家庭无创通气对慢性阻塞性肺疾病合并Ⅱ型呼吸衰竭疗效的Meta分析

魏凯凡 赵禹 李秀

摘要：目的  了解家庭無创正压通气（NPPV）对慢性阻塞性肺疾病（COPD）合并Ⅱ型呼吸衰竭患者的疗效。方法  检索PubMed、Cochrane library、Embase、中国生物医学文献数据库、中国知网和万方数据库，自建库至2019年6月发表的有关家庭无创正压通气对慢性阻塞性肺疾病合并Ⅱ型呼吸衰竭患者疗效比较的随机对照试验，比较各组二氧化碳分压（PaCO2）、pH、急性加重次数、病死率及肺功能（FEV1）。应用Revman5.3软件进行数据分析。结果  共检索到245篇文献，最终纳入9篇RCT研究，共计808例患者，分析得出：①家庭无创通气与长期氧疗相比，NPPV能降低患者的PaCO2[MD=-5.33，95%CI（-6.39，-4.21），P<0.00001]，改善pH[MD=0.03，95%CI（0.00，0.06），P=0.03]，减少急性加重次数[MD=-0.86，95%CI（-1.52，-0.21），P=0.009]，降低病死率[MD=0.64，95%CI（0.45，0.91），P=0.01]，但对肺功能无显著影响[MD=-0.12，95%CI（-0.38，0.13），P=0.34];②高吸气压力组（IPAP≥18 cmH2O）和低吸气压力组（IPAP<18 cmH2O）均能降低PaCO2[MD=-4.41，95%CI（-7.73，-1.09），P<0.009;MD=-5.64，95%CI（-7.31，-3.97），P<0.00001];高PaCO2水平组（基础PaCO2≥55 mmHg）能降低PaCO2[MD=-5.53，95%CI（-7.30，-3.76），P<0.00001]，低PaCO2水平组（PaCO2<55 mmHg）不能改善PaCO2[MD=-3.50，95%CI（-7.14，0.14），P=0.06]。结论  家庭无创通气可降低PaCO2，减少急性加重次数，降低病死率，且基础二氧化碳分压越高PaCO2降低越明显，在临床工作中可向适宜患者推荐长期使用无创呼吸机。

关键词：无创正压通气;慢性阻塞性肺病;Ⅱ型呼吸衰竭

Abstract：Objective  To understand the effect of family noninvasive positive pressure ventilation （NPPV） on patients with chronic obstructive pulmonary disease （chronic obstructive pulmonary disease） complicated with type Ⅱ respiratory failure. Methods  Search PubMed， Cochrane library， Embase， Chinese biomedical literature database， China HowNet and Wanfang database， from the establishment of the library to June 2019 about family noninvasive positive pressure ventilation for patients with chronic obstructive pulmonary disease and type Ⅱ respiratory failure a randomized controlled trial comparing efficacy， comparing the carbon dioxide partial pressure （PaCO2）， pH， number of acute exacerbations， mortality and lung function （FEV1） of each group. Use Revman5.3 software for data analysis.Results  A total of 245 literatures were retrieved， and finally 9 RCT studies were included， with a total of 808 patients. The analysis concluded：①Compared with long-term oxygen therapy， NPPV can reduce PaCO2 in patients with noninvasive ventilation [MD=-5.33， 95%CI（-6.39，-4.21），P<0.00001]， improve pH[MD=0.03， 95%CI（0.00， 0.06），P=0.03]， reduce the number of acute exacerbations[MD=-0.86， 95%CI（-1.52， -0.21），P=0.009]， reduce the case fatality rate[MD=0.64， 95%CI（0.45，0.91），P=0.01]， but has no significant effect on lung function[MD=-0.12， 95%CI（-0.38，0.13），P=0.34]; ②Both high inspiratory pressure group（IPAP≥18 cmH2O） and low inspiratory pressure group （IPAP<18 cmH2O） can reduce PaCO2[MD=-4.41， 95%CI（-7.73，-1.09），P<0.009; MD=-5.64，95%CI（-7.31， -3.97），P<0.00001]; high PaCO2 level group （basic PaCO2≥55 mmHg） can reduce PaCO2[MD=-5.53，95%CI （-7.30，-3.76），P<0.00001]， the group with low PaCO2 level （PaCO2<55 mmHg） could not improve PaCO2[MD=-3.50，95%CI （-7.14，0.14），P=0.06].Conclusion  Noninvasive ventilation at home can reduce PaCO2， reduce the number of acute exacerbations， and reduce the fatality rate. The higher the basal carbon dioxide partial pressure， the more obvious the decrease in PaCO2. In clinical work， we can recommend long-term use of noninvasive ventilators to suitable patients.

