引用本文: 黄慧敏, 王艳. 密闭式和开放式吸痰系统预防呼吸机相关性肺炎效果的 Meta 分析. 中国循证医学杂志, 2021, 21(1): 21-27. doi: 10.7507/1672-2531.202006212 复制
呼吸机相关性肺炎(ventilator-associated pneumonia,VAP)是指经人工气道(气管内导管或气切套管)连续进行机械通气 48 小时后发生的肺炎,且发生肺炎当天或之前一天呼吸机呈留置状态。患者须在 7 天的感染收案期内满足胸部影像学改变、特定的临床症状和体征或/及实验室检查诊断的条件[1]。纳入我国 195 个研究的 Meta 分析[2]显示,机械通气患者 VAP 发生率为 23.8%。2015 年,美国 199 间医院患病率调查发现,肺炎是最常见的医源性感染(27.9%),VAP 占其中的 32%,由此推论当年美国 VAP 患者多达 56 544 例[3]。VAP 的发生不仅延长机械通气时间及重症监护病房住院日,亦增加患者死亡风险[4]。VAP 患者停留 ICU 的时间较非 VAP 患者多 12 天,归因死亡率达 13%[5]。VAP 作为反映医疗质量的重要指标,预防其发生是实现患者安全照护的目标之一[6]。
分泌物清理是保护呼吸道开放及预防呼吸道感染的正常生理过程[7]。机械通气患者因气管内导管放置使咳嗽反射受损,影响呼吸道的自我保护机制,须通过吸痰技术移除分泌物[8]。适当地清除分泌物能维持机械通气患者的最佳氧合状态,减少呼吸作功及肺不张的发生,是预防 VAP 的重要措施[9]。吸痰是 ICU 最常见的侵入性治疗之一[6],对于经气管内导管进行机械通气的患者,吸痰常使用开放式吸痰系统(open tracheal suction system,OTSS)或密闭式吸痰系统(closed tracheal suction system,CTSS)。
针对两种吸痰系统对预防 VAP 效果,现有的研究结果并不一致。有系统评价[10]结果显示两者预防 VAP 效果的差异无统计学意义,而另一篇 Meta 分析[11]显示,CTSS 较 OTSS 能降低 VAP 的发生率。各国医学专业学会的意见也未统一,美国健康照护流行病学学会及美国感染症学会联合发表的 VAP 预防策略,未将 CTSS 纳入推荐措施[4]。而中华医学会重症医学分会发表的《呼吸机相关性肺炎诊断、预防和治疗指南(2013)》,则认为 CTSS 可于临床上使用[12]。因此,本研究系统评价 OTSS 和 CTSS 预防 VAP 的效果,以期为临床实践提供参考依据。
1 资料与方法
1.1 纳入与排除标准
1.1.1 研究类型
随机对照试验(randomized controlled trial,RCT)。
1.1.2 研究对象
经气管内导管进行机械通气多于 48 小时,采用 OTSS 或 CTSS,且年满 13 岁的患者。
1.1.3 干预措施
试验组使用 CTSS,对照组使用 OTSS。
1.1.4 结局指标
主要结局指标:VAP 发生率;次要结局指标:晚发型 VAP 发生率(发生于机械通气第 5 天或之后),VAP 发生时间,机械通气时间,ICU 住院时间,呼吸道微生物定植率,住院病死率。
1.1.5 排除标准
① 重复发表的研究;② 非中英文文献;③ 无法获取所需要的数据;④ 纳入了免疫功能不全患者的研究,包括:患有白血病、淋巴癌或 HIV 病毒感染且 CD4 细胞值少于 200/mm3,曾进行脾脏切除、器官或造血干细胞移植,正接受化学治疗或类固醇治疗。
1.2 文献检索策略
计算机检索 The Cochrane Library、CNKI、WanFang Data、Airiti Library、PubMed、CINAHL 和 Proquest 数据库,搜集关于 CTSS 和 OTSS 预防 VAP 效果的 RCT,检索时限均从 2010 年 1 月至 2020 年 5 月。中文检索词包括:呼吸机相关性肺炎、呼吸器相关肺炎、密闭式吸痰、密闭式抽痰、开放式吸痰、开放式抽痰;英文检索词包括:ventilator-associated pneumonia、closed tracheal suction、closed suction、open tracheal suction、open suction。以 PubMed 为例,其具体检索策略见框 1。

