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高氧对心肌梗死及心衰患者的危害

 

本文来源于中华医学杂志, 2017,97(20) 作者 刘婧

氧是维持机体生理活动与健康的必需物质。在一些疾病(如严重感染、心血管疾病导致的心功能不全等)状态下,常常伴随组织缺氧或低氧血症,导致一系列不良后果。经鼻导管或面罩吸入氧气治疗(简称氧疗)常常可以改善缺氧状态,部分缓解上述疾病的相关症状。在临床实践中,氧疗常常被过度使用。对于冠心病、心力衰竭等心血管疾病患者,无论其是否存在低氧血症,往往常规予以氧疗甚至高氧治疗。然而,近年来不少研究显示,上述疾病患者常规氧疗并无获益,高氧治疗甚至带来有害结果。因此,梳理心血管疾病氧疗的历史与现状、了解氧疗尤其是高氧治疗的心血管危害、规范临床实践中的氧疗,十分重要。

心血管疾病的氧疗现状

对心血管疾病患者进行氧疗已经有超过100年的历史。1900年《英国医学杂志》(BMJ)杂志首次刊登了Steele关于吸氧缓解严重心绞痛的文章,此后吸氧被广泛用于心血管疾病的治疗,并列入心肌梗死患者的常规治疗中。如2004年美国心脏病学会/美国心脏协会(ACC/AHA)ST段抬高心肌梗死(STEMI)指南建议:存在肺淤血、动脉血氧饱和度(SaO2)<90%的患者应吸氧[Ⅰ类推荐(获益显著大于风险,下同),B级证据(证据来自单个大样本随机对照试验或非随机化研究)];所有无并发症的心肌梗死患者在发病6h内应接受常规氧疗[Ⅱa类推荐(获益大于风险),C级证据(证据来自专家观点、病例报告或治疗标准,下同)]。2013年欧洲心脏病学会(ESC)STEMI指南建议:SaO2<95%、呼吸困难或急性心衰患者应吸氧(Ⅰ类推荐,C级证据)。近期我国发布的2015急性STEMI诊断和治疗指南的入院后一般处理中指出,所有STEMI患者应立即给予吸氧和心电、血压和SaO2监测,及时发现和处理心律失常、血液动力学异常和低氧血症。合并左心衰竭(肺水肿)和(或)机械并发症的患者常伴严重低氧血症,需面罩加压给氧或气管插管并机械通气(Ⅰ类推荐,C级证据)。

由此可见,指南对于存在低氧血症的心肌梗死患者推荐予以氧疗,但对于无低氧血症者氧疗与否推荐不一。相对于心肌梗死,对心力衰竭患者的氧疗分歧较小。近期美国、加拿大及欧洲的心力衰竭指南通常建议存在低氧血症,尤其是SaO2<90%时应予以氧疗(Ⅰ类推荐,C级证据);而无低氧血症时,不推荐常规氧疗[Ⅲ类推荐(风险大于获益),C级证据]。

尽管如此,在"真实世界"中,绝大多数心肌梗死和心力衰竭患者仍常规接受了氧疗,包括众多无低氧血症的患者。调查显示,近半数医师认为氧疗可以降低病死率,25%认为吸氧可以缓解胸痛。一个"普遍接受"的观念是,氧疗也许无益,但至少无害。然而,始于心肌梗死再灌注治疗时代之前的氧疗,多数证据来自非随机对照试验、临床经验甚至实验研究。血氧正常的心血管病,尤其是心肌梗死患者的氧疗缺乏充分的随机对照试验(RCT)证据和系统评价。而近年来不断有临床研究显示,氧疗尤其是高氧治疗对心肌梗死及心力衰竭患者,非但无益,甚至可能有害。

高氧治疗与心肌梗

尽管尚未统一,但临床上通常将体内血氧过高,尤其是动脉血氧分压(PaO2)≥120mmHg(1mmHg=0.133kPa)定义为高氧血症,将吸入氧浓度(FiO2)≥50%定义为高氧治疗。

