首例患者遗体解剖显示，新冠病毒主要攻击的仍是肺部。重症病例中，患者多死于窒息。这一切是怎么发生的？肺炎显微图像，图文无关新冠疫情还在持续，截至目前（3月5日）已致全国超人死亡，重症患者死亡率超50%，报告显示，患者多死于呼吸衰竭。各项研究均表明，新冠病毒主要损伤肺部。最新的患者遗体解剖报告（2月28日，首例）显示，虽然病毒导致的肺部纤维化（肺组织损伤后自我修复留下的“疤痕”）没有SARS导致的严重，但渗出性反应却更明显。重症患者的肺组织被大量黏液包裹导致缺氧，是死亡主因。可是肺里怎么会出现黏液，到底发生了什么？它如何影响呼吸？医生们没有办法解决吗？枝繁叶茂的“生命之树”这个问题要从肺的解剖结构说起。你可能从未见过自己的肺长什么样子，但一定见过树，那些枝叉顶端的叶子就是树的呼吸部位。人的肺也像一棵树一样，它的“叶子”就是各个气管末端的“肺泡”。看上去像一串串葡萄。人的肺泡，看上去像一串串葡萄肺泡被毛细血管环绕，每次呼吸，流经周围的血液一边从肺泡取走新鲜氧气，一边把二氧化碳交换出去。肺泡和毛细血管之间透过肺泡壁和血管壁交换气体（实际上，肺泡壁和血管壁大部分都融合在了一起，总厚度才0.4微米，如此亲密无间就是为了让气体交换更高效）肺泡非常小，每个直径才0.2~0.5毫米，但数量众多，加在一起，与空气接触的表面积就非常可观。人体内约有6亿个肺泡，如果全部铺开，面积可达平方米，成年人每天需约升氧气，完全不在话下。当病毒经由呼吸道感染肺部，炎症反应使得肺部的血管扩张，血管壁的通透性（物质透过性）增强，血液中富含蛋白质的液体便会渗出血管外，挡在血管与肺泡之间，甚至漫进肺泡腔，阻碍肺泡中的氧气往血液扩散。被感染的组织会呈局部水肿状态。局部水肿在炎症早期是有积极意义的：渗出液能稀释毒素，为前来消灭病原体（病毒）的免疫细胞带来营养，并带走代谢产物。此时，血液仍可以从其他健康肺泡获得氧气，患者的缺氧症状不会太明显。但是，如果炎症加重，波及的范围太广，大面积液体渗出就会迅速加重身体缺氧。患者遗体解剖报告显示，新冠病毒主要引起以深部气道和肺泡损伤为特征的炎性反应，病变以渗出性为主。死者的肺组织被大量黏液包裹，阻碍了通气。原本像气球一样收放自如的肺泡，好似里里外外被糊满了浆糊、又灌进了水，氧气自然无法顺利进入血液。老年或自身带有慢性疾病的重症患者，因免疫力较弱，病毒大量复制，治疗效果较差，炎症更容易波及整个肺部，令能有效吸收氧气的区域所剩无几。这样，无论血液如何勤快地往肺里跑，都注定无功而返。全身的缺氧逐渐加重，患者的预后也就堪忧了。重症患者体内被渗出液包围的肺泡，就像这些气球不过以上都是身体内部发生的事，我们又如何得知身体缺氧呢？一个是呼吸频率加快。当呼吸所获取的氧气较正常减少，身体就会补偿性地加快呼吸。正常人每分钟呼吸16~20次，而重症患者呼吸次数往往超过每分钟30次。这种高频呼吸对人的体能消耗很大。另外，由于缺氧，心脏不得不派血液更勤快地去全身送氧，心率加快也很常见，进一步增加患者的能量消耗。另一个是血中氧饱和度降低。“血氧饱和度”是判断患者缺氧程度的常用指标，通俗讲，就是装满氧气的红细胞占全部红细胞的百分比。从物理性质看，含氧量较高的动脉血呈鲜红色（不容易吸收红色光），而缺氧的静脉血则比较暗（容易吸收红光）。