综述：PaCO2：急性呼吸衰竭中可治疗的一项指标

《Frontiers in Medicine》：PaCO2: a treatable trait in acute respiratory failure

　　摘要
引言：可治疗的特征是个性化（精准）医学的基石。动脉二氧化碳分压（PaCO2）是急性呼吸衰竭的一个基本指标。我们的目标是确定PaCO2是否可以被视为急性呼吸衰竭患者的一个可治疗特征。

方法：我们进行了电子搜索，以识别将高碳酸血症和低碳酸血症作为呼吸功能不全的临床可操作特征的研究，包括它们的预后价值以及作为潜在治疗目标的作用。我们采用了系统性滚雪球方法（ backward和forward引用追踪）来获取更多相关文章。通过叙述性方法综合证据，将发现置于PaCO2作为可治疗特征的概念框架中。

结果：PaCO2有助于将急性呼吸衰竭分类为高碳酸血症或非高碳酸血症类型，有助于判断预后，并指导使用高流量鼻导管或无创通气进行非侵入性治疗。在插管患者中，PaCO2有助于监测通气策略（如肺保护通气和俯卧位），并有助于解释与结果相关的变量（如通气比率和机械功率）。在拔管前后期间，PaCO2与临床上有意义的结果相关，可以指导选择术后非侵入性支持措施以降低再次插管的风险。

讨论：PaCO2可能被视为急性呼吸衰竭在插管前、插管期间和拔管后的一个可治疗特征。需要进一步研究以确定相关患者亚组中的临床可操作阈值和目标，包括与pH值和暴露时间相关的安全范围。

1 引言
“奥斯勒范式”将临床诊断定义为从床边发现识别综合征或疾病，并通过解剖学、生理学或组织病理学数据加以支持（1）。然而，如败血症和急性呼吸窘迫综合征（ARDS）等综合征的显著异质性，以及重症患者中大量药物治疗和非药物治疗干预的失败，加速了向个性化（精准）医学的转变（2）。精准医学被定义为“根据每个患者的独特遗传、表型、心理社会特征或生物标志物来制定治疗方案，这些特征使他们与其他具有相似临床表现的个体区分开来”（3, 4）。在此框架下，提出了如可治疗特征等方法来指导治疗。这一概念似乎是由马堡大学医院的Claus Vogelmeier博士引入的，他提出可以围绕一个特征而不是疾病标签来组织治疗（5）。在慢性阻塞性肺疾病（COPD）中，他强调了三种炎症标志物——中性粒细胞、嗜酸性粒细胞和C反应蛋白——作为潜在的可治疗特征。中性粒细胞增多可以通过戒烟或阿奇霉素来解决；嗜酸性粒细胞增多可能对皮质类固醇有反应；而升高的C反应蛋白可以通过他汀类药物进行干预（5）。值得注意的是，鉴于哮喘和COPD之间的临床重叠，在选择治疗干预措施时，识别这样的可治疗特征可能与分配诊断标签一样重要甚至更为重要（5, 6）。一个可治疗特征具有四个关键特征（6, 7）：
- 临床相关性，与有意义的结果相关（例如症状、健康状况或未来事件的风险）；
- 可识别性和可测量性，使用实用且可重复的评估方法；
- 可治疗性，有可用的干预措施可以改变该特征；
- 对干预措施的反应性，有证据表明改变该特征可以带来患者的临床改善。

在此框架下，动脉二氧化碳分压（PaCO2）可能被视为急性呼吸衰竭的一个潜在可治疗特征。呼吸系统负责气体交换，确保氧气的吸收和二氧化碳（CO2）的排出（8）。当这一功能受损时，就会发生急性呼吸衰竭（ARF）（8–10）。临床上传统上根据主要的气体交换异常来描述ARF，尽管在混合型病例中低氧血症和高碳酸血症可能同时存在。在这种情况下，PaCO2仍然是一个核心生理变量：在主要为低氧血症的ARF中，PaCO2通常较低或正常，而在高碳酸血症的情况下则升高。然而，应结合pH值、氧合状况和总体临床情况来解读PaCO2，因为升高的PaCO2可能反映了急性、慢性或代偿性的紊乱，而不仅仅是单纯的高碳酸血症呼吸衰竭。这种区分在临床上很重要，因为它有助于确定潜在的生理状况并支持治疗决策（10）（图1）。

