科学家们仍在解决新冠病毒如何攻击肺部和身体其他部位的许多令人困惑的方面。其中一个最大且最会危及生命的谜团是病毒是如何导致“隐形缺氧”的。“隐形缺氧”是一种体内氧气水平异常低的情况，如果长时间未能发现，会对重要器官造成不可修复的损害。现在，凭借计算机模型以及与真实患者数据的对比，波士顿大学生物医学工程师和佛蒙特大学合作者已经开始破解这一谜团。
尽管经历了危险的低氧水平，但许多感染了新冠病毒的严重病患有时并没有出现呼吸急促或呼吸困难的症状。缺氧能够悄无声息地造成损害，这就是为什么称它为“隐形”的原因。在冠状病毒患者中，人们认为感染首先会损害肺部，使其部分功能无法正常工作。那些组织缺氧并停止工作，不再给血流注入氧气，从而造成隐形缺氧。但多米诺骨牌效应究竟是如何发生的，到现在还不清楚。
“我们不知道在生理上（这是如何）成为可能的，” 波士顿大学工程学院生物医学工程及材料科学与工程学教授、该研究的作者之一Bela Suki说。一些冠状病毒患者处于一些专家所描述的“不适应生命”的血氧水平。Suki说，令人不安的是，很多患者在接受肺部扫描时几乎没有任何异常迹象。
为了弄清造成隐形缺氧的原因，波士顿大学的生物医学工程师利用计算机建模测试了三种不同的情况，帮助解释肺停止向血流提供氧气的方式和原因。他们的研究已在《自然通讯》上发表，生物医学工程师Jacob Herrmann (Suki实验室的博士后研究员，也是这项研究的主要作者)称，研究表明隐形缺氧很可能是由同时发生在新冠病毒患者肺部的多种生物学机制的组合引起的。
正常情况下，肺承担着维持生命的气体交换职责，在我们吸气时为体内的每个细胞供氧，在我们每次呼气时为我们排出二氧化碳。健康的肺会使血液的氧含量保持在95%到100%之间，如果低于92%，就要引起关注，医生可能会补充氧气进行干预。（在冠状病毒大流行早期，临床医生首次敲响隐形缺氧警报时，血氧计就从商店货架上一扫而空，因为许多人担心自己或家人有轻微症状，要在家恢复时，希望能够监测其自身的血氧水平。）
研究人员首先观察了新冠病毒如何影响肺部调节血液流向的能力。通常情况下，如果肺部的某些区域由于感染造成损害而不能聚集很多氧气，那么这些区域的血管就会收缩。这实际上对我们的肺进化来说一件好事，因为它迫使血液转而流经充满氧气的肺组织，然后氧气循环到整个身体的其他部分。
但根据Herrmann的说法，初步临床数据显示，一些新冠病毒患者的肺部已经失去了限制血流进入已受损组织的能力，相反，这些血管可能会被进一步打开，而这在CT扫描时很难看到或测量。
Herrmann、Suki和其团队使用计算肺模型测试了这一理论，结果显示，如果血氧水平降到新冠病毒患者中所观察到的水平，在不再能够收集氧气的肺区域中，血流量确实必须比正常水平高很多，从而导致整个人体的氧气水平降低。
接下来，他们观察了血液凝结如何影响肺部不同区域的血流。当血管内壁因感染新冠病毒发炎时，肺部就会形成小得在医学扫描上看不到的血凝块。他们通过对肺部的计算机建模发现，这可能会引起隐形缺氧，但仅靠它可能不足以导致氧气水平下降到患者数据中所见的水平。
最后，研究人员使用他们的计算机模型来研究新冠病毒是否干扰了肺正常功能所需的正常空气-血流量比率。Suki说，这种不匹配的空气-血流比在许多呼吸系统疾病中都会发生，比如哮喘患者，它可能是新冠病毒患者的严重的隐形缺氧的一个原因。他们的模型表明如果这是导致隐形缺氧的一个原因，那么这种不匹配一定发生在肺部扫描显示没有损伤或异常的部分。
总之，他们的发现表明，所有三个因素的结合可能是导致某些新冠病毒患者严重低氧的原因。通过对这些潜在机制进一步的了解，以及这些组合如何因患者变化，临床医生可以在使用通气和补充氧气等措施对患者进行治疗时做出更明智的选择。在目前正在研究的一些干预措施中，一种技术含量较低的俯卧位干预措施可以让患者翻身转到腹部，让肺的后部吸入更多的氧气，消除不匹配的空气-血流比。
“不同的人对该病毒的反应大不相同，”Suki说。他还说，对于临床医生来说，了解患者血氧可能偏低的所有可能原因至关重要，这样他们就可以采取合适的治疗方式，包括帮助收缩血管、清除血凝块或纠正不匹配的空气-血流比的药物。
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Journal
Nature Communications