因此，临床常用一种夹在手指上的血氧饱和仪来测试“血氧饱和度”。它发射红光照射在指尖，通过观察皮下动脉血的红色程度，估算出血中的氧饱和度。指尖脉搏饱和仪，十分小巧，能在不的前提下，十分便捷地获得结果安静状态下，正常人的指尖血氧饱和度不低于95%，若低于93%，说明缺氧已经很严重了。不过，这种方法也有局限性，遇到末梢循环不好、或者贫血的人（测出的氧饱和度正常，但血细胞总数少，身体其实依然缺氧），就可能测不准。所以，最精确的还是直接抽动脉血（如手腕脉搏处）化验，这样还可兼得其他有用指标，比如电解质、酸碱平衡等。对病情不明或危重的患者，验血才是最靠谱。逐级加码的氧气保卫战如果身体已经因为炎症渗出液等问题导致缺氧了，又该怎么办呢？炎症的消退需要时间，即便进行抗感染、消炎处理，也不可能像绞毛巾一样将渗出液一下子去掉。所以只能从氧气上下功夫了。所谓“轻者治病，重者救命”，医生通常根据缺氧程度采取不同级别的给氧策略，以保护患者的重要脏器，助其撑到炎症消退、肺功能恢复的一天。具体而言，从轻到重依次为：1）吸氧最常见到的是吸氧，也叫“氧疗”，即对症状轻微者给予鼻导管或者面罩吸氧。这种方法没啥风险，只是给氧浓度不好控制，容易漏气，当气流较大的时候还会感觉干燥寒冷。所以现在常用可控制流量，并带加温、湿化功能的高流量吸氧设备，让患者更舒适。鼻导管（左）和面罩吸氧（右），患者仍然靠自己呼吸，只是人工增加了吸入气体的含氧量2）无创呼吸机当缺氧症状较严重，无法靠吸氧纠正时，就需要使用呼吸机辅助呼吸。这时候就没有那么舒适了。轻一点的可以使用无创呼吸机。这种呼吸机也是通过面罩和患者相连，通过施加一定的压力（气压）打开气道，帮助肺部膨胀，减少患者呼吸疲劳。由于面罩和患者面部需要紧密贴合，“脸皮比较薄”的人很容易发生面部压伤。而且喝水、吃饭、呕吐、咳痰的时候都得拿下，以防将异物吹进气管。因此这种方法只适用于意识清醒，能平静配合的患者。无创呼吸机的各种面罩需要良好固定3）有创呼吸机对于严重缺氧，或意识不清无法配合无创呼吸机的患者，就不得不使用机器接管患者的呼吸了。也就是有创呼吸机。医生会从患者喉部声门处插入导管，或切开气管让呼吸机的管子直通患者的气道。这些都属于创伤性操作，但对危重病人意义重大。由于不再通过口鼻部给气，也就避开了消化道，降低了呕吐物等被不小心吸入气道的风险，还有利于及时吸出气管内的分泌物，保持呼吸道通畅。有创呼吸机将导管直接接入气道，避开了消化道（含食道）就目前技术来说，呼吸机已可以做到自行设定气压和氧气流量，撑开肺泡的同时给足氧气，可以说功能很强大了。但是，实际上，面对重症患者被炎症摧残得无比脆弱的肺泡，它终归会受到制约。简单来说，通气量不能无限加大。有一个术语叫“潮气量”，表示人体每一次呼或吸的气体量。理论上，呼吸机的出气压和潮气量呈正比，气压越高病人吸入的气体越多。但如果潮气量过大，硬逼着肺泡一次次地大幅度膨胀收缩，就会对肺泡造成物理损伤，进而加重炎症。严重时还可能把肺泡吹爆。在过去的二十多年里，专家们就如何保护肺泡、提高呼吸机下患者的存活率，总结了不少经验。其核心结论就是，使用小潮气量通气，即，仅用较低压力将肺泡保持在开放却不过度膨胀的状态，即可有效避免物理损伤。