图1：PaCO2在急性呼吸衰竭的非侵入性支持诊断和决策中的作用。由作者制作。

2 方法
首先在PubMed/MEDLINE、Scopus和Web of Science中使用以下术语进行了电子搜索：“Carbon Dioxide” [MeSH] OR PaCO2 OR “partial pressure of carbon dioxide” OR hypercapnia OR capnography OR “end-tidal CO2” OR ETCO2 OR VCO2）AND (“Respiratory Insufficiency” [MeSH] OR “respiratory failure” OR “acute respiratory failure” OR “acute hypercapnic” OR “COPD exacerbation” OR “acute exacerbation of COPD” OR ARDS OR “acute respiratory distress syndrome” OR “critical illness” OR ICU OR “intensive care”) AND (phenotype OR “treatable trait” OR “treatable traits” OR biomarker OR “reatment target” OR “prognostic factor” OR “predictive factor”）。这一策略识别了关键文章。
从这些关键研究中，系统性地采用滚雪球方法进行双向搜索。对于回溯性搜索，我们筛选了每项关键研究的参考文献列表以找到更多相关文章。对于前瞻性搜索，我们筛选了引用这些关键研究的文章。然后根据研究设计、研究目的、高碳酸血症和低碳酸血症的定义以及结果对研究进行了分组。 findings以叙述性综合的形式呈现，将证据置于PaCO2作为可治疗特征的概念框架中。为清晰起见，在本文中，“非侵入性呼吸支持”是一个通用术语，可能包括高流量鼻导管（HFNC）、持续正压通气（CPAP）和带有压力支持的无创通气。当可用证据主要涉及某种特定模式时，会单独提及该模式。

3 结果
表1总结了评估常见急性护理环境中PaCO2异常的研究，包括侵入性机械通气（ARDS/COVID-19）、无创通气（COPD/OHS和低氧血症呼吸衰竭）、拔管后支持、急性脑损伤和心源性状况。不同研究中的低通气定义各不相同，但常见的阈值包括PaCO2 < 35 mmHg（某些队列中≤32-33 mmHg）和高碳酸血症PaCO2 > 45 mmHg，也有更高的临界值（例如，在自发呼吸试验中>50 mmHg或≥54 mmHg）。一些无创通气（NIV）研究使用了pH阈值（通常pH < 7.35或7.25–7.35）。

