楊生岳 戴勝歸 黃寧俠
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·專家論壇·
肺動(dòng)脈高壓的肺功能改變及臨床預(yù)后的評(píng)估
楊生岳戴勝歸黃寧俠
810007 西寧,解放軍第四醫(yī)院蘭州軍區(qū)呼吸內(nèi)科中心
楊生岳,解放軍第四醫(yī)院蘭州軍區(qū)呼吸內(nèi)科中心主任醫(yī)師,專業(yè)技術(shù)3級(jí),文職1級(jí),享受國(guó)務(wù)院特殊津貼?,F(xiàn)任中國(guó)醫(yī)師協(xié)會(huì)睡眠醫(yī)學(xué)專家委員會(huì)委員、國(guó)家科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)評(píng)審專家、青海省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)評(píng)委、全軍高原與高寒專業(yè)委員會(huì)委員、青海省醫(yī)學(xué)會(huì)呼吸分會(huì)名譽(yù)主任委員以及《中華肺部疾病雜志(電子版)》編委等學(xué)術(shù)職務(wù)。曾任全軍呼吸專業(yè)委員會(huì)常委、全軍醫(yī)藥衛(wèi)生成果評(píng)審專家、蘭州軍區(qū)呼吸專業(yè)委員會(huì)主任委員、青海省醫(yī)學(xué)會(huì)呼吸分會(huì)副主任委員、蘭州軍區(qū)醫(yī)學(xué)科學(xué)委員會(huì)委員、蘭州軍區(qū)衛(wèi)生系列高級(jí)職稱評(píng)委、蘭州軍區(qū)科技進(jìn)步獎(jiǎng)、醫(yī)療成果獎(jiǎng)和創(chuàng)新獎(jiǎng)評(píng)委、青海省醫(yī)學(xué)會(huì)常務(wù)理事、西北五省區(qū)武警部隊(duì)衛(wèi)生系列高級(jí)職稱評(píng)委會(huì)主任委員以及《高原醫(yī)學(xué)雜志》、《西北國(guó)防醫(yī)學(xué)雜志》、《中國(guó)中西醫(yī)結(jié)合雜志》等雜志編委等十余種學(xué)術(shù)職務(wù)。曾獲全國(guó)邊遠(yuǎn)地區(qū)優(yōu)秀醫(yī)務(wù)工作者、中國(guó)呼吸醫(yī)師獎(jiǎng)、世界科學(xué)名人、蘭州軍區(qū)科技新星、蘭州軍區(qū)優(yōu)秀醫(yī)學(xué)科技工作者3次、青海省名醫(yī)、青海省優(yōu)秀科技工作者等稱號(hào),榮立三等功4次。多次受到黨和國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人的親切接見(jiàn)。
從事呼吸內(nèi)科臨床及科研工作40余年,對(duì)高原地區(qū)慢性阻塞性肺疾病(COPD)、慢性肺心病、重癥支氣管哮喘、肺部感染、呼吸衰竭、高原睡眠呼吸暫停綜合征、重疊綜合征、急性高原病和高原呼吸生理學(xué)作了大量研究,提出了中度高原地區(qū)呼吸衰竭血?dú)庠\斷標(biāo)準(zhǔn)、酸堿失衡判斷方法、高原重癥哮喘救治方案、高原肺心病合并阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征預(yù)后危險(xiǎn)因素、高原COPD和慢性肺心病的發(fā)病機(jī)制、高原COPD及肺心病臨床診斷、病情判斷標(biāo)準(zhǔn)和干預(yù)治療等措施。
主持和完成國(guó)家科技支撐計(jì)劃項(xiàng)目2項(xiàng),全軍、蘭州軍區(qū)和青海省科技重點(diǎn)攻關(guān)項(xiàng)目、應(yīng)用基礎(chǔ)研究等項(xiàng)目12項(xiàng)。獲科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)31項(xiàng),其中中國(guó)科學(xué)院科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)1項(xiàng),軍隊(duì)科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)2項(xiàng),青海省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)4項(xiàng)。發(fā)表醫(yī)學(xué)科學(xué)論文160余篇,其中SCI論文8篇。出版醫(yī)學(xué)專著10部。
