ICU中的個性化治療：吸氧範例
重症行者翻譯組
全世界每年約有 2000 萬名患者接受機械通氣。成人重症患者的機械通氣普遍需要調整吸入氧的比例。然而，能夠優化患者預後的氧合目標尚不清楚。臨床醫生一直以來都是隨意給氧，以避免低氧血症和組織缺氧。然而，2008 年，de Jonge 等人進行的一項具有裏程碑意義的觀察性研究對這種做法提出了質疑，他們發現低氧血症和高氧血症都與患者死亡率的增加有關。隨著高氧血症的潛在危害（如活性氧、急性肺損傷和全身炎症）逐漸得到證實，多項隨機試驗對較低和較高的氧合目標進行了比較。本文通過分析臨床試驗的三種方法，介紹了目前有關成人重症患者氧合目標的文獻現狀。
平均治療效果 隨機試驗的因果關系估計值是平均治療效果，即幹預組患者與對照組患者的平均治療效果之差。在研究氧合目標的隨機試驗中，平均治療效果提供了相互矛盾的結果。ICU-ROX、O2-ICU、HOT-ICU、PILOT和ICONIC試驗均未發現顯著的平均治療效果，而Oxygen-ICU和HOT-COVID試驗報告稱，氧合目標越低，療效越好，LOCO2試驗報告稱，氧合目標越高，療效越好。
總體而言，較低與較高氧合目標對結果沒有明顯的平均治療效果，這有幾種可能的解釋。首先，所選的氧合目標、供氧設備和入組時間（即早期接觸無目標氧合）的組合可能根本不會影響每項隨機試驗所研究人群的預後（表 1）--也就是說，治療對任何患者的預後都沒有影響。其次，每項試驗的統計能力可能不足以檢測出平均治療效果的微小差異（但具有臨床意義）。正在進行的 "保守氧合目標與自由氧合目標比較大型隨機登記試驗"（Mega-ROX；ACTRN12620000391976）和 "重症監護病房氧療兩種方法隨機試驗比較"（UK-ROX；ISRCTN13384956） 試驗的統計能力分別可以在近 6 萬名患者中檢測到 1.5 和 2.5 個百分點的絕對死亡率差異。鑒于氧氣的普遍應用，即使是很小的治療效果也會對全球産生深遠的影響。第三種可能的解釋是，吸氧目標可能對不同患者的預後産生不同的影響，在異質性人群中，平均治療效果不顯著，而在特定的同質性人群中，平均治療效果顯著。這種治療效果大小或方向的非隨機變化被稱爲治療效果的異質性（HTE）。
亞組分析 亞組分析是研究 HTE 的傳統方法，它顯示的是具有特定特征的亞組患者的平均治療效果（例如，以冠狀動脈疾病等單一合並症爲條件的平均治療效果）。對于氧合目標，亞組分析確定了可能從特定氧合策略中獲益的人群亞組，爲進一步開展隨機試驗提供了依據。在 ICU-ROX 試驗中，隨機采用較低氧合目標的缺氧缺血性腦病患者比隨機采用較高氧合目標的患者有更多的無呼吸機天數。相反，膿毒症患者的點估計無統計學意義，傾向于較高的氧合目標。目前，Mega-ROX Brains 和 Mega-ROX Sepsis 正在以足夠的統計能力對這些亞組進行進一步評估。
個體化治療效果 亞組分析在 HTE 分析中的價值受到限制，因爲每個患者都有多種特征，這些特征可能單獨或共同影響治療對結果的影響。效應模型是一種較新的 HTE 分析方法。它使用基線特征、治療組和結果來預測每位患者的個體化治療效果。個體化治療效果是指根據患者的特征，預測患者接受一種治療（如降低氧合目標值）的結果概率與患者接受另一種治療（如提高氧合目標值）的結果概率之間的差異。機器學習非常適合預測個體化治療效果，因爲與亞組分析不同，它可以同時納入多個患者特征，並處理非線性關系和複雜的變量交互作用。由于這些效應模型將個體患者的特征作爲平均治療效應的條件，因此也被稱爲條件平均治療效應（cATE）模型。這種方法在重症監護領域越來越受歡迎。
在我們最近的研究中，我們開發了一種機器學習模型，利用患者的基線特征來預測較低與較高外周血氧飽和度（SpO2）目標值對 28 天死亡率的個體化治療效果。我們的模型源于 PILOT 試驗，然後在 ICU-ROX 試驗[3]中進行了外部驗證。如果 ICU-ROX 試驗中的所有患者都使用模型預測的 SpO2 目標值進行治療，而不是使用隨機分配的目標值，死亡率將降低 6.4 個百分點。預計將從較低的SpO2目標值中獲益的患者年齡較大，更可能是男性，缺氧和非缺氧性腦損傷的發生率較高。預計將從較高的 SpO2 目標值中獲益的患者患有呼吸系統疾病和敗血症的比例較高，且基線生命體征異常升高。
未來方向 利用預測個體化治療效果的機器學習方法分析隨機試驗數據，可能會在平均治療效果和亞組分析之外提供新的見解。然而，與其他機器學習模型一樣，這些模型也可能會過度擬合數據，需要進一步驗證。因此，在將個體化氧合目標的使用與常規護理進行比較的隨機臨床試驗急需在臨床實踐中實施。
表 1 重症成人較低與較高氧合目標的隨機試驗
爲便于在不同試驗之間進行比較，將 PaO2 目標值近似（大約）爲 SpO2 值 ，FiO2 吸入氧分數、ICU 重症監護室、IMV 有創機械通氣、LOS 住院時間、PaO2 動脈氧壓、SIRS 全身炎症反應綜合征、SOFA 序貫器官衰竭評估、SpO2 外周血氧飽和度