1.3 文献筛选与资料提取
由 2 名研究者独立筛选文献、提取资料并交叉核对。如有分歧,则通过讨论或与第三方协商解决。文献筛选时首先阅读文题,在排除明显不相关的文献后,进一步阅读摘要和全文以确定是否纳入。如有需要,通过邮件、电话联系原始研究作者获取未确定但对本研究非常重要的信息。资料提取内容包括:① 纳入研究的基本信息:研究题目、第一作者、发表杂志等;② 研究对象的基线特征和干预措施;③ 偏倚风险评价的关键要素;④ 所关注的结局指标和结果测量数据。
1.4 纳入研究的偏倚风险评价
由 2 名研究者独立评价纳入研究的偏倚风险,并交叉核对结果。偏倚风险评价采用 Cochrane 手册 5.1.0 推荐的 RCT 偏倚风险评估工具[13]。
1.5 统计分析
采用 RevMan 5.3 软件进行统计分析。计量资料采用均数差(mean difference,MD)为效应分析统计量,二分类变量采用风险比(risk ratio,RR)为效应分析统计量,各效应量均提供其 95%CI。纳入研究结果间的异质性采用 χ2 检验进行分析(检验水准为 α=0.1),同时结合 I2 定量判断异质性大小。若各研究结果间无统计学异质性,则采用固定效应模型进行 Meta 分析;若各研究结果间存在统计学异质性,则进一步分析异质性来源,在排除明显临床异质性的影响后,采用随机效应模型进行 Meta 分析。Meta 分析的水准设为 α=0.05。明显的临床异质性采用亚组分析或敏感性分析等方法进行处理,或只行描述性分析。
2 结果
2.1 文献筛选流程及结果
初检共获得相关文献 974 篇,经逐层筛选,最终纳入 11 个 RCT[14-24],共包括 1 187 例患者。文献筛选流程及结果见图 1。

2.2 纳入研究的基本特征与偏倚风险评价结果


2.3 Meta 分析结果
2.3.1 VAP 发生率
共纳入 11 个 RCT[14-24],包含 1 187 例患者。固定效应模型 Meta 分析结果显示,使用 CTSS 可降低 VAP 发生率[RR=0.55,95%CI(0.44,0.67),P<0.000 01](图 2)。

2.3.2 晚发型 VAP 发生率
共纳入 2 个 RCT[21, 23],包含 282 例患者。固定效应模型 Meta 分析结果显示,使用 CTSS 可降低晚发型 VAP 发生率[RR=0.47,95%CI(0.28,0.80),P=0.005](表 3)。

2.3.3 VAP 发生时间
共纳入 3 个 RCT[15, 19, 20],包含 310 例患者。随机效应模型 Meta 分析结果显示,两组 VAP 发生时间的差异无统计学意义[MD=0.96,95%CI(−0.21,2.12),P=0.11](表 3)。
2.3.4 机械通气时间
共纳入 5 个 RCT[14, 19-22],包含 562 例患者。随机效应模型 Meta 分析结果显示,两组机械通气时间的差异无统计学意义[MD=−2.24,95%CI(−4.54,0.06),P=0.06](表 3)。
2.3.5 ICU 住院日
共纳入 3 个 RCT[16, 21, 22],包含 403 例患者。固定效应模型 Meta 分析结果显示,CTSS 组 ICU 住院日比 OTSS 组更短[MD=−0.85,95%CI(−1.66,−0.04),P=0.04](表 3)。
2.3.6 呼吸道微生物定植率
共纳入 4 个 RCT[14, 15, 22, 24],包含 398 例患者。固定效应模型 Meta 分析结果显示,CTSS 组呼吸道微生物定植率低于 OTSS 组[RR=0.69,95%CI(0.56,0.86),P=0.000 9](表 3)。
2.3.7 住院病死率
共纳入 5 个 RCT[14, 15, 19, 21, 22],包含 572 例患者。固定效应模型 Meta 分析结果显示,两组住院病死率的差异无统计学意义[RR=0.88,95%CI(0.73,1.05),P=0.15](表 3)。
2.3.8 敏感性分析
采用逐一剔除单个研究的方法进行敏感性分析,结果显示合并效应量未发生方向性变化,说明 Meta 分析结果较为稳定。
2.4 发表偏倚检验
针对 VAP 发生率这一结局指标绘制漏斗图进行发表偏倚检验,结果显示各研究点左右分布基本对称,表示存在发表偏倚的可能性较小(图 3)。