【關(guān)鍵詞】肺動(dòng)脈高壓;肺功能;評(píng)估,預(yù)后,臨床
肺動(dòng)脈高壓(pulmonary artery hypertension, PAH)指靜息時(shí)肺動(dòng)脈平均壓>25 mmHg(1 mmHg=0.133 kPa)或運(yùn)動(dòng)時(shí)>30 mmHg,是一類以肺血管阻力(pulmonary vascular resistance, PVR )和肺動(dòng)脈壓(pulmonary artery pressure, PAP)進(jìn)行性升高為主要特征的肺血管疾病[1]。PAH分為原發(fā)性和繼發(fā)性兩類。原發(fā)性PAH是原因不明的PAH,屬致命性PAH,是一種少見(jiàn)疾病。繼發(fā)性PAH可發(fā)生于重癥慢性肺部疾病、慢性肺血栓栓塞、心瓣膜病、冠心病、先天性心臟病、風(fēng)濕性心臟病、艾滋病等。隨著病情進(jìn)展,最終導(dǎo)致右心衰竭或猝死,預(yù)后極差。PAH的病理學(xué)基礎(chǔ)是肺小動(dòng)脈進(jìn)行性閉塞,也可因擴(kuò)張的肺血管機(jī)械性壓迫或血管平滑肌張力增加或增殖而損害外周氣道,導(dǎo)致肺功能障礙?,F(xiàn)就PAH的肺功能改變及臨床預(yù)后評(píng)估的研究進(jìn)展作一簡(jiǎn)述。
一、PAH的肺功能改變
1. 肺功能特點(diǎn): 以往研究認(rèn)為,PAH患者的肺功能可以是正常的,也可以表現(xiàn)為限制性、阻塞性甚至是混合型通氣功能障礙。但近年來(lái)研究發(fā)現(xiàn),PAH常有阻塞性肺通氣功能障礙。Meyer等[2]報(bào)道,特發(fā)性肺動(dòng)脈高壓(idiopathic pulmonary arterial hypertension, IPAH)患者的肺總量(total lung capacity, TLC)基本正常,但殘氣量(residual volume, RV)增加,肺活量(vital capacity, VC)減少,RV/TLC比值增加,證實(shí)了IPAH患者存在外周氣道阻塞,且認(rèn)為阻塞性肺通氣功能障礙與IPAH的嚴(yán)重程度呈正相關(guān)。唐志君等[3]研究發(fā)現(xiàn),IPAH和慢性血栓栓塞性肺動(dòng)脈高壓(chronic thromboembolic pulmonary hypertension,CTEPH)患者有阻塞性通氣功能和肺彌散功能障礙,且PAH功能分級(jí)越高,小氣道阻塞越嚴(yán)重,IPAH患者的彌散功能較CTEPH更差,血流動(dòng)力學(xué)受損更嚴(yán)重。PAH患者發(fā)生小氣道阻塞的機(jī)制可能因肺血管重塑,肺血管與外周氣道解剖關(guān)系毗鄰而損害小氣道,同時(shí)內(nèi)皮素升高導(dǎo)致支氣管平滑肌細(xì)胞和成纖維細(xì)胞增殖,從而共同促進(jìn)小氣道阻塞的發(fā)生。幾乎所有的研究都發(fā)現(xiàn),PAH患者肺彌散功能降低。IPAH和CTEPH患者肺彌散量降低,并與PVR相關(guān)[4]。其主要機(jī)制可能是:①肌型和彈性肺動(dòng)脈中膜增厚,彈性肺動(dòng)脈擴(kuò)張,內(nèi)膜粥樣硬化,肺泡血流灌注不足,血管床面積減少;②肺動(dòng)脈內(nèi)皮細(xì)胞增殖,彌散膜增厚;③小氣道氣流受限,導(dǎo)致肺通氣功能障礙。
2. 心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn): 心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)(cardiopulmonary exercise test, CPET)是客觀評(píng)價(jià)心肺儲(chǔ)備功能及運(yùn)動(dòng)耐力的無(wú)創(chuàng)檢測(cè)方法。通過(guò)呼吸氣體實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)分析、電子計(jì)算機(jī)與活動(dòng)平板或功率踏車技術(shù),可實(shí)時(shí)檢測(cè)不同量級(jí)運(yùn)動(dòng)負(fù)荷下機(jī)體氧耗量(oxygen consumption, VO2)和二氧化碳排出量(carbon dioxide output volume, VCO2)的動(dòng)態(tài)變化,全面評(píng)估心肺儲(chǔ)備功能和運(yùn)動(dòng)耐力。