COVID-19的隱性缺氧 Silent hypoxia

[TinyNotes]

簡介

在COVID-19的感染者，患者的肺部常會受到相當大的傷害。然而，在疾病的初期，雖然已經出現低血氧，部分患者可能不會出現顯著的呼吸困難，此狀況稱之為『隱性缺氧/快樂缺氧(happy hypoxia)』[1]。因為無明顯症狀，容易被患者/家屬忽略，若未及時治療，患者可能會猝發性死亡[2]。

臨床意義[2-4]

• 因為無症狀，容易被忽略，進而延遲就醫，甚至在隔離處所/居家猝死

• 雖然沒有症狀，這類患者的影像學檢查常能看到肺炎的變化

• 儘管看起來沒有明顯呼吸窘迫，患者的預後並不好

• 在COVID-19感染的患者，定期測量血氧非常重要，能夠提早抓出這些隱性缺氧的患者，並給予及時的氧氣治療與後續處置

• 隱性缺氧並不只有在COVID-19的患者出現，也可能在肺塌陷、肺內shunting、right to left intracardiac shunt的患者出現

相關的機轉

(1) COVID-19患者低血氧的原因 [4]

• V/Q mismatch

  • 感染後，患者的肺部出現間質水腫/肺水腫、彈性張力素減少等狀況
    嚴重者出現肺泡塌陷，造成shunting (有血流，無氧氣交換)
  • 隨著疾病進展，更多的肺泡塌陷，患者的shunting會更加嚴重

• 肺部灌流調節的受損

  • 肺泡在缺氧狀況時，會促進肺部血管收縮，進而減少血流進入塌陷的肺泡處；然而，此機轉在COVID-19的患者可能受到影響
  • 另一個可能的原因和Angiotensin-converting enzyme 2 (ACE2)有關；ACE2為SARS-CoV-2進入細胞的受體，因此會使得ACE2進入胞內。當表面的ACE2減少，ACE2原本的功能可能會下降(將Angiotensin II轉為angiotensin 1-7；將bradykinin分解)。因此，患者的angiotensin II濃度增加，進而影響肺部血管的收縮調控

• 血管內的microthrombi
  患者可能出現內皮細胞的受損，進而造成血管內出現microthrombi，使得V/Q mismatch和組織受損更為嚴重

• Diffusion capacity變差
  感染後可能造成肺泡細胞的傷害，進而造成換氣功能的受損

(2) 隱性缺氧的可能原因

• 目前詳細機轉仍不清楚，但有很多假說被提出，以下簡單整理幾篇文章的內容

• Dhont et al [4]
  感染早期時，患者的呼吸力學(lung mechanics)還相對保留，呼吸道阻力及肺部的順應性還在正常範圍，也因此早期不會出現顯著的呼吸窘迫；隨著受損的肺泡增加，肺部的順應性下降，也因此呼吸的作功增加，最後產生呼吸窘迫

• Tobin et al [5]
  該篇study提到，隱性缺氧可能和位於carotid body的ACE2受體有關。Carotid body具有化學感應受體，能夠偵測血氧/二氧化碳/pH值，在正常狀況下，若這些生理數值有變化，能夠將訊號傳至中樞的延腦，進而調節人體的呼吸。然而，Carotid body也同時具有ACE2受體，病毒是否會影響功能，仍有待更多研究證實。(也有研究認為病毒會影響更上游的中樞系統，影響呼吸的調節)

• Rahman et al [6]
  這篇review提到，這些silent hypoxia的患者，其血中的CO2濃度只會比正常略為偏高一點，也因此很容易被代償，也較不會造成呼吸窘迫。
  (高二氧化碳比較會刺激呼吸中樞，促使minute ventilation顯著增加→喘)
  (單純缺氧的狀況，其對於呼吸中樞的刺激反應，不如高二氧化碳來的強)

References

1. Couzin-Frankel J. The mystery of the pandemic's 'happy hypoxia'. Science 2020;368(6490):455-6.
2. Wilkerson RG, Adler JD, Shah NG, Brown R. Silent hypoxia: A harbinger of clinical deterioration in patients with COVID-19. Am J Emerg Med 2020;38(10):2243 e5- e6.
3. Brouqui P, Amrane S, Million M, Cortaredona S, Parola P, Lagier JC, et al. Asymptomatic hypoxia in COVID-19 is associated with poor outcome. Int J Infect Dis 2021;102:233-8.
4. Dhont S, Derom E, Van Braeckel E, Depuydt P, Lambrecht BN. The pathophysiology of 'happy' hypoxemia in COVID-19. Respir Res 2020;21(1):198.
5. Tobin MJ, Laghi F, Jubran A. Why COVID-19 Silent Hypoxemia Is Baffling to Physicians. Am J Respir Crit Care Med 2020;202(3):356-60.
6. Rahman A, Tabassum T, Araf Y, Al Nahid A, Ullah MA, Hosen MJ. Silent hypoxia in COVID-19: pathomechanism and possible management strategy. Mol Biol Rep 2021.