Key words：Noninvasive positive pressure ventilation;Chronic obstructive pulmonary disease;Type Ⅱ respiratory failure

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）是一种慢性气道疾病，具有高发病率、高患病率、高致残率、高病死率、高经济负担率的特点[1-4]，已成为公共卫生关注的重要疾病之一，其进展至终末期，会出现呼吸衰竭，严重影响患者生活质量。在急性发作期，无创正压通气（noninvasive positive pressure ventilation，NPPV）救治呼吸衰竭的疗效已得到肯定[5]，但在稳定期如何改善通气，尚未达到共识[5，6]。本研究拟通过Meta分析对家庭无创通气在COPD合并Ⅱ型呼吸衰竭患者中的治疗效果进行系统评价，以期为临床提供依据。

1资料与方法

1.1 检索策略  计算机检索中国知网、万方数据库、中国生物医学文献数据库、PubMed、Cochrane library和Embase数据库，检索时间至2019年6月，中文以“慢性阻塞性肺病、呼吸衰竭、家庭、无创通气、随机”为检索词;英文以“Pulmonary Disease， Chronic Obstructive、Respiratory Insufficiency、Home Care Services、Positive-Pressure Respiration、randomized”为检索词，采用主题词与自由词相结合的方式对上述数据库进行全面检测，且经反复预检后确定，并辅以手工和追溯纳入文献的参考资料，以补充获取相关文献。

1.2 纳入标准  ①研究对象：COPD合并Ⅱ型呼吸衰竭患者[5];②干预措施：○a实验组使用无创呼吸机≥5 h/d[7]，持续时间≥3个月。○b对照组除不使用家庭无创呼吸机，吸氧时间>15 h/d[5]外接受的干预与实验组相同，包括知識宣教、抗炎、止咳、化痰、解痉、平喘等对症治疗;③国内外已发表的随机对照试验（RCT）;④研究目的为评价无创呼吸机疗效。

1.3 排除标准  ①无法获取全文或文献不能提供准确的必要信息;②除中英文以外的文献;③胸廓畸形、间质性肺病、支气管扩张等其他阻塞性和限制性疾病相关文章。

1.4 文献筛选和质量评价  两位研究者分别提取关键词，独立检索并分析文献，并采用改良Jadad评分标准进行质量评价，有分歧时通过协商解决或向专家咨询解决。改良Jadad评分标准：①随机序列的产生：恰当（2分）;不清楚（1分）;不恰当（0分）;②随机化隐藏：恰当（2分）;不清楚（1分）;不恰当（0分）;未使用（0分）;③盲法：恰当（2分）;不清楚（1分）;不恰当（0分）;④撤出与退出：描述了撤出和退出的数目和理由（1分）;未描述了撤出和退出的数目和理由（0分）。总分1～3分为低质量，4～7分为高质量，本研究仅纳入高质量研究。

1.5数据提取  两位研究者分别独立预提取数据，并进行交叉核对，提取的主要资料包括：第一作者、发表年份、研究类型、样本量、年龄、二氧化碳分压（PaCO2）、无创呼吸机设置的吸气压力与呼气压力值、随访时间、评价指标（pH、PaCO2、肺功能、病死率、急性加重次数）。

1.6统计学方法  采用Cochrane协作网提供的Review5.3软件进行Meta分析，计量资料当各文献对同一指标采用的测量方法及单位完全相同时，采用计算加权均数差（WMD）和95%可信区间（95%CI）。测量方法及单位不完全相同时，采用标准均数差（SMD）和95%CI。异质性采用χ2检验，同时结合I2定量判断异质性大小。若异质性大（P≤0.05，I2≥50%），则进一步分析异质性来源，在排除明显临床异质性后，采用随机效应模型进行Meta分析。若异质性较小（P>0.05，I2<50%），使用固定效应模型。敏感性分析通过分别剔除权重最大的和最小的研究，比较剔除前后Meta 分析合并后结果是否一致来判断结果的稳定性。P<0.05表示差异有统计学意义。

2结果

2.1文献检索结果  初步检索到文献245篇，其中49篇因重复搜索被排除，131篇因与主题无关、病例报告或综述被排除，全文阅读后排除文献65篇，其中5篇纳入研究为非Ⅱ型呼吸衰竭患者，6篇未获取全文，1篇结局指标不符，2篇随访时间小于3月，3篇无创呼吸机每日治疗总时间小于5 h，21篇每日氧疗总时间小于15 h，18篇Jadad评分小于4分，最后纳入9篇文献，共808例患者，纳入研究的基本特征见表1。

