手繪科普：新冠病毒為什麼致命，以及有什麼治療原理？_風聞

來源：微信公眾號“硅星人”

文：杜晨  製圖：Windy根據國家衞健委等部門的權威數據，截至2月3日15時，全國共確診新型冠狀病毒感染者17255例，其中重症患者2296例；目前已治癒479例，死亡361例。

根據一線專家在《柳葉刀》上發表的論文 ，新冠病毒感染者的主要致死原因是一種嚴重的呼吸衰竭，即急性呼吸窘迫綜合症，簡稱 ARDS。

具體來説，在疫情爆發的早期收治的41名新型冠狀病毒感染者中，有6人因為 ARDS 死亡。

新型冠狀病毒是病原體，所謂的“新冠肺炎”是病症，而 ARDS 是臨牀症狀。

ARDS 究竟是如何殺死這些重症患者的？目前針對這些重症患者的治療方式又是怎樣的？我們參考了權威醫學期刊《新英格蘭醫學期刊》上的論文，通過打比方、手繪示意圖等較為容易理解的方式，幫助你更好地理解新冠病毒。

一、致死原理：

我們可以把肺當成一棵樹。樹有樹幹、樹枝、樹杈和葉子，肺也有氣管、各級支氣管和肺泡。在樹上，葉片進行光合作用，把營養傳回整棵樹；在肺裏，空氣通過各級氣管，最終由肺泡使氧氣進入血液。如圖：

肺泡不是單個的，而是一串一串的，表面佈滿血管。正是這些血管把二氧化碳交給肺泡（最終呼出），從肺泡中帶走氧氣，送到心臟，進而流遍全身。

正常工作的肺泡如圖，注意綠色的部分，氧氣正是通過呼吸膜擴散進入血管：

所謂的“新冠肺炎”，是新型冠狀病毒感染導致的肺炎。如果你的手被門夾了，很快會產生腫脹。這也是一種炎症，本質上是大量富含蛋白質的液體滲出到組織空間內。

夾了手的時候，這些液體進入你的手指組織空間，讓手指腫起來；而在“新冠肺炎”中，這些液體滲透到了肺泡和血管之間，阻塞了呼吸膜，並滲透進肺泡，阻礙氧氣的正常交換。這也是為什麼一些感染者按壓肺部會有水腫的感覺。

原理如圖：

對於新冠病毒感染的重症患者，他們的整個肺裏到處都在發生炎症，數億個肺泡當中的大多數都被阻塞，使得人體非常缺氧，無法呼吸。嚴重時就會出現呼吸衰竭，出現急性呼吸窘迫綜合症 ARDS。

以上，就是 ARDS 的工作原理，也即新冠病毒的重症致死原理。包括 SARS 背後的冠狀病毒、一些流感病毒、呼吸道合胞病毒等，都會導致 ARDS。

目前，對於出現 ARDS 的重症患者，唯一的辦法就是支持治療，沒有藥理上的針對措施（有少數被初步證明有效，但未通過臨牀的藥物）。

而唯一的支持治療手段，就是進重症監護室 (ICU)，上呼吸機。

二、治療原理

剛才我們提到，出現 ARDS 的重症患者無法自己呼吸。他們的肺功能衰竭，等不到人體自行消炎，往往已經死亡。這個自行消炎的過程，沒有辦法加速，也沒有辦法減速。

進 ICU、上呼吸機的目的，就是通過機械通氣，強行維持患者的呼吸。本質上，就是藉助機器的力量，和病毒“賽跑”，在炎症自行消失之前，維持患者的生命，因此稱之為支持治療。

（至於用藥，特別是中藥，更多隻是走個過場。）

自從本世紀初以來，針對 ARDS 的呼吸機支持治療手段，有過幾次重大的革新。

1）低潮氣量通氣

沒有肺科醫學知識的人可能會認為，讓呼吸機大量吹氣進去，就是最好的辦法。實則不然。

一呼、一吸，為一個潮汐。臨牀醫生髮現，由於肺泡被阻塞，容積較健康時更小，常規的潮氣量 (tidal volume) 反而會導致肺泡出現更嚴重的腫脹→塌陷→腫脹→塌陷，使得炎症惡化。如圖：

於是，在2000年，專家發明了低潮氣量通氣這一聽起來反邏輯的通氣方式。簡單來説，就是用更低的潮氣量（伴隨更高頻率）來降低呼吸機對肺泡施加的壓力，見下圖：

低潮氣量通氣被證明極其有效，將 ARDS 患者的死亡率從39.8%降低到了31%——前提是有足夠醫療資源，患者能夠進入 ICU，插上呼吸機。

2）麻醉技術

專家們進一步發現，患者會對低潮氣量通氣感到不適應。因為這些本身呼吸窘迫的患者，會下意識加大呼吸的力度，擾亂呼吸機的作用。

於是，醫生們調整了麻醉的手法，對不同情況的患者，保持非常細緻的醫學觀測，並進行用藥量等方面的調整，維持患者的呼吸頻率和呼吸機同步。這一手法同樣被證明有效，將死亡率從40.7%降低至30.6%。

這一手法對醫護人力資源有着極大的要求。必須有足夠的呼吸科醫生、麻醉醫生、護工人員能夠時刻保持對患者體徵的觀察，從而進行調整。然而在疫情爆發時，這些條件往往很難滿足。

3）俯卧式通氣

在病牀上，我們見到的大部分患者都是躺姿。然而，如果患者採用躺姿使用呼吸機，由於重力、肺水腫及其它諸多因素作用，一部分肺泡的塌陷會比其它肺泡更嚴重。

專家們進一步發現，當採用俯卧姿勢（也就是趴着）時，肺泡受到的各方面壓力更小，更有利於恢復。最終，採用俯卧姿勢治療的 ARDS 患者死亡率從32.8%降低至16%。

也就是説，在 ICU 牀位、醫護人力資源充足的條件下，這三項重大革新顯著降低了 ARDS 患者的死亡率。

然而正如前述，疫情爆發導致了醫療資源嚴重短缺，使得絕大多數新型冠狀病毒的感染者很難得到牀位，更別提進入 ICU，享受這些革新所帶來的巨大幫助。

隨着火神山、雷神山兩座新集中收治醫院，以及湖北之外各地新的集中收治醫院的落成，這一情況將得到較大改善。至少對於重症患者，只要能進入 ICU、插上呼吸機，只要能得到呼吸科醫生、麻醉醫生、護工人員的照顧，相信絕大多數患者都能得到康復。

資料來源：

Ventilation with Lower Tidal Volumes as Compared with Traditional Tidal Volumes for Acute Lung Injury and the Acute Respiratory Distress Syndrome https://www.nejm.org/doi/10.1056/NEJM200005043421801

Neuromuscular Blockers in Early Acute Respiratory Distress Syndrome https://www.nejm.org/doi/10.1056/NEJMoa1005372

Prone Positioning in Severe Acute Respiratory Distress Syndrome https://www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJMoa1214103