表1
| 参考文献 | 研究类型（n：患者数量） | 研究目的 | 高碳酸血症和/或低碳酸血症的定义 | 结果 |
|-------|-------------|--------------|-----------------|-------|-----------|-------------|------------|-----------|------------|调整后的NIV失败风险在低二氧化碳血症患者中更高（调整后的风险比HR为1.23，95%置信区间为1.01–1.49）。Díaz等人（34）前瞻性、开放标签、非对照观察性研究（n=681）通过逆转高碳酸血症昏迷来评估NIV的效果。高碳酸血症：PaCO2 > 45 mmHg。NIV的成功率为80%。González等人（37）前瞻性观察性研究（n=53）评估COPD、OHSS、AHF患者对NIV的反应，pH > 7.25且PaCO2 > 45 mmHg。在NIV使用3小时后：pH值升高，PaCO2降低（p=0.002；p=0.03）。Rabec等人（39）前瞻性观察性研究（n=41）评估睡眠呼吸暂停和呼吸性酸中毒患者的NIV效果，pH < 7.35且PaCO2 > 45 mmHg。95%的患者避免了插管。Carrillo等人（43）前瞻性观察性研究（n=716）比较OHSS和COPD导致的呼吸衰竭患者中NIV的有效性。pH < 7.35且PaCO2 > 45 mmHg。NIV的成功率为88.4%。Li等人（45）随机对照临床试验（n=320）评估HFNC在COPD中的有效性。pH > 7.35且PaCO2 > 45 mmHg。19%的患者转为IMV。Tan等人（46）随机对照临床试验（n=225）评估HFNC/NIV在COPD患者中的有效性，pH 7.25–7.35且PaCO2 > 50 mmHg。转为IMV的比例：HFNC为25.7%，NIV为14.3%。Plant等人（48）多中心随机对照临床试验（n=236）评估NIV是否可减少COPD急性加重的插管率。pH 7.25–7.35且PaCO2 > 45 mmHg。15%的患者转为IMV。Sellares等人（49）随机对照临床试验（n=120）评估呼吸衰竭恢复后继续使用NIV的有效性。pH < 7.35且PaCO2 > 45 mmHg。13%的患者呼吸衰竭复发。?iftci等人（50）前瞻性观察性研究（n=106）评估伴有高碳酸血症呼吸衰竭的患者使用压力支持的可行性。pH < 7.35且PaCO2 > 45 mmHg。NIV的成功率为76.4%。Nin等人（54）前瞻性观察性研究（n=889）评估ARDS患者前48小时内高碳酸血症与死亡率之间的关系。高碳酸血症：PaCO2 > 40 mmHg。PaCO2 > 50 mmHg与更高的死亡率相关（前48小时）。Marik和Desai（38）观察性、回顾性研究（n=61）评估BMI > 40 kg/m2的OHSS患者使用BIPAP的效果。高碳酸血症：PaCO2 > 45 mmHg。37.7%的患者转为IMV。Duarte等人（40）观察性、回顾性研究（n=50）评估BMI > 35 kg/m2的呼吸衰竭患者使用NIV的结局。高碳酸血症：PaCO2 > 50 mmHg。NIV的成功率为64%。Bry等人（41）观察性、回顾性研究（n=53）分析初次因呼吸衰竭住院后长期使用NIV的患者特征，BMI > 30 kg/m2。高碳酸血症：PaCO2 > 45 mmHg。NIV的成功率为90%。Piper和Sullivan（42）观察性、回顾性研究（n=13）评估BMI > 35 kg/m2的肥胖患者使用夜间鼻通气的效果。高碳酸血症：PaCO2 > 45 mmHg。NIV的成功率为64–69%。Tiruvoipati等人（53）回顾性、多中心观察性研究（n=252,812）评估接受IMV的患者中高碳酸血症的影响。PaCO2 > 45 mmHg与更高的死亡率相关。Madotto等人（63）前瞻性观察性研究（n=2,813）确定早期ARDS中CO2的变异性及其对结局的影响。高碳酸血症：PaCO2 > 45 mmHg。高碳酸血症导致的死亡率为36%。低二氧化碳血症：PaCO2 < 35 mmHg。低二氧化碳血症导致的死亡率为38.1%。Rusnak等人（64）前瞻性观察性研究（n=238）确定PaCO2对30天全因死亡率的影响。高碳酸血症：PaCO2 > 48.13 mmHg。高碳酸血症与死亡率增加无关。低二氧化碳血症：PaCO2 < 33 mmHg。低二氧化碳血症与更高的死亡率相关。Robba等人（71）前瞻性观察性研究（n=1,476）确定PaCO2对急性脑损伤患者的影响。高碳酸血症：PaCO2 > 45 mmHg。PaCO2 > 45 mmHg与更高的死亡率相关。低二氧化碳血症：PaCO2 < 35 mmHg。PaCO2 < 35 mmHg与更高的死亡率显著相关。Sellares等人（83）前瞻性观察性研究（n=181）确定PaCO2是否与撤机延迟相关。