在本次新冠肺炎治疗中，“小潮气量通气”也是基本治疗策略之一。但通气量偏小，会导致患者体内的二氧化碳不能充分排出而感到憋闷。很多清醒的患者便会忍不住和呼吸机对抗，按自己的节奏来，使得呼吸节奏变得更乱。为了解决这个问题，医生会在必要时给患者使用镇静剂或肌肉松弛药物，帮助其放松，或者干脆将患者麻醉，让其彻底睡着。而这也带来一些新的问题，比如，镇静类药物可能导致血压过低或呼吸骤停，对用量得十分小心。而麻醉病人需要在ICU（重症监护室）接受十分严格的监护，对人员、场地、设备要求很高，这在爆发性疫情中通常是难以保证的。由于新冠病毒导致大量黏性渗出物产生，不仅直接影响肺部通气，还给呼吸辅助带来风险。专家建议在给予通气治疗的同时，还要重视分泌物的稀释、溶解。否则不恰当的加压通气，可能将气道里粘稠的分泌物进一步压到肺泡里，难以排出，使通气功能进一步恶化。生命加时赛：“人工肺”ECMO以上说的还都是针对肺的氧气援助措施（默认肺还能用），但在超级极端的情况下，肺部已经完全不能支持气体交换了。这下，就只能跳过肺这个器官，直接从血液入手了。这就是“人工肺”，也就是我们说的ECMO（体外膜氧合技术）。在这次疫情中，ECMO也算是成功出圈了。它其实最早是在心脏手术中代替心脏维持身体血液循环的。因为心肺总是一起工作，一个给身体输送血液，一个给血液加氧气，后来ECMO就被引入危重病人的救治中。通过直接在体外给血液加氧和排除二氧化碳，它可以短期代替患者的心肺功能，让精疲力竭的心肺得到休息。人工肺工作原理图（VV-ECMO）虽然ECMO能为危重患者争取一些生存时间，但它并不是针对病因的治疗。如果患者心肺功能恢复无望，离不开ECMO，治疗也就没有意义。目前ECMO的费用也非常昂贵，由于核心部件及一次性耗材均主要靠国外进口，开机成本高达6到7万元。开机后虽可持续使用，每日的维护和药品花费也至少数千元。更重要的是，ECMO也可能导致致命的并发症。我们知道，血液在体外会凝结。为了防止其在ECMO管路中凝结，需要一直往血里添加抗凝药物。这样的血输回体内，势必会增加体内出血的风险，比如致命的颅内出血。同时抗凝药物还会扰乱体内凝血因子的平衡，使血液出现反常高凝状态，产生血栓。如果血栓堵塞了重要脏器的血管，就会导致器官坏死。在心脏手术中，ECMO只用几个小时，风险尚可控制；而肺功能严重受损的患者使用时间一般很长，并发症的风险就会越来越高。所以，如果基础病因不能及时纠正，导致双肺功能不可逆受损，ECMO也绝非长久之计。2月29日，我国成功完成了全球首例新冠肺炎病例双肺移植手术，拯救了一名经呼吸机和ECMO抢救保住了其他器官功能，但肺已经严重萎缩、纤维化的患者，也为更多危重病人带去了希望之光。从以上我们可以看到，新冠肺炎一旦发展成重症，救治就十分困难。除了本文说的呼吸衰竭，大面积炎症还有引发“炎症风暴”、诱发其他脏器损伤的风险，对医疗资源、费用等都是重大考验。因此最好的方法还是早干预，早治疗，尤其是对于病情容易加速的老年人、或有基础疾病的患者，在病情转危重之前，就应尽早干预，改善治疗效果。新冠疫情影响了很多人的生活，面对未知感到恐慌是人之常情。通过了解一些医学知识，希望能帮我们更坦然地面对恐惧，也更好地理解人类医学的发展进程。
