术中呼气末二氧化碳水平与术后肺部并发症的关联：两项随机临床试验的患者层面分析

　　本刊推荐：为解决术中呼气末二氧化碳(etCO2)水平与术后结局关系不明的问题，研究人员开展了一项患者个体数据分析研究，发现低etCO2(<4.7 kPa)与术后肺部并发症(PPCs)风险增加显著相关(校正HR 1.3)，揭示etCO2水平与PPCs存在反向剂量依赖关系，为术中通气管理提供了重要循证依据。

　　

在全身麻醉手术过程中，机械通气是维持患者呼吸功能的关键环节，然而麻醉医生们常常面临一个看似简单却意义重大的抉择：应该将患者的呼气末二氧化碳(etCO₂)维持在什么水平？尽管现代麻醉机能够精确监测etCO₂，但关于术中etCO₂水平与术后患者预后之间的关系却一直缺乏明确证据。临床实践中，为了维持所谓的"正常"二氧化碳水平，麻醉医生可能会不自觉地使用较高的潮气量(V_T)或呼吸频率(RR)，这种操作是否会对患者术后恢复产生负面影响，成为了一个亟待解答的重要问题。

以往的研究显示，术中低etCO₂水平与术后死亡率和住院时间延长存在关联，但这些研究多为观察性设计，无法充分控制混杂因素。特别是在当前肺保护性通气策略(LPV)广泛推行的背景下，使用低潮气量(≤8 ml/kg预测体重)已成为标准做法，但呼吸频率的调节仍主要依赖临床医生的经验判断。这种实践差异可能导致患者在不同医疗机构接受手术时，经历的etCO₂管理策略存在显著差异，进而影响手术结局。

为了解决这一证据空白，由Prashant Nasa、David M.P. van Meenen、Frederique Paulus等专家组成的研究团队开展了一项精心设计的患者个体数据分析研究。这项研究创新性地合并了两项大型随机临床试验——PROVHILO试验(针对非肥胖患者)和PROBESE试验(针对肥胖患者)的数据，共纳入2793例接受全身麻醉大手术的患者，深入探讨了术中etCO₂水平与术后肺部并发症(PPCs)之间的关系。

研究人员采用了几项关键技术方法：首先，他们建立了合并数据库(REPEAT数据库)整合了两个RCT的个体患者数据；其次，运用时间加权分析和倾向评分匹配来调整混杂因素；第三，采用局部加权散点平滑回归(LOESS)分析etCO₂与PPCs的剂量反应关系；最后，通过赢率分析(Win Ratio analysis)评估临床结局的层次重要性。所有分析均基于严格的事先制定的统计方案，并使用R软件完成。

参与者特征

研究最终纳入了2793例患者，其中821例(29.4%)被归类为低etCO₂组(<4.7 kPa)，1972例(70.6%)为正常至高etCO₂组(≥4.7 kPa)。低etCO₂组患者年龄更大(62岁 vs 51岁)，体重更轻(88kg vs 112kg)，BMI更低(28 vs 40 kg/m2)，但具有更高的ARISCAT风险评估分数(41 vs 38)。两组在手术类型方面没有显著差异，95%的患者接受了腹部手术。

通气特征

分析显示，与正常至高etCO₂组相比，低etCO₂组接受了更高的潮气量(7.8 vs 7.1 ml/kg预测体重)和更高的按体重标准化分钟通气量(69 vs 60 ml/kg/min)。值得注意的是，低etCO₂组的呼吸系统顺应性更高(36 vs 30 ml/cmH₂O)，机械功率更低(11 vs 13 J/min)，但峰值气道压力更低(22 vs 26 cmH₂O)。

主要终点

最重要的发现是，低etCO₂组术后肺部并发症发生率显著高于正常至高etCO₂组(34% vs 23%)，调整后的风险比(HR)为1.3(95%置信区间1.1-1.6)。这种差异主要体现在轻度呼吸衰竭(21.3% vs 15.1%)、支气管痉挛(3.4% vs 1.3%)、肺部感染(8.6% vs 3.3%)和胸腔积液(12.9% vs 5.2%)等方面。

次要分析

时间加权分析揭示了etCO₂水平与PPCs之间存在反向线性关系——etCO₂水平越低，PPCs风险越高。这种关系在倾向匹配分析中得到了进一步证实。此外，低etCO₂组患者意外入住ICU的比例更高(19.9% vs 5.6%)，住院时间更长(8天 vs 4天)。

敏感性分析

按BMI分层的分析显示，无论是肥胖患者(BMI≥30 kg/m2)还是非肥胖患者，低etCO₂都与更高的PPCs风险相关。研究未发现PEEP水平或ARISCAT评分与PPCs发展之间存在交互作用。

赢率分析

虽然在对肺部终点事件的赢率分析中未发现组间差异，但在包含患者为中心结局的层次分析中，低etCO₂组的表现较差(赢率0.37)，这主要是由于该组患者的住院死亡率和住院时间较差。

研究结论与讨论部分强调了几个重要观点。首先，这项研究表明即使在实施肺保护性通气策略的情况下，术中低etCO₂仍然与增加的术后肺部并发症风险相关，且存在剂量依赖性的反向关系。这一发现在临床实践中具有重要指导意义，提示麻醉医生应避免过度追求较低的etCO₂水平。

其次，研究人员对潜在机制进行了深入讨论。低etCO₂通常是由于过度肺泡通气造成的，尽管两项RCT中都规定了低潮气量的肺保护性通气策略，但仍有29%的患者出现低etCO₂。这可能是因为麻醉医生在面对顺应性较好的肺部时，尽管etCO₂水平已经较低，仍不愿意降低呼吸频率。

关于etCO₂与动脉血二氧化碳分压(PaCO₂)之间的关系，作者指出etCO₂是肺泡水平的替代指标，PaCO₂可能比etCO₂高0.3-0.7 kPa。这种梯度主要反映肺泡死腔，在通气-灌注不匹配、PEEP升高、肺部病理状况或右心输出量降低时可能进一步扩大。研究中观察到的低etCO₂组低血压发生率较高(38.2% vs 26.8%)也支持了这一观点，因为低 cardiac output会减少肺灌注并增加PaCO₂-etCO₂梯度。

低碳酸血症对生理的多方面影响值得关注。它可能减少脑血流并增加脑氧耗， dissociating 代谢与脑血流的关系。此外，低碳酸血症可能通过多种机制 adversely 影响通气-灌注匹配，如降低呼吸系统顺应性、减弱低氧性肺血管收缩、引起支气管痉挛和肺内分流等。实验研究还发现严重低碳酸血症与肺水肿风险增加相关，因为它损害肺泡液体重吸收。

该研究的优势包括首次使用患者个体数据进行多中心大样本分析，采用标准化的肺保护性通气策略最小化高潮气量对肺损伤的影响，以及通过倾向匹配减轻已知混杂因素的影响。然而，作者也承认了几个局限性：由于是事后分析，只能解释为关联而非因果关系；缺乏同步 cardiac output和PaCO₂测量，可能有些患者存在显著的PaCO₂-etCO₂梯度；etCO₂二分法可能造成信息损失等。

最终，这项发表在英国麻醉学杂志的重要研究为我们理解术中通气管理提供了新的证据基础。研究表明术中低etCO₂(<4.7 kPa)与更高的术后肺部并发症风险相关，且存在剂量依赖性的反向关系。这些发现强调需要前瞻性随机试验来验证是否应将etCO₂维持在4.7-6.0 kPa范围内作为通气管理目标，从而优化手术患者的临床结局。