高碳酸血症：PaCO2 > 45 mmHg。两个临界值都与撤机延迟相关。Ferrer等人（85）前瞻性观察性研究（n=162）确定高碳酸血症与撤机延迟之间的关系。高碳酸血症：PaCO2 > 45 mmHg。气管插管再插管率更高。Thille等人（86）前瞻性观察性研究评估使用HFNC或NIV的高碳酸血症患者的再插管率。低二氧化碳血症：PaCO2 < 33 mmHg。气管插管再插管率更低。Nava等人（87）多中心随机对照临床试验（n=122）评估高碳酸血症患者在使用NIV至少8小时后的拔管后发生AKI的风险。NIV在拔管后有效预防了呼吸衰竭。Ferrer等人（88）随机临床试验（n=164）确定NIV是否比标准氧疗更能预防呼吸衰竭并提高生存率。高碳酸血症：PaCO2 > 45 mmHg。NIV降低了拔管后90天的急性呼吸衰竭和死亡率。Girault等人（89）随机临床试验（n=388）评估NIV作为从有创通气过渡到撤机的桥梁的效果。高碳酸血症：PaCO2 > 45 mmHg或PaCO2较拔管前增加超过10%。NIV降低了拔管后的气管插管率。Hilbert等人（90）观察性病例对照研究（n=30）评估NIV在降低COPD患者再插管率和死亡率方面的效果。高碳酸血症：拔管后基线值增加20%且pH < 7.35。NIV降低了气管插管率。Fuller等人（95）前瞻性观察性研究（n=1,491）确定PaCO2与机械通气前48小时内死亡率的相关性。低二氧化碳血症（PaCO2 < 35 mmHg）的生存率高于低二氧化碳血症（66%）。Braunsteiner等人（62）观察性、回顾性研究（n=435）机械通气功率、低氧血症与死亡率之间的关联。高碳酸血症：PaCO2 > 50 mmHg。PaCO2 > 50 mmHg与死亡率增加无关。低二氧化碳血症：PaCO2 < 35 mmHg。PaCO2 < 35 mmHg与更高的死亡率相关。Tiruvoipati等人（53）回顾性、多中心观察性研究（n=252,812）评估接受IMV的患者中代偿性高碳酸血症和高碳酸血症酸中毒的影响。高碳酸血症（PaCO2 > 45 mmHg）；前24小时内高碳酸血症酸中毒（PaCO2 > 45 mmHg；pH < 7.35）与更高的死亡率相关。Nin等人（54）前瞻性、非干预性队列研究（n=889）评估ARDS患者前48小时内高碳酸血症与结局之间的关系。高碳酸血症（PaCO2 > 40 mmHg）。PaCO2 > 50 mmHg与前48小时内更高的死亡率相关。Tsonas等人（55）回顾性、多中心观察性研究（n=824）确定COVID-19患者机械通气期间高碳酸血症的发生及其与结局的关联。高碳酸血症（PaCO2 > 45 mmHg）与较长的机械通气时间和更长的ICU及住院时间相关。Villar等人（96）前瞻性队列研究（n=253）预测中度至重度ARDS患者机械通气时间超过14天的早期指标。高碳酸血症（PaCO2 > 45 mmHg）。机械通气前3天的PaCO2变化可预测机械通气时间超过14天。Madotto等人（63）多中心观察性研究（n=2,813）确定低二氧化碳血症和高碳酸血症在早期ARDS患者管理和结局中的普遍性和影响。低二氧化碳血症：PaCO2 < 35 mmHg。轻度至中度ARDS患者中持续低二氧化碳血症的ICU死亡率更高。高碳酸血症：PaCO2 > 45 mmHg。Rusnak等人（64）前瞻性队列研究（n=238）确定PaCO2和PaO2对心源性休克患者30天全因死亡率的影响。低二氧化碳血症：PaCO2 ≤ 33 mmHg。低二氧化碳血症（PaCO2 ≤ 33 mmHg）与30天全因死亡率增加相关。Robba等人（71）多中心前瞻性观察性研究（n=1,476）描述急性脑损伤患者的PaCO2目标，并评估ICU入住第一周内异常PaCO2值的发生率。正常二氧化碳血症：PaCO2 35–45 mmHg。重度低二氧化碳血症（PaCO2 26–31 mmHg）和高碳酸血症（PaCO2 > 45 mmHg）与院内死亡率增加相关。轻度低二氧化碳血症：PaCO2 32–35 mmHg。强制低二氧化碳血症：PaCO2 < 26 mmHg。高碳酸血症：PaCO2 > 45 mmHg。Gattinoni等人（73）回顾性分析随机对照试验（n=225）确定俯卧位改善气体交换是否与急性肺损伤（ALI）和ARDS的更好结局相关。俯卧位6小时后PaCO2降低≥1 mmHg的患者28天生存率更高。Pu等人（82）多中心前瞻性队列研究（n=343）评估ICU患者的机械通气撤机。高碳酸血症：PaCO2 > 50 mmHg。自主呼吸试验期间的高碳酸血症与机械通气时间延长相关。Sellares等人（83）前瞻性队列研究（n=181）评估撤机和生存的预测因素。高碳酸血症：PaCO2 > 45 mmHg。自主呼吸试验（SBT）期间的高碳酸血症，特别是PaCO2 ≥ 54 mmHg，与机械通气时间和拔管失败相关。关于CO2及其相关结局的临床研究。