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COVID-19(新冠肺炎)如何悄无声息地夺走患者的氧气?

美国乔治华盛顿大学医院(George Washington University Hospital)有位59岁的男性患者死于COVID-19,从这张以电脑断层扫

美国乔治华盛顿大学医院(George Washington University Hospital)有位59岁的男性患者死于COVID-19,从这张以电脑断层扫描制成的3D模型图,可以看出患者的肺部有多处损伤(黄色区域)。 PHOTOGRAPH COURTESY GEORGE WASHINGTON HOSPITAL AND SURGICAL THEATER

(神秘的地球uux.cn报道)据美国国家地理(撰文:MAYA WEI-HAAS 编译:黄于薇):医界发现COVID-19有个惊人的症状,就是让患者的血氧浓度悄悄降低,而且患者不易察觉。 医疗专家正在倾力研究背后的病理机制。

玛丽. 塞姆(Mari Seim)站在病人家中的客厅里,惶然不知所措。 这位60多岁的男子约在一周前开始生病,出现类似流感的症状。 由于他呼吸频率增加,他的女儿打电话到挪威奥斯陆附近的塔尔纳森医疗中心(Taarnaasen Medical Center),也就是塞姆担任全科医生的诊所。 塞姆立即考虑到COVID-19(新冠肺炎)的可能性,并着手为病患进行相关检查,但结果却出乎她的意料之外。

「他坐在椅子上,脸上带着微笑,」塞姆描述道,「看起来没有什么不舒服的样子。 」

但这名病患的呼吸非常急促,几乎是正常呼吸速率的三倍,他的嘴唇和手指也有点发青。 塞姆直到检查了血氧浓度,才真正明白他的病情有多严重。 正常的血氧浓度应维持在90%以上,她看到的数据却是66%。 有那么一瞬间,塞姆心想应该是她把仪器装反了。 她重新检测,上面的读数却还是一样,于是她马上叫来了救护车。

这名病患出现的症状称为隐形缺氧(silent hypoxia),在COVID-19感染者身上似乎相当普遍,但一开始往往不会察觉。 COVID-19与其他呼吸道疾病不同,会慢慢让身体缺氧,刚开始并不会让人感到呼吸困难,但部分患者会逐渐觉得难以呼吸或感到胸闷;这两者都是美国疾病管制与预防中心列为紧急危险征兆的症状,出现时病情已经相当危急。

隐形缺氧这种症状让许多医师大感惊讶,有些患者的血氧浓度低到让医护人员认为他们应该已经语无伦次或处于休克状态,但他们却意识清楚、情绪平稳而且能正常应答,可以和医师聊天,也可以滑手机。 科学家虽已了解让病患不会立刻感到呼吸困难的生理学原理,但还在努力厘清COVID-19是如何破坏人体,以及为何这种疾病能够悄悄夺走人体的氧气。
 
呼吸困难的原因

呼吸困难通常与肺组织失去弹性有关。 许多呼吸道疾病都会使肺发炎、受伤结疤或是累积脓液,导致肺组织硬化。 硬化会妨碍肺脏的运作活动,产生空气被从身体里挤出来的感觉。

肺硬化也会影响病患排出二氧化碳的能力,而二氧化碳在体内积累会启动身体的反应机制,强烈促使我们吸气。 人体的二氧化碳浓度通常维持在一定范围内,如果二氧化碳增加,大脑就会接收到紧急警告,也就是呼吸困难的感觉。

宾州大学医学中心(Penn Medicine)的胸腔暨重症加护医师卡麦隆. 巴斯顿(Cameron Baston)表示,许多COVID-19患者似乎并没有出现这两种反应。 在病程初期,很多病患的肺脏仍保有弹性,就像气球一样,所以他们仍然可以正常呼吸。 随着体内含氧量慢慢下降,病患的身体会为了补足氧气而逐渐增加呼吸频率,连带排出体内的二氧化碳。 结果就是病患的身体悄悄地开始缺氧,有些患者体内含氧量甚至低到相当危险的程度,但却没有出现二氧化碳增加的情况,因此身体也不会接收到警讯。

急诊科医师理查德. 莱维坦(Richard Levitan)曾自愿到纽约的贝尔维医院(Bellevue Hospital)服务十天,协助治疗COVID-19患者,他表示:「几乎在所有临床经验中,肺部发生疾患时,吸收氧及排除二氧化碳的能力也都会出问题,但COVID-19这种疾病却不同。 」

莱维坦指出,医界先前就在高海拔登山者和飞行员身上观察到隐形缺氧的现象。 这是因为高度增加时,气压会随之降低,所以每次吸气获得的氧分子较少,但急促呼吸时仍会排出二氧化碳。 他强调,高山症和COVID-19的成因大不相同,因此治疗方式也大相迳庭,网络上某些将两者混为一谈的说法并不正确。 不过,对于这两种病症造成的缺氧,人体都会出现呼吸急促的反应。

在挪威特种作战司令部(Norwegian Special Operations Command)担任医师的低压医疗专家威廉. 奥特斯塔(William Ottestad)表示,他们也曾针对飞行员进行研究,让飞行员在低氧(低压)舱内受训,以找出隐形缺氧过程的细微症状;因为飞行时机舱内部的气压降低,有可能会发生隐形缺氧。 他补充说:「隐形缺氧是逐渐发生的,难以察觉,所以也被称为隐形杀手。 」这是因为舱内压力突然降低,会让飞行员失去意识而坠机。

