經鼻高流量氧療與無創正壓通氣治療COPD伴Ⅱ型呼吸衰竭的Meta 分析

陳杰

（山東省泰安市新泰市人民醫院重癥監護室 新泰 271200）

慢性阻塞性肺疾病（COPD）的患病率正在迅速上升，預計到2030年，它將成為世界上第三大致命疾病[1]。COPD 的特征是進行性的、不可逆的氣流受限，并且由于該病門診就診、慢性治療和頻繁住院導致資源利用率高、費用高。COPD 急性加重的常見特征是由于長時間的高碳酸血癥進而發展為急性呼吸性酸中毒，這種臨床狀態稱為急性高碳酸血癥呼吸衰竭（AHRF）[2]。AHRF 的COPD 患者中，近半數在指標住院后的第1年不能存活，80%需要重新入院，近三分之二會出現另一種危及生命的事件[3]。在AHRF的情況下，標準藥物治療的唯一優化失敗可能高達74%。除藥物治療外，2019年Gold 指南統計顯示無創通氣（NIV）治療COPD 的成功率可達80%～85%[4]。NIV 是指沒有任何管道進入氣道的通氣應用，即沒有氣管內插管或氣管造口管。事實上NIV 可改善生命體征和氣體交換，增加肺泡通氣，還可減少患者的呼吸困難、插管需要、ICU 住院時間降低死亡率。然而，NIV 可能不能被很好地耐受，大約25%的受試者有NIV 的禁忌證[5]。經鼻高流量率療（HFNT）是可用于增強通氣，同時提供更高的氧濃度。HFNT 通過大口徑鼻插管，以20～60 L/min 的流量，采用完全調節、加溫和濕化的空氣/ 氧氣混合給患者吸氧[6]。HFNT 能減少鼻咽氣道的解剖性死亡空間，改善大支氣管和小氣管的黏液纖毛清除能力，以及升高呼氣末壓。HFNT 形成顯著依賴于血流的鼻咽間隙CO2洗出效應，可減少解剖死腔的通氣，從而減少CO2潴留[7]。目前，關于HFNT 和NIV 的療效，我們仍然需要調查是否所有患者都能從NIV 或HFNT治療等受益，本研究就這一問題進行探討。現報道如下：

1 資料與方法

1.1 數據檢索 2 位研究者通過閱讀摘要進行文章篩選。檢索資料發表于建庫至2020年4月，比較HFNT 組與NIV 組治療COPD 合并高碳酸血癥的隨機對照實驗（RCT）。具體檢索方法：檢索PubMed、萬方數據、The Cochrane Library、EMbase、CBM、CNKI、VIP 等數據庫。使用醫學主題詞和布爾策略的文本詞進行搜索，并對以下3 類進行交叉搜索：（1） 通 氣 方 式：high flow OR high-flow OR noninvasive OR non-invasive、高流量或無創通氣；（2） 疾病：COPD OR chronic obstructive pulmonary disease、慢性阻塞性肺部疾病；（3）其他相關：結局或預后。我們將文獻類型限制在RCT 中，只包括18 歲以上的成年患者。所有相關研究的參考書目和最近的綜述文章都被掃描以確定額外的引用。在排除明顯不相關的出版物之后，根據我們預先定義的納入標準，對可能符合條件的文章進行進一步全文篩選。分歧以協商一致方式解決。

1.2 納入標準 本研究納入13 個RCT。研究對象為依據《中國慢性阻塞性肺疾病指南》[8]的COPD 合并高碳酸血癥急性呼吸衰竭患者，入院后血氣分析結果為動脈血氧分壓（PaO2）＜60 mm Hg，動脈血二氧化碳分壓（PaCO2）＞50 mm Hg；文章均與NIV 組和HFNT 組相關；觀察指標包括血氣指標如PaO2、PaCO2、氫離子濃度指數（pH）等，以及并發癥發生情況。

1.3 排除標準 不足18 周歲；嚴重呼吸衰竭需要即刻氣管插管：呼吸頻率＞40 次/min、嚴重低氧（高濃度吸氧下氧合指數＜150 mm Hg、嚴重呼吸性酸中毒pH＜7.25、意識障礙等）；存在NIV 禁忌，包括口面部創傷、痰多排痰能力差、血流動力學不穩定等；短期預后不良；7 d 內死亡風險大；正在進行姑息性治療；其他器官功能衰竭；氣管切開；治療依從性較差；兩組之間沒有進行比較；信息不完整；不符合納入標準。

1.4 選定文獻的質量評價 質量評價采用5.3 Cochrane 審稿人手冊《RCT 質量標準》中對隱蔽性和致盲性的描述。

1.5 數據提取和統計處理 基本資料包括第一作者、發表年份、COPD 的治療和病例數。觀察指標包括血氣分析和并發癥指標，如PaO2、PaCO2、pH 等。統計數據采用RevMan 5.3 軟件包進行提取。相對風險和95%置信區間用于二進制數據和標準平均差，95%可信區間用于連續數據，測試水平α=0.05。使用漏斗圖來評估是否存在發表偏倚。