2.2 Meta分析结果

2.2.1各组PaCO2比较  8篇文献报道了无创通气对PaCO2的影响，统计学异质性小（P=0.06，I2=48%），采用固定效应模型分析，结果显示，与对照组相比，无创通气可降低PaCO2，差异有统计学意义[MD=-5.33，95%CI（-6.39，-4.21），P<0.00001]，见图1。根据吸气压力、基础PaCO2水平进行亚组分析：①高吸气压力组（IPAP≥18 cmH2O）和低吸气压力组（IPAP<18 cmH2O），采用随机效应模型，分析显示二者均能降低PaCO2[MD=-4.41，95%CI（-7.73，-1.09），P<0.009;MD=-5.64，95%CI（-7.31，-3.97），P<0.00001]，见图2;②高PaCO2水平组（基础PaCO2≥55 mmHg）和低PaCO2水平组（PaCO2<55 mmHg），采用随机效应模型，分析显示高PaCO2水平组降低PaCO2[MD=-5.53，95%CI（-7.30，-3.76），P<0.00001]，低PaCO2水平组不能改善PaCO2[MD=-3.50，95%CI（-7.14，0.14），P=0.06]，见图3。

2.2.2各组pH比较  3项研究报道了无创通气对pH的影响，研究间异质性较大（P=0.01，I2=77%）。采用随机效应模型分析，结果显示与对照组相比，无创通气可改善患者的pH，且有统计学意义[MD=0.03，95%CI（0.00，0.06），P=0.03]，见图4。

2.2.3各组急性加重次数比较  3项研究报道了无创通气对急性加重次数的影响，研究间异质性小（P=0.67，I2=0%）。采用固定效应模型，结果显示与对照组相比，无创通气可减少患者急性加重次数[MD=-0.86，95%CI（-1.52，-0.21），P=0.009]，见图5。

2.2.4各组病死率比较  7项研究报道了无创通气对病死率的影响，研究间异质性小（P=0.07，I2=48%）。采用固定效应模型，结果显示无创通气组与对照组相比可降低患者的病死率[MD=0.64，95%CI（0.45，0.91），P=0.01]，见图6。

2.2.5各组FEV1比较  5项研究报道了家庭无创通气对FEV1的影响，研究间异质性小（P=0.90，I2=0%）。采用固定效应模型，结果显示与对照组相比，家庭无创通气对患者肺功能改善不明显[MD=-0.12，95%CI（-0.38，0.13），P=0.34]，见图7。

3讨论

COPD患者由于气流受限，肺泡低通气、血氧交换功能出现异常，可逐渐进展至终末期出现固定性气道阻塞、肺实质破坏和肺血管改变，形成高呼吸道阻力和呼吸末正压，使膈肌处于低水平位，收缩效率降低，需动员辅助呼吸机，导致呼吸肌疲劳，引起低氧血症和高碳酸血症。

目前在无创正压通气临床应用指南中明确指出无创机械通气是COPD急性加重期的一线治疗方法，但在稳定期COPD合并Ⅱ型呼衰患者中的疗效目前尚无统一认识[6]。Murphy PB等[16]研究表明使用家用无创呼吸机可降低COPD合并Ⅱ型呼吸衰竭患者再入院率和死亡率，但对PaO2、PaCO2、FEV1和生活质量评分无影响。Struik FM等[13]研究表明使用家庭无创呼吸机对COPD合并Ⅱ型呼吸衰竭患者再入院率、死亡率、PaO2、PaCO2、FEV1方面无影响，但可改善生活质量。金静等[17]的研究发现家庭无创正压通气可以有效改善COPD合并呼吸衰竭患者缺氧状况，有助患者康复，减轻患者经济负担。宋磊等[18]研究发现对于合并Ⅱ型呼吸衰竭的COPD患者长期使用家庭无创正压通气可改善生活质量、减少住院次数，但不能有效改善患者肺功能。程克文等[19]研究发现COPD合并高碳酸血症患者使用家庭NPPV可有效改善其病情和生活质量，且可减少其因COPD急性加重住院的次数。目前家庭无创呼吸机是否应用于COPD患者主要是由不同地区医生的经验、患者接受程度和经济情况定，并不完全取决于科学依据，故目前尚需大量临床试验探讨无创通气的优劣性。

