手绘科普：新冠病毒为什么致命，以及有什么治疗原理？

来源：品玩

文：杜晨 制图：Windy

根据国家卫健委等部门的权威数据，截至 2 月 3 日 15 时，全国共确诊新型冠状病毒感染者 17255 例，其中重症患者 2296 例；目前已治愈 479 例，死亡 361 例。

根据一线专家在《柳叶刀》上发表的论文 ，新冠病毒感染者的 主要致死原因 是一种严重的呼吸衰竭，即 急性呼吸窘迫综合症，简称 ARDS。

具体来说，在疫情爆发的早期收治的 41 名新型冠状病毒感染者中，有 6 人因为 ARDS 死亡。

新型冠状病毒是病原体，所谓的 " 新冠肺炎 " 是病症，而 ARDS 是临床症状。

ARDS 究竟是如何杀死这些重症患者的？目前针对这些重症患者的治疗方式又是怎样的？我们参考了权威医学期刊《新英格兰医学期刊》上的论文，通过打比方、手绘示意图等较为容易理解的方式，帮助你更好地理解新冠病毒。

一、致死原理：

我们可以把肺当成一棵树。树有树干、树枝、树杈和叶子，肺也有气管、各级支气管和肺泡。在树上，叶片进行光合作用，把营养传回整棵树；在肺里，空气通过各级气管，最终由肺泡使氧气进入血液。如图：

肺泡不是单个的，而是一串一串的，表面布满血管。正是这些血管把二氧化碳交给肺泡（最终呼出），从肺泡中带走氧气，送到心脏，进而流遍全身。

正常工作的肺泡如图，注意绿色的部分，氧气正是通过呼吸膜扩散进入血管：

所谓的 " 新冠肺炎 "，是新型冠状病毒感染导致的肺炎。如果你的手被门夹了，很快会产生肿胀。这也是一种炎症，本质上是大量富含蛋白质的液体渗出到组织空间内。

夹了手的时候，这些液体进入你的手指组织空间，让手指肿起来；而在 " 新冠肺炎 " 中，这些液体渗透到了肺泡和血管之间，阻塞了呼吸膜，并渗透进肺泡，阻碍氧气的正常交换。这也是为什么一些感染者按压肺部会有水肿的感觉。

原理如图：

对于新冠病毒感染的重症患者，他们的整个肺里到处都在发生炎症，数亿个肺泡当中的大多数都被阻塞，使得人体非常缺氧，无法呼吸。严重时就会出现呼吸衰竭，出现急性呼吸窘迫综合症 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 背后的冠状病毒、一些流感病毒、呼吸道合胞病毒等，都会导致 ARDS。

目前，对于出现 ARDS 的重症患者，唯一的办法就是支持治疗，没有药理上的针对措施（有少数被初步证明有效，但未通过临床的药物）。

而唯一的支持治疗手段，就是进重症监护室 ( ICU ) ，上呼吸机。

二、治疗原理

刚才我们提到，出现 ARDS 的重症患者无法自己呼吸。他们的肺功能衰竭，等不到人体自行消炎，往往已经死亡。这个自行消炎的过程，没有办法加速，也没有办法减速。

进 ICU、上呼吸机的目的，就是通过机械通气，强行维持患者的呼吸。本质上，就是借助机器的力量，和病毒 " 赛跑 "，在炎症自行消失之前，维持患者的生命，因此称之为支持治疗。

（至于用药，特别是中药，更多只是走个过场。）

自从本世纪初以来，针对 ARDS 的呼吸机支持治疗手段，有过几次重大的革新。

1）低潮气量通气

没有肺科医学知识的人可能会认为，让呼吸机大量吹气进去，就是最好的办法。实则不然。

一呼、一吸，为一个潮汐。临床医生发现，由于肺泡被阻塞，容积较健康时更小，常规的潮气量 ( tidal volume ) 反而会导致肺泡出现更严重的肿胀→塌陷→肿胀→塌陷，使得炎症恶化。如图：

于是，在 2000 年，专家发明了低潮气量通气这一听起来反逻辑的通气方式。简单来说，就是用更低的潮气量（伴随更高频率）来降低呼吸机对肺泡施加的压力，见下图：

低潮气量通气被证明极其有效，将 ARDS 患者的死亡率从 39.8% 降低到了 31% —— 前提是有足够医疗资源，患者能够进入 ICU，插上呼吸机。

2）麻醉技术

专家们进一步发现，患者会对低潮气量通气感到不适应。因为这些本身呼吸窘迫的患者，会下意识加大呼吸的力度，扰乱呼吸机的作用。

于是，医生们调整了麻醉的手法，对不同情况的患者，保持非常细致的医学观测，并进行用药量等方面的调整，维持患者的呼吸频率和呼吸机同步。这一手法同样被证明有效，将死亡率从 40.7% 降低至 30.6%。

这一手法对医护人力资源有着极大的要求。必须有足够的呼吸科医生、麻醉医生、护工人员能够时刻保持对患者体征的观察，从而进行调整。然而在疫情爆发时，这些条件往往很难满足。

3）俯卧式通气

在病床上，我们见到的大部分患者都是躺姿。然而，如果患者采用躺姿使用呼吸机，由于重力、肺水肿及其它诸多因素作用，一部分肺泡的塌陷会比其它肺泡更严重。

专家们进一步发现，当采用俯卧姿势（也就是趴着）时，肺泡受到的各方面压力更小，更有利于恢复。最终，采用俯卧姿势治疗的 ARDS 患者死亡率从 32.8% 降低至 16%。

也就是说，在 ICU 床位、医护人力资源充足的条件下，这三项重大革新显著降低了 ARDS 患者的死亡率。

然而正如前述，疫情爆发导致了医疗资源严重短缺，使得绝大多数新型冠状病毒的感染者很难得到床位，更别提进入 ICU，享受这些革新所带来的巨大帮助。

随着火神山、雷神山两座新集中收治医院，以及湖北之外各地新的集中收治医院的落成，这一情况将得到较大改善。至少对于重症患者，只要能进入 ICU、插上呼吸机，只要能得到呼吸科医生、麻醉医生、护工人员的照顾，相信绝大多数患者都能得到康复。

资料来源：

Ventilation with Lower Tidal Volumes as Compared with Traditional Tidal Volumes for Acute Lung Injury and the Acute Respiratory Distress Syndrome

Neuromuscular Blockers in Early Acute Respiratory Distress Syndrome

Prone Positioning in Severe Acute Respiratory Distress Syndrome