2 結果

2.1 檢索結果及偏倚風險 根據預定義的檢索策略，共篩選出11 項RCT[9～19]，906 例。從偏倚風險綜述中回顧作者對納入研究的判斷。使用無創呼吸機進行呼吸支持者451 例，使用高流量濕化氧療機（新西蘭fisher pike）進行高流量濕化氧療者455 例。見圖1。

圖1 檢索結果及偏倚風險

2.2 HFNT 組與NIV 組治療后12 h-PaO2比較 4個研究[10～11，14，17]報告了指標12 h-PaO2，各研究間無異質性（P=0.16，I2=42%），采用固定效應模型進行分析。結果顯示兩組比較，差異有統計學意義[SMD=3.45，95%CI（1.73，5.17），P＜0.000 1]，HFNT 組在治療急性呼吸衰竭12 h-PaO2方面有優勢。見圖2。

圖2 HFNT 組與NIV 組治療后12 h-PaO2 比較

2.3 HFNT 組與NIV 組治療后12 h-PaCO2比較 4個研究[10～11，14，17]報告了指標12 h-PaCO2，各研究間有異質性（P＜0.000 01，I2=90%），采用隨機效應模型進行分析。結果顯示兩組比較，差異無統計學意義[MD=-0.02，95%CI（-5.02，4.98），P=0.99]。見圖3。

圖3 HFNT 組與NIV 組治療后12 h-PaCO2 比較

2.4 HFNT 組與NIV 組治療后24 h-PaO2比較 7項研究[9～11，13，15～16，18]比較了HFNT 組和NIV 組的24 h-PaO2水平。各研究間異質性差異檢驗（P=0.11，I2=43%），差異無統計學意義，可以采用固定效應模型進行分析。結果表明，HFNT 組與NIV 組之間差異無統計學意義 [MD=0.51，95%CI（-0.82，1.85），P=0.45]。見圖4。

圖4 HFNT組與NIV 組治療后24 h-PaO2 比較

2.5 HFNT 組與NIV 組治療后24 h-PaCO2比較 8項 研 究[9～11，13，15～16，18]比 較 了HFNT 組 和NIV 組 的24 h-PaCO2水平。各研究間異質性差異檢驗（P=0.41，I2=3%），差異無統計學意義，可以采用固定效應模型進行分析。結果表明，HFNT 組與NIV 組之間差異無統計學意義[MD=-0.68，95%CI（-1.66，0.30），P=0.17]。見圖5。

圖5 HFNT 組與NIV 組治療后24 h-PaCO2 比較

2.6 HFNT 組與NIV 組治療后24 h-pH 比較 在本研究中6 個研究[10～11，13，15～16，18]報告了24 h-pH 指標，各研究間有異質性（P=0.03，I2=60%），采用隨機效應模型進行分析。結果顯示HFNT 組與NIV 組比較，差異無統計學意義[MD=-0.00，95%CI（-0.02，0.02），P=0.86]。見圖6。

圖6 HFNT 組與NIV 組治療后24 h-PH 比較

2.7 HFNT組與NIV 組治療后48 h-PaO2比較 本研究中，4 項研究[13～15，18]對HFNT組與NIV 組的48 h-PaO2水平進行了比較。各研究間進行異質性差異檢驗（P=0.12，I2=48%），比較發現，差異無統計學意義。因此，我們采用固定效應模型進行分析。治療后，HFNT 組48 h-PaO2值高于NIV 組。在AHRF 患者中，HFNT 組與NIV 組的48 h-PaO2值比較，差異有統計學意義 [MD= 2.35，95%CI（0.67，4.02），P=0.006]。見圖7。

圖7 HFNT組與NIV 組治療后48 h-PaO2 比較

2.8 HFNT 組與NIV 組治療后48 h-PaCO2比較本研究中，5 項研究[13～15，18～19]比較了HFNT組和NIV組的48 h-PaCO2水平。各研究間的異質性差異檢驗（P=0.007，I2=71%）具有統計學意義。因此，我們采用隨機效應模型進行分析。治療后，HFNT 組48 h-PaO2值高于NIV 組。在AHRF 患者中，HFNT 組與NIV 組差異有統計學意義 [MD=-2.74，95%CI（-5.26，-0.02），P=0.03]。見圖8。

圖8 HFNT組與NIV 組治療后48 h-PaCO2 比較

2.9 HFNT組與NIV 組治療后48 h-PH 比較 本研究中有3 項研究[13，15，18]比較了HFNT組與NIV 組的48 h-pH 水平。不同研究間的異質性差異檢驗（P=0.25，I2=28%），差異無統計學意義。因此，我們采用固定效應模型進行分析。結果表明，HFNT 組與NIV組之間差異無統計學意義[MD=0.02，95%可信區間（-0.00，0.04），P=0.10]。見圖9。

圖9 HFNT組與NIV 組治療后48 h-PH 比較

2.10 HFNT 組與NIV 組治療后72 h-PaO2比較本研究中有3 項研究[11，15～16]比較了HFNT組與NIV組的72 h-PaO2水平。各研究間異質性差異檢驗（P=0.88，I2=0%），差異無統計學意義，可以采用固定效應模型進行分析。結果表明，HFNT 組與NIV 組之間差異無統計學意義[MD=0.64，95%可信區間（-1.51，2.79），P=0.56]。見圖10。