AHF，急性心力衰竭；CPD/CPE，心源性肺水肿；NIV，无创通气；COPD，慢性阻塞性肺疾病；OHSS，低通气-阻塞性睡眠呼吸暂停综合征；HFNC，高流量鼻导管；ARDS，急性呼吸窘迫综合征；ALI，急性肺损伤；BiPAP，双水平正压通气；BMI，体质指数；ICU，重症监护病房；IMV，有创机械通气；SBT，自主呼吸试验；HR，风险比。最常报告的结局包括死亡率（ICU、院内、30天或长期）、NIV失败、再插管、机械通气时间和ICU/住院时间。总体而言，低二氧化碳血症在多个队列中通常与较差的结局相关，而高碳酸血症的预后信号似乎更具情境依赖性，从中性关联到在特定表现型（如有创通气早期的酸中毒）中的更高死亡率不等。4.1 氧合不良性呼吸衰竭中的PaCO2在氧合不良性呼吸衰竭患者（即PaCO2 < 45 mmHg）中，最新的指南和荟萃分析一致建议早期使用HFNC而非常规氧疗和NIV（11–13）。在急性肺水肿（APE）中，最近的证据也支持使用HFNC（14, 15）。然而，当前指南仍然推荐作为一线策略使用正压无创支持，特别是CPAP，在某些情况下使用带压力支持的NIV（16–18）。在这种情况下，PaCO2主要作为生理和预后标志物，而不是直接的治疗目标。在急性心力衰竭和APE患者中，PaCO2 < 31 mmHg与更高的死亡率相关，且PaCO2水平越低，结局越差（19）。此外，低二氧化碳血症已被确定为心源性肺水肿患者无创呼吸支持失败的风险因素（20）（图1）。这些发现表明，低PaCO2可能反映了更严重的呼吸窘迫和疾病严重程度，而不是应被标准化的变量（20）。因此，在这种情况下，PaCO2可用于风险分层和临床评估，而正压支持在APE中的治疗益处更多地与氧合、前负荷/后负荷和肺泡 Recruitment 的改善相关，而不是与PaCO2本身的纠正相关（16, 21）。超越特定病因，PaCO2 < 32 mmHg也与氧合不良性呼吸衰竭中的NIV失败相关，且PaCO2超过此阈值的每个增量都与较低的失败率相关（22）。在这种情况下，低PaCO2可能反映了增加的分钟通气和增强的呼吸驱动（8）。尽管这些生理特征与过度吸气努力有关，并被提出可能是患者自我造成的肺损伤的原因，但现有证据主要是观察性的，未能确立PaCO2本身作为直接的治疗目标（23–25）。因此，在主要为氧合不良性呼吸衰竭的情况下，PaCO2最好被解释为有用的生理和预后标志物，可以支持监测和风险评估。4.2 高碳酸血症性呼吸衰竭中的PaCO2在高碳酸血症性急性呼吸衰竭患者中，尤其是当PaCO2升高伴随呼吸性酸中毒时，证据支持将无创通气作为一线干预措施（18, 26）（图1）。在急性肺水肿（APE）患者中，约20–50%的患者存在高碳酸血症（17, 19, 20）。在这一亚组中，NIV与较低的插管需求和较低的院内死亡率相关（20），某些系列中的成功率接近100%（27–29）。重要的是，PaCO2更严重的患者（PaCO2 > 60 mmHg）往往需要更长时间的NIV，但这并未增加插管风险（30, 31）。无论病因如何，伴有严重酸中毒（pH < 7.25）的高碳酸血症仍可能证明NIV的有效性，并且可以成功管理（31）。NIV在高碳酸血症性脑病中也显示出益处（32–34）。同样，在与肥胖和肺泡通气不足相关的急性高碳酸血症性呼吸衰竭中，NIV显示出临床益处，PaCO2作为支持决策的有用标志物，不受潜在原因的影响（35–43）。虽然研究表明高流量鼻导管（HFNC）在高碳酸血症性呼吸衰竭中可能有益，但较低的pH值（pH < 7.35或<7.30）和较高的PaCO2（PaCO2 > 50或>59 mmHg）似乎会增加HFNC失败的风险，并/或识别出更可能从NIV中受益的患者（44–47）（图1）。开始NIV后，PaCO2的降低是成功的标志，可能支持NIV的停止，而在最初4小时内PaCO2的升高或缺乏改善被提出作为失败的早期预测指标和考虑插管的信号（48–52）（图1）。总之，在高碳酸血症性呼吸衰竭中，PaCO2是可以识别、测量和治疗的，它在临床上具有重要意义，因为它与特定的结局相关。4.3 机械通气患者的PaCO2一旦患者接受插管，PaCO2仍然是管理和预后的核心。然而，给定PaCO2值的临床意义取决于潜在的背景，包括肺损伤的严重程度、通气策略和伴随的酸碱状态。观察性研究报告，在有创通气早期的高碳酸血症性酸中毒与更高的死亡率相关，而代偿性高碳酸血症可能表现出不同的风险特征（53, 54）。这些发现具有临床意义，但应谨慎解释，因为它们可能部分反映了需要在更低潮气量和减少肺泡通气的情况下的混杂因素。在患有COVID-19并接受机械通气的患者中，高碳酸血症同样与更长的通气时间以及更长的ICU住院时间和医院住院时间相关（55），尽管仅从这些关联中无法推断出因果关系（图2）。图2中显示，在侵入性机械通气期间，PaCO2可以作为可治疗的特征。侵入性机械通气过程中的PaCO2异常与临床相关的结局有关，但这些关系高度依赖于具体情境，并受到肺损伤 severity、通气策略和酸碱状态的影响。作者自制。