在这类情况下,由于急促呼吸导致二氧化碳浓度较低,会让氧气与血红素(红血球中负责载运氧气的蛋白质)结合得更紧密,身兼奥斯陆大学医院(Oslo University Hospital)空中紧急救援部麻醉师的奥特斯塔表示,这代表只要心脏持续强力压送血液,就能将更多氧气输送到需要的组织。

COVID-19患者的情况与飞行员有几分类似,呼吸急促的病患在染疫初期大多仍保有良好的心脏功能,因此仍有能力将血液输送到身体末梢部位。 奥特斯塔推测,要不是二氧化碳浓度很低,COVID-19患者体内的含氧量可能会比现在量测到的更低,将使重症患者的病况雪上加霜。

对于在初期发现隐形缺氧的症状能否改善COVID-19患者的预后情形,目前专家尚未深入研究。 但是,长期缺氧会让心脏乃至其他体内系统过度耗损,而巴斯顿指出,慢性阻塞性肺部疾病(简称COPD)的患者在接受氧气补充治疗后,可以提高预期寿命。

为什么会发生隐形缺氧?

奥特斯塔表示,目前我们还不知道新型冠状病毒是如何引起隐形缺氧,这个问题让我们相当困惑。 」不过,还是有人提出一些假设。

其中一个假设的根据,在于氧气从肺部进入血液时,是透过称为肺泡的小气囊送入血管中。 SARS-CoV-2(新型冠状病毒的正式名称)会利用表面的棘状蛋白,附着在细胞膜表面的受体蛋白「ACE2」上入侵细胞,而肺脏和肺泡上有非常多的ACE2。 一旦病毒侵犯的细胞达到一定数量,人体免疫反应和病毒之间的大战就会造成许多破坏。

奥特斯塔表示,这可能会阻碍氧气从肺泡进入血液的通道,但是二氧化碳可以较快从血液进入肺脏、排出体外,因此较不受影响。 他提出两项小规模的遗体解剖研究,结果都显示COVID-19在病程初期就会使肺泡附近的组织发炎。

在美国犹太健康医院(National Jewish Health)担任重症医学科主任的胸腔科医师威廉. 约翰逊(William Janssen)表示,另一个可能的原因,就是COVID-19会使肺部的氧气移动与血流不协调。 一般来说,血管会收缩,让血液尽量流入肺脏中充满气体的部位载运氧气,减少缺氧部位的血流。 但COVID-19患者的这套保卫机制可能会失常,使得更多血液流向肺脏受损的部位,反而较少血液流经健康部位。

约翰霍普金斯医院(Johns Hopkins Medicine)的胸腔暨重症加护医师艾妮. 纽普顿(Enid Neptune)表示,血管中的微小血栓可能会阻塞,使血液难以流入肺脏中含氧量高的部位。 已有许多学者指出,血栓增加可能是COVID-19致死的原因之一。 有些医师正在争论是否应让COVID-19患者使用抗凝血剂来预防血栓发生,但约翰逊提醒,应先进行更大规模的试验,才能将抗凝血剂纳入常规治疗。

不仅如此,宾州大学医学中心的巴斯顿医生表示,会引发隐形缺氧的或许不只有COVID-19;巴斯顿负责治疗严重及罕见肺部疾病的患者,他曾遇过病人因细菌性肺炎等其他病症出现隐形缺氧,虽然这种情况并不常见。

「COVID-19就是让我们在重症病人身上看到的症状,出现在全国所有的社区医院里。 」巴斯顿说道。

担心发生隐形缺氧,该怎么办?

COVID-19的症状扑朔迷离,促使许多医疗人员努力寻求更有效的治疗途径。 如今很多医师认为除非患者病况恶化,否则应该暂缓使用机械式呼吸辅助,在初期改用较不具侵入性的支持疗法,例如氧气补充治疗、让病患采取俯卧姿势提高氧气通气量等。

莱维坦表示,让大众注意到COVID-19有隐形缺氧这种不易察觉的症状,可以促使患者提早就医,不要等到病况恶化、需要使用机械式呼吸辅助时才寻求医疗协助。 他指出,有种称为血氧分析仪的仪器,操作简便、适合在家使用,如果出现其他症状,就可以使用血氧分析仪监测是否有隐形缺氧的情况。

「这不是万灵丹,无法避免所有患者死于COVID-19,」莱维坦直言:「但我们需要让大家感觉到希望,并提供民众更多信息,这样一来人们才能够理解现在发生的情况。 」

西班牙某所大学正与挪威多间医疗中心合作,召集COVID-19患者来研究血氧分析仪等生物传感器应用在远距追踪患者病况上的成效。 研究团队希望这样的方式能用于提早发现感染者,并降低轻症患者长期住院的需求。

其他医生大多认同家用血氧分析仪可以用于监测病情,不过约翰逊强调,使用血氧分析仪仍需咨询专业医疗人员。 COVID-19疫情使得人心惶惶,他忧心患者会因惧怕感染风险而不敢进入医疗院所,造成病患无法与医生充分沟通、擅自判断病情。

他给的建议非常简单:「只要生病,一定要打电话谘询医生。 」




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