圖10 HFNT組與NIV 組治療后72 h-PaO2 比較

2.11 HFNT組與NIV 組治療后72 h-PaCO2比較4 項 研 究[11～12，15～16]比 較 了HFNT 組 和NIV 組 的72 h-PaCO2水平。研究間異質性差異檢驗（P=0.09，I2=53%）差異有統計學意義。因此，我們采用隨機效應模型進行分析。結果表明，HFNT 組與NIV 組之間差異無統計學意義 [MD=-0.50，95%可信區間（-2.42，1.43），P=0.61]。見圖11。

圖11 HFNT 組與NIV 組治療后72 h-PaCO2 比較

2.12 HFNT組與NIV 組治療后72 h-pH 比較 3項研究[11，15～16]比較了HFNT組與NIV 組的72 h-pH水平。不同研究間的異質性差異檢驗（P=0.06，I2=80%），差異具有統計學意義，可以采用隨機效應模型進行分析。結果表明，HFNT 組與NIV 組之間差異無統計學意義[MD=-0.02，95%可信區間（-0.04，0.01），P=0.16]。見圖12。

圖12 HFNT 組與NIV 組治療后72 h-pH 比較

2.13 發表偏倚 本研究包含11 篇文章[9～19]，用乞討的漏斗圖評估出版偏倚。結果表明，觀測指標的漏斗圖基本上是對稱的，漏斗圖的形狀并沒有顯示出任何明顯的不對稱性。結果顯示沒有任何發表偏見的證據。見圖13。

圖13 漏斗圖

3 討論

COPD 急性加重以呼吸系統癥狀突然加重、呼吸功能減退、預后差為特征[20]。COPD 中度至重度加重的患者經常發生急性呼吸衰竭，這種情況通常需要急診和住院治療。國家指南推薦COPD 急性進行性加重和呼吸衰竭患者采用NIV 作為治療的附加模式[21]。NIV 已被證明可降低插管率并提高需要通氣支持COPD 患者的生存率，建議將其用于Ⅱ型呼吸衰竭的COPD 患者治療中[22]。然而，NIV 存在不足之處，如舒適性降低、患者與呼吸機的交互和同步性差，這往往很難被識別和管理[23]。近年來HFNT在穩定和加重COPD 患者中的應用越來越多[24]。

本研究Meta 分析結果顯示，12 h 和48 h 后，HFNT 組PaO2水平高于NIV 組。HFNT組在48 h 時的PaCO2水平高于NIV 組。兩組治療后12 h-PaCO2、24 h-PaO2、24 h-PaCO2、24 h-pH、48 h-pH、72 h-PaO2、72 h-PaCO2、72 h-pH 相比較，差異無統計學意義。

NIV 已被證明是一種有效的呼吸支持技術，可改善氣體交換，減少COPD、急性心源性肺水腫和鈍性胸部創傷患者的插管需求，降低病死率[25]。Plant等[26]研究具有里程碑意義，研究包括236 名患者，其中一半接受了標準治療和額外的NIV，結果顯示，早期在普通病房中對輕度和中度酸中毒的COPD 患者使用NIV，可以快速改善生理變量，降低有創機械通氣的需要和住院死亡率。NIV 治療急性呼吸衰竭，可處理氣體交換異常，減少呼吸困難跡象及副呼吸肌的活動[27]。然而，NIV 不耐受是一種頻繁發生的情況，它增加了NIV 失敗率、插管率和總死亡率[28]。此外，因為患者不適感和不良反應頻繁發生在使用過程中，如皮膚損傷、空氣泄漏、幽閉恐懼癥等，導致患者的忍耐力較差。

HFNT是一種新穎的氧療方法，具有良好的耐受性。理論上HFNT 適用于COPD 患者，因為它可以提供較高的氣流，但吸入氣中的氧合指數（FiO2）水平相對較低，可以產生較小的正平均氣道壓力，緩解呼吸窘迫，減少呼吸功。HFNT可以持續地從上呼吸道排出二氧化碳（沖洗鼻咽死腔），減少死腔，允許更有效的肺泡通氣。HFNT的有益效果包括：輸送高流量，更好地匹配患者的峰值吸氣流量，最終使設置FiO2得以實施；在氣道內提供少量正壓，以增加呼氣末肺容積；沖洗鼻咽死腔，以加強二氧化碳的清除；有良好的耐受性和舒適性[29～31]。多項研究表明，與常規氧療相比，HFNT 改善了急性低氧性呼吸衰竭患者的呼吸做功和呼吸模式。由長期治療引起的面部皮膚破損是比較常見的，也會增加NIV 的不耐受。此外，通過鼻孔釋放溫暖、濕潤的氣體，避免了NIV口罩對面部皮膚施加壓力所產生的不適，HFNT 的耐受性比NIV 好，可以連續使用較長時間。

綜上所述，使用鼻插管以預先設定的FiO2比例輸送高流速的加熱和增濕氣體是傳統氧療的一種有吸引力的替代方案，而且可能替代NIV。