从海平面至高海拔地区慢性呼吸疾病患者与非患者脉搏血氧饱和度差异：一项基于人群的横断面研究

《Frontiers in Physiology》：Differences in pulse oximetry saturation from sea level to high altitude among subjects with and without respiratory disease. A population-based, cross-sectional study

　　

摘要
背景：脉搏血氧饱和度（SpO₂）用于检测低氧血症并指导氧疗，但其解读随海拔、年龄和肺部疾病而变化。尽管超过5亿人居住在海拔≥1,500米的地区，但比较慢性呼吸疾病成年患者与非患者在不同海拔间SpO₂的人群数据仍然稀少。研究人员旨在比较从海平面至3,030米海拔范围内上述两组人群的SpO₂，识别与SpO₂相关的因素，并描述无呼吸疾病成年人按海拔和年龄分层的SpO₂。研究人员假设呼吸疾病参与者的SpO₂较低，且组间差异随海拔升高而增大。
方法：PREPOCOL II是一项基于人群的横断面研究，采用概率、两阶段、整群抽样设计，旨在估算哥伦比亚不同海拔（18–3,030米）城市中≥40岁成人呼吸疾病的患病率和危险因素。所有参与者均完成了标准化问卷、肺功能检查（spirometry）和SpO₂测量。将患有呼吸疾病的参与者（RDP），包括慢性阻塞性肺疾病（COPD）、哮喘、慢性支气管炎（CB）、阻塞性睡眠呼吸暂停（OSA）和间质性肺疾病（ILD），与对照组进行比较，使用Mann-Whitney检验和Kruskal-Wallis检验、多变量线性回归以及组间海拔系数的比较。
结果：共纳入1,146名RDP和4,613名对照。RDP年龄更大，体质指数（BMI）和肺功能更低。在所有海拔下，RDP的SpO₂均低于对照组，且两组SpO₂均随海拔和年龄增加而下降（p<0.001）。在多变量模型中，海拔与SpO₂的关联最强（对照组标准化β ?0.69，RDP组 ?0.71），其次是年龄和BMI（RDP组中还包括FEV₁）。RDP组每单位海拔对应的SpO₂下降幅度更大（B ?1.15 vs. ?0.80；差异p<0.001），组间差异在约1,500米处变得明显（中位数97.0% vs. 95.5%）。
结论：在从海平面至3,030米海拔的终生居民中，RDP的SpO₂低于对照组。两组的SpO₂均随海拔和年龄增加而下降，其中海拔是与SpO₂关联最强的变量。SpO₂值应结合具体海拔和年龄进行解读。在RDP中，较低的SpO₂在约1,500米及以上海拔最为明显。

论文解读

**研究背景与现存问题**
脉搏血氧饱和度（SpO₂）是临床广泛使用的无创氧合指标，常用于低氧血症筛查和氧疗指导。健康人SpO₂随年龄和海拔升高而下降，但既往参考值多来自海平面人群。全球超过5亿人居住于海拔≥1,500米地区，而慢性呼吸疾病（如COPD、哮喘）患者在高海拔地区的SpO₂变化规律尚不明确。已有研究要么未区分有无呼吸疾病，要么仅针对高海拔COPD患者，且多基于急性暴露人群而非终生居民。因此，同一人群中比较慢性呼吸疾病患者与无病者从海平面至高海拔SpO₂差异的可靠数据十分匮乏。

**研究目的与设计**
为弥补上述空白，研究人员利用PREPOCOL II这一基于人群的横断面研究，纳入哥伦比亚9个不同海拔（18–3,030米）城市共5,759名≥40岁终生居民，其中1,146名患有慢性呼吸疾病（RDP），4,613名为对照。研究目标包括：比较RDP与对照组在不同海拔的SpO₂；识别与SpO₂独立相关的因素；描述无呼吸疾病成人按海拔和年龄的SpO₂参考值。研究人员假设RDP的SpO₂低于对照，且差异随海拔升高而增大。