3 讨论
本研究结果显示使用 CTSS 吸痰较 OTSS 降低 VAP 的发生率,此结果与于海容等[25]和 Kuriyama 等[26]的 Meta 分析结果一致。而 2007 年 Cochrane 协作网发表的系统评价[10]和另一篇 Meta 分析[27]则显示两种吸痰方式对预防 VAP 的效果无显著差异。分析原因可能是上述两篇文献分别于 2007 年及 2012 年发表,而近 10 年 CTSS 发展快速,相关研究的结果更多支持阳性结果。
本研究发现 CTSS 组晚发型 VAP 发生率也低于 OTSS 组,但由于纳入的研究数量少[21, 23],证据强度有可能受到影响。CTSS 组机械通气的时间有短于 OTSS 组的趋势,但两组差异无统计学意义,分析原因如下:① VAP 的发生可延长机械通气时间[4],CTSS 可能通过降低 VAP 的发生率而使患者机械通气时间缩短;② CTSS 较 OTSS 对于患者平均动脉压影响较小、可减少心率的波动及血氧饱和度的下降,更具安全性[28],而稳定的呼吸、循环、氧合是机械通气患者顺利脱机并缩短机械通气时间的前提条件[27]。
本研究还发现 CTSS 组呼吸道微生物定植率低于 OTSS 组。有研究指出,留置气管内导管后下呼吸道将迅速发生微生物定植;在插管后的第 2 天,约三分之二的患者发现下呼吸道微生物定植(>103CFU/ml)[29]。定植微生物主要为内源性,如来自口咽部分泌物和胃内容物;亦有部分为外源性,例如在吸痰、进行支气管镜检查、分离呼吸机管道和气管内导管等情况时发生污染而引起[30, 31]。CTSS 的优势在于吸痰管包覆在无菌塑料护套内,不用与外界接触,吸痰时亦无须移除呼吸机管路。故此推断,CTSS 能通过减少外源性微生物经气管内导管进入下呼吸道,而使呼吸道微生物定植率更低。气管内导管的生物膜形成是发生 VAP 的机制之一,成熟的生物膜会部分脱落或释放游离细菌移向肺部,或在机械通气过程中生物膜气化并被吸入肺部[32]。降低微生物定植率能减少生物膜形成,从而降低 VAP 的发生风险。
有研究指出在使用 OTSS 期间,空气中直径≤2.5 微米和 1 微米的悬浮微粒与细菌的浓度明显上升,可增加医护人员和其他患者暴露的风险[33]。在新型冠状病毒肺炎(COVID-19)大流行期间,从保护其他患者及医护人员的安全角度考虑,CTSS 被专业医学团体强烈推荐使用于怀疑或确诊 COVID-19 患者[34]。
本研究的局限性:① 纳入研究使用的 VAP 诊断标准不同,且没有统一的吸痰操作规范,可能导致异质性,但受纳入研究数量限制,无法进行亚组分析,可能影响结果的准确性;② 纳入研究多数未报道分配隐藏,或实施盲法,VAP 的诊断标准包含影像学表现、临床症状和实验室检查项目,美国疾病控制与预防中心早在 2013 年已提出判读胸部影像学检查的技术存在主观性和可变性[35],对结果测评者未实施盲法可能导致测量偏倚;③ 部分次要结局指标纳入的研究数量少,Meta 分析结果的可信度有可能受到影响;④ 部分研究的结局指标使用“中位数”方式表达,需要重新估算样本均数与标准差,数据转换可能造成信息损失[36],降低检验效能;⑤ 本研究未纳入 13 岁以下的机械通气患者,未来可考虑针对此类人群进行详细分析。
综上所述,当前证据显示,与开放式吸痰系统比较,密闭式吸痰系统能预防 VAP 的发生,且减少重症监护病房住院日数及呼吸道微生物定植率。受纳入研究数量和质量的限制,上述结论尚待更多高质量研究予以验证。
呼吸机相关性肺炎(ventilator-associated pneumonia,VAP)是指经人工气道(气管内导管或气切套管)连续进行机械通气 48 小时后发生的肺炎,且发生肺炎当天或之前一天呼吸机呈留置状态。患者须在 7 天的感染收案期内满足胸部影像学改变、特定的临床症状和体征或/及实验室检查诊断的条件[1]。纳入我国 195 个研究的 Meta 分析[2]显示,机械通气患者 VAP 发生率为 23.8%。2015 年,美国 199 间医院患病率调查发现,肺炎是最常见的医源性感染(27.9%),VAP 占其中的 32%,由此推论当年美国 VAP 患者多达 56 544 例[3]。VAP 的发生不仅延长机械通气时间及重症监护病房住院日,亦增加患者死亡风险[4]。VAP 患者停留 ICU 的时间较非 VAP 患者多 12 天,归因死亡率达 13%[5]。VAP 作为反映医疗质量的重要指标,预防其发生是实现患者安全照护的目标之一[6]。
分泌物清理是保护呼吸道开放及预防呼吸道感染的正常生理过程[7]。机械通气患者因气管内导管放置使咳嗽反射受损,影响呼吸道的自我保护机制,须通过吸痰技术移除分泌物[8]。适当地清除分泌物能维持机械通气患者的最佳氧合状态,减少呼吸作功及肺不张的发生,是预防 VAP 的重要措施[9]。吸痰是 ICU 最常见的侵入性治疗之一[6],对于经气管内导管进行机械通气的患者,吸痰常使用开放式吸痰系统(open tracheal suction system,OTSS)或密闭式吸痰系统(closed tracheal suction system,CTSS)。
针对两种吸痰系统对预防 VAP 效果,现有的研究结果并不一致。有系统评价[10]结果显示两者预防 VAP 效果的差异无统计学意义,而另一篇 Meta 分析[11]显示,CTSS 较 OTSS 能降低 VAP 的发生率。各国医学专业学会的意见也未统一,美国健康照护流行病学学会及美国感染症学会联合发表的 VAP 预防策略,未将 CTSS 纳入推荐措施[4]。而中华医学会重症医学分会发表的《呼吸机相关性肺炎诊断、预防和治疗指南(2013)》,则认为 CTSS 可于临床上使用[12]。因此,本研究系统评价 OTSS 和 CTSS 预防 VAP 的效果,以期为临床实践提供参考依据。
1 资料与方法
1.1 纳入与排除标准
1.1.1 研究类型
随机对照试验(randomized controlled trial,RCT)。
1.1.2 研究对象
经气管内导管进行机械通气多于 48 小时,采用 OTSS 或 CTSS,且年满 13 岁的患者。
1.1.3 干预措施
试验组使用 CTSS,对照组使用 OTSS。
1.1.4 结局指标
主要结局指标:VAP 发生率;次要结局指标:晚发型 VAP 发生率(发生于机械通气第 5 天或之后),VAP 发生时间,机械通气时间,ICU 住院时间,呼吸道微生物定植率,住院病死率。
1.1.5 排除标准
① 重复发表的研究;② 非中英文文献;③ 无法获取所需要的数据;④ 纳入了免疫功能不全患者的研究,包括:患有白血病、淋巴癌或 HIV 病毒感染且 CD4 细胞值少于 200/mm3,曾进行脾脏切除、器官或造血干细胞移植,正接受化学治疗或类固醇治疗。
1.2 文献检索策略
计算机检索 The Cochrane Library、CNKI、WanFang Data、Airiti Library、PubMed、CINAHL 和 Proquest 数据库,搜集关于 CTSS 和 OTSS 预防 VAP 效果的 RCT,检索时限均从 2010 年 1 月至 2020 年 5 月。中文检索词包括:呼吸机相关性肺炎、呼吸器相关肺炎、密闭式吸痰、密闭式抽痰、开放式吸痰、开放式抽痰;英文检索词包括:ventilator-associated pneumonia、closed tracheal suction、closed suction、open tracheal suction、open suction。以 PubMed 为例,其具体检索策略见框 1。