重要的是，PaCO2升高的临床影响无法与其产生的通气策略分开考虑。最近的一项荟萃分析表明，在肺保护通气背景下发生的允许性高碳酸血症可能与改善死亡率相关，而强制性高碳酸血症则没有这种效果，这强调了PaCO2的明显效果很大程度上取决于其产生的机制（56）。因此，应将PaCO2视为一个嵌入在更广泛通气和临床背景中的生理变量，而不是一个独立的结局决定因素。

除了PaCO2之外，机械功率和通气比率也是与机械通气期间死亡率相关的监测指标（57-61）。值得注意的是，在一组435名中度至重度ARDS患者中，低碳酸血症（PaCO2 ≤ 35 mmHg）完全中介了机械功率和通气比率与死亡率之间的关联（62）（图2）。同样，LUNG SAFE研究没有发现高碳酸血症的有益或有害证据，而在轻度至中度ARDS中，持续的低碳酸血症与更高的ICU死亡率相关（63）。同样，在患有心源性休克的机械通气患者中，低碳酸血症（PaCO2 ≤ 33 mmHg）与30天全因死亡率增加相关（64）。

在神经重症监护中，PaCO2具有重要的病理生理效应，因为它是脑血管张力的主要决定因素（65, 66）。PaCO2降低会促进脑血管收缩，从而可能减少脑血流量和颅内压；而PaCO2升高则促进脑血管扩张，可能增加脑血流量和颅内压（65, 66）。因此，急性脑损伤患者的PaCO2异常可能具有超出单纯系统气体交换之外的临床意义（67）。在神经重症监护中，尚未确定创伤性脑损伤（TBI）患者的“安全”低碳酸血症范围。当前指南建议不要将PaCO2 prophylactically 降至低于25 mmHg（68），脑创伤基金会也建议不要常规将PaCO2降至低于30 mmHg（69, 70）。在一项针对1,476名TBI患者进行的多中心观察性研究的二次分析中，严重的低碳酸血症（PaCO2 26–31 mmHg）和高碳酸血症（PaCO2 > 45 mmHg）与更高的院内死亡率相关，而正常碳酸血症（PaCO2 35–45 mmHg）和轻度低碳酸血症（PaCO2 32–35 mmHg）则与较差的结局无关（71）。总体而言，极端的PaCO2值与该人群的院内死亡率增加相关（图2）。

