增强供氧
血红蛋白饱和度:在正常条件下,血红蛋白几乎完全饱和,额外的氧结合有限。
血浆溶解氧增加:在高压下(亨利定律),血浆中溶解的氧量显著增加,促进组织供氧。
气泡缩小:高压下气泡尺寸减小,使氧气更容易到达细小血管。
高压氧疗法(HBOT)是在超过1.0 ATA(大气压)的压力环境下给予100%氧气的治疗方法。美国水下和高气压医学会(UHMS)将其定义为至少需要1.4 ATA,其效果呈剂量依赖性。
使用的舱大致分为两种类型。
UHMS批准HBOT用于14种疾病/病症。与眼科相关的类别是“动脉功能不全”,包括CRAO和难治性溃疡。其他批准的适应症如下。
用于上述以外的眼部疾病属于超说明书用药。
HBOT的历史悠久。1662年,Henshaw设计了第一个称为“Domicilium”的加压舱。1834年的Junod和1837年的Pravaz进一步发展了它,1879年Fontaine引入了加压手术室。1921年,Cunningham建造了世界上最大的舱,于1937年被拆除。20世纪30年代,美国海军采用HBOT治疗减压病,Boerema通过动物实验证明了其有效性。UHMS的前身组织成立于1967年。
HBOT的生理效应基于高压下血浆溶解氧量增加为核心的复合机制。
增强供氧
血红蛋白饱和度:在正常条件下,血红蛋白几乎完全饱和,额外的氧结合有限。
血浆溶解氧增加:在高压下(亨利定律),血浆中溶解的氧量显著增加,促进组织供氧。
气泡缩小:高压下气泡尺寸减小,使氧气更容易到达细小血管。
对血管和细胞的作用
血管收缩:氧水平升高减少NO产生,引起血管收缩。但由于高氧状态,组织供氧得以维持。HBOT结束后发生快速血管扩张。
白细胞功能增强:高氧状态提高白细胞的氧化杀菌能力。
抗菌作用:抑制梭菌毒素的产生。与氟喹诺酮类、两性霉素B和氨基糖苷类抗生素的协同作用也有报道。
增加的氧化剂可能作为细胞介质,促进成纤维细胞增殖和伤口愈合。详细机制请参见“6. 详细作用机制”一节。
CRAO患者接受HBOT的理论基础是增强对缺血视网膜的氧气供应。在HBOT期间,眼部血管系统会发生可逆性血管收缩,但脉络膜毛细血管板中的血浆氧升高,使得内层视网膜能够通过脉络膜侧的氧气供应维持充分的氧合。动物实验也表明,即使存在视网膜动脉阻塞,在HBOT下视网膜也能得到充分氧合。完整的脉络膜循环是HBOT成功的先决条件。
以下为CRAO患者接受HBOT的临床证据。
| 研究设计 | 病例数 | 主要结果 |
|---|---|---|
| 回顾性研究(2001年) | HBOT组35例 vs 对照组37例 | HBOT组82%视力改善,对照组29.7% |
| 临床试验(2000年) | 症状出现后1天开始 | 无显著差异 |
| Cochrane系统评价 | 多项研究整合 | 证据不确定,需要RCT |
回顾性病例系列提示HBOT对CRAO有轻度益处,但Cochrane系统评价指出证据的不确定性,并呼吁开展高质量RCT1)。作为眼卒中方案的一部分,通过在急诊科配备眼底相机和OCT,缩短HBOT开始时间的努力也在进行中1)。
CRAO的预后预测因素:
症状出现后数小时内开始被认为最佳。视网膜缺血后1.5小时开始出现不可逆损伤,一项在症状出现1天后开始HBOT的临床试验未显示显著疗效1)。樱桃红点的有无可能比时间更有助于预后预测。