1.3 文献筛选与资料提取
由 2 名研究者独立筛选文献、提取资料并交叉核对。如有分歧,则通过讨论或与第三方协商解决。文献筛选时首先阅读文题,在排除明显不相关的文献后,进一步阅读摘要和全文以确定是否纳入。如有需要,通过邮件、电话联系原始研究作者获取未确定但对本研究非常重要的信息。资料提取内容包括:① 纳入研究的基本信息:研究题目、第一作者、发表杂志等;② 研究对象的基线特征和干预措施;③ 偏倚风险评价的关键要素;④ 所关注的结局指标和结果测量数据。
1.4 纳入研究的偏倚风险评价
由 2 名研究者独立评价纳入研究的偏倚风险,并交叉核对结果。偏倚风险评价采用 Cochrane 手册 5.1.0 推荐的 RCT 偏倚风险评估工具[13]。
1.5 统计分析
采用 RevMan 5.3 软件进行统计分析。计量资料采用均数差(mean difference,MD)为效应分析统计量,二分类变量采用风险比(risk ratio,RR)为效应分析统计量,各效应量均提供其 95%CI。纳入研究结果间的异质性采用 χ2 检验进行分析(检验水准为 α=0.1),同时结合 I2 定量判断异质性大小。若各研究结果间无统计学异质性,则采用固定效应模型进行 Meta 分析;若各研究结果间存在统计学异质性,则进一步分析异质性来源,在排除明显临床异质性的影响后,采用随机效应模型进行 Meta 分析。Meta 分析的水准设为 α=0.05。明显的临床异质性采用亚组分析或敏感性分析等方法进行处理,或只行描述性分析。
2 结果
2.1 文献筛选流程及结果
初检共获得相关文献 974 篇,经逐层筛选,最终纳入 11 个 RCT[14-24],共包括 1 187 例患者。文献筛选流程及结果见图 1。