俯卧位是ARDS干预措施中证据最充分和推荐使用最多的方法之一（11, 72）。Gattinoni等人对225名接受俯卧位治疗的患者进行了一项回顾性分析，发现俯卧位后PaCO2下降≥1 mmHg的患者28天生存率更高，这表明改善的肺泡通气（即减少生理死腔）可能有助于识别更有可能存活的患者（73）。后续的几项研究表明，基于PaCO2的指标可能比基于氧合的指标更能准确反映患者对俯卧位的反应（74, 75）。最近有研究提出改变床位可以改善生理状况、通气机制和/或临床结局，并且通过PaCO2的变化可以预测或证明这些改变的效果（76-79）。

在ICU中，最具有挑战性的决定之一是何时停止机械通气，特别是考虑到重新插管的风险。拔管后的呼吸支持方法仍存在争议，迄今为止尚未明确HFNC和NIV之间的优劣（80）。因此，识别出失败风险较高的患者以及可以通过特定策略预防重新插管的亚组在临床上非常重要。一项系统评价报告称，在自发呼吸试验（SBT）期间的高碳酸血症预示着撤机延迟或失败（81）。此外，两项研究发现，首次SBT期间的高碳酸血症，特别是PaCO2 ≥ 54 mmHg，与延长机械通气和拔管失败相关（82, 83）。相反，SBT期间的高碳酸血症（PaCO2 > 45 mmHg）也被报告为拔管后NIV成功以及降低ICU和90天死亡率的预测因素（84-86）（图3）。

拔管后，PaCO2再次成为选择呼吸支持方式的关键变量。研究表明，对于PaCO2 > 45 mmHg的患者，NIV可以有效预防拔管后的呼吸失败和重新插管（87, 88）。在慢性肺疾病的严重高碳酸血症患者中，NIV可以缩短插管时间、降低拔管后呼吸失败的风险和/或防止重新插管（84, 89, 90）（图3）。

基于Gattinoni等人的开创性工作（91, 92），体外CO2清除作为一种策略被探索用于促进低强度通气和控制严重高碳酸血症。然而，目前的证据并未证明其在ARDS中的死亡率收益。在REST随机临床试验中，ECCO2R促进的低潮气量组的90天死亡率为41.5%，而标准护理组为39.5%，两组之间没有显著差异（93）。最近的专家共识和综述也认为，尽管ECCO2R能够在生理研究中降低PaCO2和某些通气参数，但目前不应常规推荐其在ARDS中的使用（94）。因此，在ARDS中，ECCO2R仍是一种研究性方法，而不是基于证据的改善患者结局的疗法。

总之，低碳酸血症在大多数机械通气患者中似乎是有害的，并且与死亡率增加相关。在肺保护通气的背景下，高碳酸血症对某些患者可能是有益的。拔管前和拔管后的PaCO2水平可以指导NIV的使用并帮助预测其成功与否。总体而言，在侵入性机械通气期间，PaCO2是可以识别和测量的，并且与临床相关的结局相关；然而，其解释和潜在的治疗意义仍强烈依赖于具体的临床和通气背景。

**结论**：PaCO2用于分类呼吸衰竭，指导非侵入性管理，并预测治疗失败的风险。同样，在插管患者中，PaCO2有助于监测如肺保护通气和俯卧位等通气策略，并有助于理解相关变量（包括通气比率和机械功率）的预后价值。PaCO2在从机械通气中撤管之前、期间和之后仍然具有临床意义，可以帮助预测结局并支持选择降低重新插管风险的拔管后非侵入性策略。总之，PaCO2可以被视为重症通气衰竭患者中的一个可治疗特征，需要进一步研究来明确其在不同临床情境中的作用。未来的研究还应旨在确定PaCO2在临床实践中的安全范围，特别是在pH值和暴露时间方面。