，发现PROX与ROX指数相比在区分NIV成功和失败的患者方面基本相同，PROX和ROX的ROC-AUC之间差异无统计学意义。也再次证明了ROX指数可以帮助临床医生识别感染SARS-CoV-2行NIV失败的患者，可以及时治疗，避免进一步插管。
但需要指出的是ROX指数没有包括的氧流量，流量的变化可能会影响治疗结果，因为它可以在气道中产生持续的压力，无效腔增大，降低呼吸速率和呼吸做工。但是由于其非侵入性且易于在床边应用而被广泛使用，甚至可以随时、快速、重复性评估，即使是非医疗卫生专业人员也可以进行。
2.3 OI和OSI指数“氧合指数[OI：(PaO2/FiO2)×平均气道压(MAP)×100)]”最初作为一种简单评估新生儿呼吸衰竭严重程度的床旁评分工具，后有学者将其预测成人ARDS的病死率[39]。氧饱和度指数[OSI：(SpO2/FIO2)×平均气道压×100]在预测病死率方面与OI有线性关联[40]，尽管之前OI和OSI在ARDS中的临床和预后已得到很好的证实。Nozari等[41]的一项回顾性分析探讨了OI和OSI对于需要机械通气的肺损伤和急性呼吸衰竭SARS-CoV-2患者的生存关系。OI在第3天和第7天ROC下AUC为0.684和0.808，OSI在第3天和第7天的AUC为0.655和0.828，考虑OI和OSI可以作为SARS-CoV-2患者插管后病死率的预测因子，且OI和OSI可以将氧流量产生的气道压作为变量分析以减少因气道压力对结果的准确性。
2.4 HACOR指数2017年Duan等[42]创建了HACOR评分工具，为心率、酸中毒、意识状态、氧合和呼吸频率(RR)的缩写，用于预测NIMV失败，并表明HACOR评分＞5分的低氧性呼吸衰竭患者发生NIV失败的风险非常高，早期插管可能降低住院病死率。后有学者证明HACOR在第1小时内可以准确预测NIMV失败[43]。当HFNC开1 h时的阈值为8时，肺炎合并ARDS患者NIMV失败的AUROC大于0.9。而HACOR评分未在严重特殊传染性肺炎患者中得到验证。考虑HACOR指数和ROX指数对HFNC失败率具有中等程度的预测能力[44]，可以与其他评分工具一起应用于SARS患者，以便于准确、多角度、全面的评估哪些患者可能需要有创机械通气。
3 总结与展望目前有多项氧合评分工具用于SARS患者的治疗和预后评估，这些评分工具饱受关注并富有争议，需要进一步的验证和改进。Alberdi-Iglesias等[45]通过比较SpO2/FIO2和ROX指数预测SARS-CoV-2患者行IMV的预后结局。证明SpO2/FIO2的区分效度优于ROX指数。在大流行期间，沉默性低氧血症[46]受到了极大的重视，其特征是SpO2和通气动力学的不一，临床上表现为通气-灌注障碍[2]，部分学者[47]将其与病毒的神经侵袭潜能联系起来，患者表现出严重的动脉低氧血症，但没有任何呼吸窘迫的临床迹象，这种独特的病理生理学将导致ROX指数与SpO2/FIO2诊断准确性的降低。同时，SpO2测量的准确性可能受到一些其他因素的影响：皮肤色素沉着[48]、低灌注、血红蛋白异常、严重贫血或使用血管升压药等。但值得肯定的是：①SpO2/FIO2、ROX指数、ROX-HR指数、VOX指数、OSI指数检测的无创性，并且有些患者进入急诊不能立即得到血样标本。它们可能比有创的检测具有更大的临床价值[49]。②分诊护士可以在ED预检分诊直接分诊到对应的ED诊疗区域进行分级管理。将病情严重的患者置于适当的优先级。③进入病区管理后可以结合OI指数、PROX指数和HACOR指数等评分工具进行辅助评分，以便于临床工作者对病情的判断更加稳定化。④有创血氧监测（动脉血气分析等）是一个痛苦、昂贵、费时的检查，同时也避免了因动脉血管牵拉而造成的医源性损伤。见表 1。
| 指标 | 优点 | 缺点 |
| SpO2/FIO2 | ①易于获取和计算 ②可以快速评估氧合状态 ③无创 |
①严重通气障碍的患者该指标可能过高估计实际的氧合状态 ②准确性受多种因素影响 |
| ROX指数 | ①评估氧合且可以辅助高级气道的管理 ②计算方法相对简单，可用于常规监测 ③无创 |
在肺部氧合功能严重受损的情况下，该指标可能无法准确反映实际的氧合状态 |
| OI和OSI指数 | ①可以评估通气障碍或肺部氧合受损的氧合状态 ②可以将氧流量产生的气道压作为变量分析以减少因气道压力对结果的准确性 |
需监测气道压 |
| HACOR指数 | ①可以同时评估肺部的通气、氧合和酸碱平衡状态 ②对于存在严重通气障碍或肺部氧合受损的情况，该指标可以更准确地反映实际的氧合状态 |
计算方法复杂 |
传染性疾病大流行期间由于患者数量激增，医疗系统承受重压、超负荷运转，医疗资源面对挑战，简单快速的评分工具更适合于当时的局面。但不可否认的是血液标本的直接检测一定程度上可能更接近于患者体内真实的氧合，简易的评分工具在临床中是否能进一步应用还值得商榷，未来需要有更多的研究（特别是使用临床标准：如病死率、住院时间、是否需要重症监护或常规护理）去评估上述评分在严重急性呼吸系统综合征患者中的功能。
利益冲突 所有作者声明无利益冲突
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