**主要技术与方法**
研究采用标准化流程收集数据：使用便携式超声肺功能仪（EasyOne）进行支气管扩张剂前后肺功能检查，遵循美国胸科学会/欧洲呼吸学会标准；SpO₂使用指尖脉搏血氧仪（Onyx? Vantage 9590）在静息5分钟后测量，连续6次读数取平均值。呼吸疾病定义采用流行病学标准：COPD为支气管扩张剂后FEV₁/FVC₁<0.70；哮喘为≥2次喘息和呼吸困难发作；慢性支气管炎为连续两年每年咳嗽咳痰≥3个月；OSA基于多导睡眠图自我报告；ILD经多学科讨论确诊。统计方法包括Mann-Whitney检验、Kruskal-Wallis检验、多变量线性回归及组间系数比较。

**研究结果**
*受试者特征*：RDP组年龄更大（64.8±12.2岁 vs. 58.7±11.2岁），女性比例较低，吸烟和木烟暴露更多，BMI和肺功能指标（FVC、FEV₁、FEV₁/FVC）均显著低于对照组。RDP中COPD占60.8%，哮喘占25.6%，CB占7.7%，OSA占4.7%，ILD占1.2%。

*不同海拔的SpO₂差异*：在所有海拔，RDP组的SpO₂均低于对照组，且两组SpO₂均随海拔升高而显著下降（p<0.001）。RDP组在较低海拔即开始出现SpO₂下降，尤其>50岁者；组间中位SpO₂差异在<1,100米时≤0.7个百分点，从1,495米起增至1.1–1.6个百分点。对照组中，SpO₂随年龄增长而降低，在高海拔城市中更明显；无呼吸疾病者按年龄和海拔的SpO₂第5–95百分位数可作为参考范围。

*多变量分析*：对照组中，与SpO₂独立相关的变量为年龄、BMI和海拔（R2=0.495），海拔每增加一个单位（米），SpO₂降低0.80个百分点（95%CI ?0.83至?0.78），年龄每增加10岁降低0.32个百分点，BMI每增加5 kg/m2降低0.25个百分点，海拔的标准化系数最大（β=?0.69）。RDP组中，海拔、年龄、BMI和FEV₁占预测值百分比与SpO₂相关（R2=0.534），海拔每单位下降1.15个百分点（95%CI ?1.22至?1.09），年龄每10岁下降0.50个百分点，BMI每5 kg/m2下降0.54个百分点，FEV₁每增加10%预测值SpO₂升高0.28个百分点，海拔的标准化系数亦最大（β=?0.71）。海拔与SpO₂的关联在RDP组更陡峭（系数差?0.35，95%CI ?0.42至?0.28，p<0.001），表明呼吸疾病修正了海拔效应；年龄和BMI的效应在RDP组也更强。

**讨论与结论**
本研究表明，慢性呼吸疾病患者在所有海拔均呈现更低的SpO₂，且这种差异从约1,500米开始变得显著。其机制可能与氧合血红蛋白解离曲线的S形特征有关：呼吸疾病患者存在通气/血流比例失调，基础PaO₂较低，随海拔降低PIO₂时，其PaO₂更早进入曲线陡峭段，导致SpO₂降幅更大。年龄相关的SpO₂下降在高海拔更明显，BMI也与SpO₂降低相关。临床意义在于：健康成人SpO₂的“正常值”取决于居住海拔和年龄，海平面阈值不能直接用于高海拔地区；呼吸疾病患者，尤其是居住于≥1,500米者，应常规测量SpO₂；氧疗处方标准需在高海拔人群中进行验证。研究局限包括横断面设计无法推断因果、缺乏1,500–2,500米中等海拔城市、存在疾病误分类可能、未测量动脉血气和血红蛋白等。

结论翻译：在这项覆盖从海平面至3,030米海拔终生居民的人群研究中，慢性呼吸疾病成年患者的SpO₂在所有海拔均低于无病者；两组的SpO₂均随海拔和年龄增加而下降，在调整年龄、BMI和FEV₁后，海拔是与SpO₂关联最强的变量，且呼吸疾病与非呼吸疾病之间的SpO₂差异自约1,500米起变得明显。提供的按海拔和年龄分层的SpO₂参考值有助于临床医生解读不同海拔居住人群的脉搏血氧饱和度。