本研究中家庭无创通气可改善患者pH、PaCO2，减少急性加重次数，降低病死率。可能为长期家庭氧疗虽在一定程度上可扩张支气管，提高氧分压，但对合并高碳酸血症或已处于正常高限者，单纯给氧会因解除了CO2对呼吸中枢强的兴奋作用和低氧对呼吸中枢的刺激作用，造成高碳酸血症进一步加重，甚至损害呼吸机功能。无创呼吸机能够向患者提供吸气与呼气压力支持，在吸气时减小气道阻力及緩解呼吸肌疲劳，同时增大肺泡通气量，使气体进入萎陷的肺泡内部，改善肺部气体交换，在呼气时又可防止肺泡萎陷、小气道闭塞，为二氧化碳的排出创造有利的条件，从而减轻气道水肿和炎症[20]。另一方面，实施无创机械通气时，通过口鼻面罩将人体和器械进行连接，保留了正常的吞咽功能，营养状态能以保证[21]，同时也不影响机体的呼吸道功能和免疫功能，降低患者对呼吸机的依赖性和感染机率，加速患者康复进程，当全身组织缺氧和炎症状态改善后，机体功能增强，可减少急性加重次数，降低病死率。

本研究并发现出家庭无创通气与氧疗相比可改善FEV1，分析原因可能与长期反复发作的慢性炎症引起气道壁损伤和修复过程反复循环发生，导致气道壁结构重构，胶原含量增加及瘢痕组织形成，造成气腔狭窄，引起固定性气道阻塞有关[22]。陈荣昌等[23]研究将家庭无创呼吸机平均吸气压力分别设置为（21.15±1.34）cmH2O和（14.93±0.87）cmH2O，发现两组在改善FEV1方面比较并无统计学意义，但高吸气压力组较低压组有改善的趋势，原因可能与高压力无创通气阻止小气道闭塞，减轻气道水肿及抗炎能力相对强有关。本研究共纳入5项研究探讨家庭无创通气对FEV1的影响，其吸气压力均低于陈荣昌等[23]报道。

本研究中无创正压通气更能降低高碳酸血症患者的PaCO2。Raveling T等[24]对伴有高碳酸血症的COPD稳定期患者（平均PaCO2=54 mmHg）进行了随机对照研究，发现无创通气治疗可以更好地改善稳定期COPD患者的生存率。K？觟hnlein T等[14]研究是目前样本量最大的证明无创呼吸机在COPD稳定期患者有效的多中心RCT研究，其试验组和对照组平均PaCO2为58.5/57.5 mmHg，对195例患者至少随访1年发现无创正压通气可明显降低PaCO2。Liao H等[25]和Struik FM等[7]Meta分析均发现，当PaCO2<  55 mmHg时，无创组与对照组相比在改善PaCO2方面无统计学意义，当与PaCO2≥55 mmHg时，无创通气可显著改善PaCO2，均与本文结果相似。

本研究并未得出家庭无创呼吸机降低PaCO2的疗效与吸气压力有关，原因可能为纳入的高压组（平均PaCO2=58.14 mmHg）与低压组（平均PaCO2=56.05 mmHg）基础PaCO2均较高且高压组平均IPAP（20.70 cmH2O）较低有关。李强等[26]研究表明使用高IPAP（23.5±2.6）cmH2O可改善PaO2和PaCO2;陈荣昌等[23]研究指出高压组（21.15±1.34）cmH2O对降低PaCO2无统计学意义，但较低压组有改善的倾向。目前高和低吸气压力的界限尚无统一标准，可能介于18～30，或据个人情况调节[8]，仍需进一步研究。

在家庭无创通气治疗慢性阻塞性睡眠呼吸暂停综合征研究中发现每日使用无创呼吸机时间越长，症状改善越明显[27]。Struik FM等[7]和刘晔等[28]研究发现COPD患者，每日使用无创呼吸机时间>5 h可显著降低PaCO2，故本研究纳入标准之一是每日使无创呼吸机>5 h。通过敏感性分析发现，Struik FM等[13]研究偏倚大，虽然入组均值PaCO2为59.25 mmHg，但其目标人群是急性发作撤机2 d后高碳酸血症持续不缓解的患者，纳入患者包括了部分急性呼吸衰竭后处于恢复期的患者。Casanova C等[9]研究也存在偏倚，其入组的年龄为45～75岁，共44人，无创组和氧疗组年龄分别为（64±5）岁和（68±4）岁，有统计学差异（P=0.005），资料并不均衡，且其平均IPAP为12 cmH2O，低于其他研究。

本研究存在几个局限性：①多数研究未采用正确的随机化隐藏和盲法，偏倚大;②纳入研究数量少，样本量少，缺乏高质量的RCT;③呼吸机质量、使用时间长短和不同患者的耐受程度不同。④相同指标评价方式不一，导致一些结果不能Meta分析。

综上所述，家庭无创通气可降低COPD合并Ⅱ型呼吸衰竭患者的PaCO2，减少急性加重次数，降低病死率，且基础二氧化碳分压越高、每日使用时间>5 h的患者PaCO2降低越明显，在临床工作中可向适宜患者推荐使用无创呼吸机。

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收稿日期：2020-03-17;修回日期：2020-03-27

编辑/肖婷婷