救命的氧氣爲什麼會給肺炎患者帶來致命傷害？

來源：學術經緯

感染新冠病毒後，從輕症轉爲重症的一個標誌性症狀是呼吸急促，患者血液中的氧氣水平顯著降低，這被稱爲低氧血癥。爲了讓患者的血氧水平恢復正常，吸氧是治療時常用的呼吸支持手段。然而，一項新研究表明，呼吸道疾病患者常用的這類療法可能會通過意想不到的途徑，產生意想不到的後果。

在《科學》子刊Science Translational Medicine今日刊登的一篇論文中，密西根大學醫學院（University of Michigan Medical School）的研究人員發現，肺部的細菌會快速受到高濃度氧氣的影響，在肺損傷過程中扮演重要角色。“人們常常以爲肺部應該是相對乾淨、沒有細菌存在，但我們現在知道，肺裏的細菌也像腸道細菌一樣需要保持生態平衡。”該研究第一作者Shanna Ashley博士說。

儘管我們生存離不開氧氣，但科學家們早已在動物實驗中發現，吸入氧氣過多會導致肺部受損，臨牀上也與死亡率升高、嚴重肺損傷和肺炎相關。“氧氣實際上是一種很強的肺毒素。”負責這項研究的Robert Dickson教授說，“假如我把健康小鼠放入100%的氧氣中，它們在5天內就會死去，並且遭受的嚴重肺部損傷與新冠肺炎或其他肺損傷患者很類似。”

這支研究團隊所在的呼吸與危重症醫學科室中，患者常常需要持續接受高濃度的氧療。因此，瞭解治療用的氧氣如何造成危害，以及爲什麼有些患者更容易發生不幸，是十分重要的問題。

研究人員對1500例使用呼吸機超過24小時的危重患者進行了研究。他們檢測了患者肺部樣本中的細菌後發現，不同樣本中的細菌種類存在明顯差異，並且這種差異與患者吸入氧氣的濃度有關。

具體來說，吸入氧濃度高（FiO2>55%）的患者，其細菌培養物中檢出的金黃色葡萄球菌比例遠遠高於其他細菌。這種細菌非常耐氧，是重症監護病房（ICU）中肺部感染的常見原因。

不同種類的細菌對於氧氣的耐受程度各不相同，因此研究人員猜測，給患者提供的氧氣也許影響了他們呼吸道中的細菌組成。

研究人員爲此設計了一組實驗，通過16S rRNA測序手段，分析了小鼠肺部菌羣的組成。他們將健康小鼠分成兩組，分別暴露在高氧環境和常氧環境。“和我們預測的一樣，當我們提供高濃度的氧氣時，健康小鼠的肺部菌羣迅速發生了變化，” Ashley博士描述說，“不耐氧的細菌變少了，而耐氧細菌明顯變多。” 三天之後，耐氧的葡萄球菌成了小鼠肺部最豐富的細菌。