2.2 纳入研究的基本特征与偏倚风险评价结果


2.3 Meta 分析结果
2.3.1 VAP 发生率
共纳入 11 个 RCT[14-24],包含 1 187 例患者。固定效应模型 Meta 分析结果显示,使用 CTSS 可降低 VAP 发生率[RR=0.55,95%CI(0.44,0.67),P<0.000 01](图 2)。

2.3.2 晚发型 VAP 发生率
共纳入 2 个 RCT[21, 23],包含 282 例患者。固定效应模型 Meta 分析结果显示,使用 CTSS 可降低晚发型 VAP 发生率[RR=0.47,95%CI(0.28,0.80),P=0.005](表 3)。

2.3.3 VAP 发生时间
共纳入 3 个 RCT[15, 19, 20],包含 310 例患者。随机效应模型 Meta 分析结果显示,两组 VAP 发生时间的差异无统计学意义[MD=0.96,95%CI(−0.21,2.12),P=0.11](表 3)。
2.3.4 机械通气时间
共纳入 5 个 RCT[14, 19-22],包含 562 例患者。随机效应模型 Meta 分析结果显示,两组机械通气时间的差异无统计学意义[MD=−2.24,95%CI(−4.54,0.06),P=0.06](表 3)。
2.3.5 ICU 住院日
共纳入 3 个 RCT[16, 21, 22],包含 403 例患者。固定效应模型 Meta 分析结果显示,CTSS 组 ICU 住院日比 OTSS 组更短[MD=−0.85,95%CI(−1.66,−0.04),P=0.04](表 3)。
2.3.6 呼吸道微生物定植率
共纳入 4 个 RCT[14, 15, 22, 24],包含 398 例患者。固定效应模型 Meta 分析结果显示,CTSS 组呼吸道微生物定植率低于 OTSS 组[RR=0.69,95%CI(0.56,0.86),P=0.000 9](表 3)。
2.3.7 住院病死率
共纳入 5 个 RCT[14, 15, 19, 21, 22],包含 572 例患者。固定效应模型 Meta 分析结果显示,两组住院病死率的差异无统计学意义[RR=0.88,95%CI(0.73,1.05),P=0.15](表 3)。
2.3.8 敏感性分析
采用逐一剔除单个研究的方法进行敏感性分析,结果显示合并效应量未发生方向性变化,说明 Meta 分析结果较为稳定。
2.4 发表偏倚检验
针对 VAP 发生率这一结局指标绘制漏斗图进行发表偏倚检验,结果显示各研究点左右分布基本对称,表示存在发表偏倚的可能性较小(图 3)。