基于高氧状态降低VEGF表达并改善血-视网膜屏障(BRB)破坏的假说。在糖尿病黄斑水肿病例中,一个月内14次HBOT改善了视力(右眼20/125→20/63,左眼20/320→20/160)。两项临床试验中,68%的患者改善2行或以上,平均提高3.5行。一项前瞻性队列研究也报告HBOT对黄斑有变薄效应。
对照试验未显示有效性,目前不是标准治疗。但存在HBOT通过下调凋亡相关基因提供神经保护作用的假说,且有有希望的病例报告2)。证据矛盾,需要进一步研究。
实施HBOT时,规定了以下安全条件。
| 步骤 | 内容 |
|---|---|
| ① | 加压至2 ATA |
| ② | 如果视力改善,维持90分钟 |
| ③ | 如果30分钟内无改善,升至2.4 ATA(美国海军表6) |
| ④ | 如果仍无改善,停止或继续常压氧疗 |
HBOT可累计给予100%纯氧超过9小时,小型研究显示其对CRAO有效1)。
全身性并发症
氧痉挛:高氧状态对中枢神经系统的影响。通过限制治疗时间预防。
中耳气压伤:因咽鼓管功能不全在加压或减压时发生。
肺破裂:快速减压时肺过度膨胀引起的并发症。
幽闭恐惧症:在单人舱中更易发生。
暂时性肺功能障碍:长期或高频治疗可能发生。
眼科并发症
高氧近视是接受HBOT患者最常见眼部并发症。
| 项目 | 内容 |
|---|---|
| 频率 | 约60%患者出现1行或以上变化。 |
| 进展速度 | 每周约0.25D |
| 近视化范围 | 2.5 ATA下0.5~5.5D(Lyne, 1978) |
| 恢复期 | 通常3~6周(最长6~12个月) |
| 例外 | 假晶状体眼不发生 |
| 设备差异 | 口鼻面罩组近视化较少 |
在2.4 ATA下,30次治疗后平均近视化约为0.95 D。机制被认为是晶状体结构蛋白和水分布的变化(参见“6. 详细作用机制”一节)。
根据亨利定律,压力越高,血浆中溶解的氧量越多。在正常条件下,血浆溶解氧极少,组织氧输送几乎完全依赖血红蛋白。然而,在高压下吸入100%氧气时,血浆溶解氧显著增加,从而实现非血红蛋白依赖的组织氧供应。
氧水平升高会减少一氧化氮(NO)的产生,导致血管收缩。通常,血管收缩意味着组织供氧减少,但在HBOT下,血浆溶解氧显著增加,因此尽管血管收缩,组织氧合仍得以维持和增强。HBOT结束后会发生快速血管扩张。
在CRAO中,视网膜中央动脉向内层视网膜的供氧被阻断。在HBOT下,脉络膜毛细血管层的血浆氧增加,促进氧气从外层向内层扩散。如果脉络膜循环完好,这可以实现视网膜全层的供氧。这就是完整的脉络膜循环被认为是HBOT成功前提的原因。
晶状体内结构蛋白(晶状体蛋白)和水分分布的变化被认为是近视化的主要原因。高氧环境加速晶状体蛋白的氧化,改变晶状体的屈光力。在人工晶状体眼中,由于没有天然晶状体,这种变化不会发生。
HBOT可能通过下调凋亡相关基因的表达来发挥神经保护作用2)。这一机制为将其应用于视神经病变(如非动脉炎性前部缺血性视神经病变)的研究提供了理论基础。
目前,HBOT治疗CRAO的证据主要来自回顾性研究和病例系列;Cochrane综述指出了这种不确定性,并呼吁进行随机对照试验1)。随着眼卒中方案的普及,正在建立系统以加快急诊科的眼底照相和OCT检查,缩短HBOT开始时间1)。
显示对糖尿病视网膜病变和视网膜静脉阻塞(RVO)有效的小规模研究正在积累。特别是VEGF表达抑制和BRB保护机制备受关注,期待与现有抗VEGF治疗联合效果的研究。
HBOT通过下调凋亡相关基因发挥神经保护作用的机制研究正在进展中2)。以NA-AION(非动脉炎性前部缺血性视神经病变)为中心,期待证据的积累。