在Steele文章发表后50年,Russek等的研究表明,心肌梗死患者通过面罩吸入100%纯氧导致更为显著、更长时间的心肌缺血,并未减少心绞痛的发作频次及持续时间。这一作用在近50年后被McNulty等再次证实,稳定性冠心病患者面罩吸入纯氧15min后冠脉阻力显著增加40%,血流下降近30%。2010年Cabello等的荟萃分析显示,接受氧疗的心肌梗死患者死亡风险增加近2倍。但该荟萃分析最终纳入的仅为三项小样本研究,统计学把握度不足,因而结果为非结论性。"空气、氧气对照治疗心肌梗死试验"(AVOID),纳入441例血氧正常(SaO2≥94%)的STEMI患者,随机分为氧疗组(6~8L/min)及非氧疗对照组,所有患者均接受经皮冠状动脉介入治疗。结果发现,住院期间氧疗组心肌梗死再发及心律失常发生率高,肌酸激酶水平更高;随访6个月时磁共振评价的心肌梗死面积氧疗组更大;两组住院期间及6个月时的病死率无显著差异。AVOID试验中患者并非采用常规低流量吸氧(2~4L/min),但至少证明心肌梗死患者高流量吸氧并无显著获益。

目前多数研究显示心肌梗死高氧治疗是有害的。而对于低流量吸氧常规用于无低氧血症的心肌梗死患者的做法,也需引起质疑。因为"缺乏有害的证据,并不意味着可以证明其无害"。"心肌梗死是否需要常规吸氧"这一问题,亟需大样本RCT来提供答案。正在进行的"氧疗在疑似急性心肌梗死中作用的确定试验"(DETO2X-AMI)即针对这一问题进行探索。这项研究共纳入6600例急性心肌梗死患者,随机予以6~12h吸氧治疗(6L/min),以评估吸氧对患者预后的影响。该研究的主要终点旨在评估急性心梗患者接受氧疗,是否可降低1年时病死率。次级终点为30d病死率、主要心血管不良事件及卫生经济学指标评估。研究启动于2013年,计划于2018年初完成,这一试验结果将对未来指南制定产生直接影响。

高氧治疗与心力衰

高氧在心力衰竭患者中的作用也有大量研究。Daly和Behnke早期的研究已经发现高流量吸氧在SaO2≥90%的心力衰竭患者可以显著降低心输出量。近期多项观察性研究及队列研究显示,高氧可显著增加系统血管阻力、增加心室充盈压及肺毛细血管楔压降低心输出量及每搏输出量、减少冠脉血流,影响心力衰竭患者的心脏舒张功能。尽管上述研究纳入不同类型的心力衰竭患者,病程及严重程度不一,结果总体显示,高氧治疗对于心力衰竭的患者是有害的。

高氧的心血管效应

高氧治疗引发的心血管效应主要有如下几个方面:(1)促进内皮活性氧簇(ROS)的生成。高氧血症及高氧治疗可以直接促进过量超氧化物或过氧化物等ROS的生成,导致氧化应激以及细胞损伤甚至凋亡的发生。可能的机制涉及线粒体电子转运链、尼克酰胺腺苷双核甘酸磷酸化氧化酶、非酶反应途径等。(2)促进冠状动脉、脑血管及全身血管床收缩。高氧血症可使得冠状动脉血流减少8%~30%,远远超过高氧吸入带来的血氧浓度增加,导致进入心肌的氧大幅减少,使得心肌顺应性下降,甚至收缩力也显著降低。高氧还显著增加迷走张力,减慢心率,从而导致心输出量进一步下降。

关于氧疗的规范

鉴于当前心血管疾病中氧疗存在的问题以及高氧治疗的潜在危害,亟需规范心肌梗死、心力衰竭等心血管危急重症的氧疗。早在2008年,英国胸科学会(BTS)急诊氧气应用指南指出,氧疗仅推荐用于存在低氧血症的患者。随后的英国国家临床优化研究所(NICE)心源性胸痛指南、英国急救车用氧指南等均给出了类似的建议。NICE建议,疑诊为心肌梗死的患者无需常规氧疗,但应通过脉氧计监测SaO2,最好在院前急救阶段实施。当SaO2<94%且没有高碳酸性呼吸衰竭时,给予氧疗使SaO2维持在94%~98%,合并慢性阻塞性肺病(COPD)患者存在高碳酸性呼吸衰竭SaO2维持在88%~92%。

在更多更为确切的证据出现之前,对于心肌梗死的患者,纠正低氧血症或肺水肿的根本措施在于尽快进行血管重建恢复血流,在此基础上可酌情采用面罩等方式进行氧疗,使SaO2维持在94%~98%,但应避免高氧带来的血流动力学及代谢的不良影响。心力衰竭的氧疗应限于存在低氧血症的患者。