3 讨论
本研究结果显示使用 CTSS 吸痰较 OTSS 降低 VAP 的发生率,此结果与于海容等[25]和 Kuriyama 等[26]的 Meta 分析结果一致。而 2007 年 Cochrane 协作网发表的系统评价[10]和另一篇 Meta 分析[27]则显示两种吸痰方式对预防 VAP 的效果无显著差异。分析原因可能是上述两篇文献分别于 2007 年及 2012 年发表,而近 10 年 CTSS 发展快速,相关研究的结果更多支持阳性结果。
本研究发现 CTSS 组晚发型 VAP 发生率也低于 OTSS 组,但由于纳入的研究数量少[21, 23],证据强度有可能受到影响。CTSS 组机械通气的时间有短于 OTSS 组的趋势,但两组差异无统计学意义,分析原因如下:① VAP 的发生可延长机械通气时间[4],CTSS 可能通过降低 VAP 的发生率而使患者机械通气时间缩短;② CTSS 较 OTSS 对于患者平均动脉压影响较小、可减少心率的波动及血氧饱和度的下降,更具安全性[28],而稳定的呼吸、循环、氧合是机械通气患者顺利脱机并缩短机械通气时间的前提条件[27]。
本研究还发现 CTSS 组呼吸道微生物定植率低于 OTSS 组。有研究指出,留置气管内导管后下呼吸道将迅速发生微生物定植;在插管后的第 2 天,约三分之二的患者发现下呼吸道微生物定植(>103CFU/ml)[29]。定植微生物主要为内源性,如来自口咽部分泌物和胃内容物;亦有部分为外源性,例如在吸痰、进行支气管镜检查、分离呼吸机管道和气管内导管等情况时发生污染而引起[30, 31]。CTSS 的优势在于吸痰管包覆在无菌塑料护套内,不用与外界接触,吸痰时亦无须移除呼吸机管路。故此推断,CTSS 能通过减少外源性微生物经气管内导管进入下呼吸道,而使呼吸道微生物定植率更低。气管内导管的生物膜形成是发生 VAP 的机制之一,成熟的生物膜会部分脱落或释放游离细菌移向肺部,或在机械通气过程中生物膜气化并被吸入肺部[32]。降低微生物定植率能减少生物膜形成,从而降低 VAP 的发生风险。
有研究指出在使用 OTSS 期间,空气中直径≤2.5 微米和 1 微米的悬浮微粒与细菌的浓度明显上升,可增加医护人员和其他患者暴露的风险[33]。在新型冠状病毒肺炎(COVID-19)大流行期间,从保护其他患者及医护人员的安全角度考虑,CTSS 被专业医学团体强烈推荐使用于怀疑或确诊 COVID-19 患者[34]。
本研究的局限性:① 纳入研究使用的 VAP 诊断标准不同,且没有统一的吸痰操作规范,可能导致异质性,但受纳入研究数量限制,无法进行亚组分析,可能影响结果的准确性;② 纳入研究多数未报道分配隐藏,或实施盲法,VAP 的诊断标准包含影像学表现、临床症状和实验室检查项目,美国疾病控制与预防中心早在 2013 年已提出判读胸部影像学检查的技术存在主观性和可变性[35],对结果测评者未实施盲法可能导致测量偏倚;③ 部分次要结局指标纳入的研究数量少,Meta 分析结果的可信度有可能受到影响;④ 部分研究的结局指标使用“中位数”方式表达,需要重新估算样本均数与标准差,数据转换可能造成信息损失[36],降低检验效能;⑤ 本研究未纳入 13 岁以下的机械通气患者,未来可考虑针对此类人群进行详细分析。
综上所述,当前证据显示,与开放式吸痰系统比较,密闭式吸痰系统能预防 VAP 的发生,且减少重症监护病房住院日数及呼吸道微生物定植率。受纳入研究数量和质量的限制,上述结论尚待更多高质量研究予以验证。