IPAH患者的運(yùn)動(dòng)耐力和通氣有效性均降低,且CPET的相關(guān)指標(biāo)可評(píng)估IPAH的嚴(yán)重程度。不同類型的PAH患者血流動(dòng)力學(xué)改變基本一致,但在功率遞增運(yùn)動(dòng)過(guò)程中心肺反應(yīng)明顯不同,不同類型和不同嚴(yán)重程度的PAH患者,其通氣有效性也存在明顯差異[5-8]。IPAH患者的攝氧效率斜率(oxygen uptake efficiency slope, OUES)和攝氧效率平臺(tái)(oxygen uptake efficiency platform, OUEP)均明顯降低,OUEP在評(píng)估IPAH患者氣體交換異常方面較OUES更具有意義[9]。PAH患者在次量級(jí)運(yùn)動(dòng)時(shí),OUES%和無(wú)氧閾(anaerobic threshold, AT)% 是評(píng)估運(yùn)動(dòng)耐力的獨(dú)立預(yù)測(cè)因子,同時(shí)OUES%也反映了PAH患者的心功能狀態(tài)[10]。PAH患者不僅攝氧效率(oxygen uptake efficiency, OUE)顯著降低,而且隨PAH的嚴(yán)重程度加重而降低,OUES、OUEP及AT攝氧效率與峰值攝氧量(peak oxygen uptake, peak VO2)呈顯著正相關(guān),提示OUE可能是評(píng)估PAH患者運(yùn)動(dòng)耐力的重要臨床參考指標(biāo)[11]。劉輝等[12]報(bào)道,慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease, COPD)合并PAH患者的運(yùn)動(dòng)耐力和通氣有效性降低,且降低程度與PAP呈正相關(guān)。PAH患者運(yùn)動(dòng)耐力下降可因PAP升高引起肺血流量減少,通氣/血流比例失衡使氣體交換障礙,導(dǎo)致呼吸困難。PAP升高引起心輸出量減少,組織氧供不足,導(dǎo)致肌肉作功能力下降,從而使患者乏力,過(guò)早終止運(yùn)動(dòng)。
在不明原因的呼吸困難患者中,當(dāng)AT的分鐘通氣量(minute ventilation, VE)/VCO2≥60,且潮氣末二氧化碳分壓( sect1ial pressure of end tidal carbon dioxide, PETCO2)≤20 mmHg時(shí),強(qiáng)烈提示存在PAH。PAH患者在運(yùn)動(dòng)中PETCO2突然急劇下降,PETO2升高,VE/VCO2和呼吸交換率(respiratory exchange rate, RER)急劇升高,血氧飽和度進(jìn)行性下降,則可能存在右向左分流(卵圓孔未閉)[13]。CPET是發(fā)現(xiàn)PAH患者右向左分流的有效方法,PAH有分流較無(wú)分流患者的運(yùn)動(dòng)耐力和通氣有效性更差,血流動(dòng)力學(xué)指標(biāo)損害更嚴(yán)重[14]。CTEPH患者的CPET指標(biāo)中,P(c-ET)CO2預(yù)測(cè)CTEPH的敏感性和特異性分別為85.7%和88.2%,經(jīng)交叉驗(yàn)證,P(c-ET)CO2預(yù)測(cè)CTEPH的敏感性和特異性分別為83.3%和92.2%[15]。
二、臨床預(yù)后的評(píng)估
對(duì)PAH患者進(jìn)行預(yù)后評(píng)估具有重要意義。一是可及時(shí)發(fā)現(xiàn)病情惡化并盡早處理,對(duì)改善患者的預(yù)后很重要;二是對(duì)藥物治療的有效性選擇及是否需要強(qiáng)化治療也極為重要。因此,必須掌握PAH的臨床預(yù)后評(píng)估方法及體系。
1. 臨床癥狀評(píng)估: PAH患者的臨床癥狀能夠反映其預(yù)后的好或不好。通過(guò)有無(wú)呼吸困難加重、是否有水腫及突發(fā)性暈厥等癥狀可進(jìn)行預(yù)后分析和判斷。如PAH患者出現(xiàn)右心衰竭癥狀和體征,說(shuō)明已屬于晚期,預(yù)后不良。PAH患者發(fā)生暈厥(腦部供血不足)或暈厥次數(shù)逐漸增多,則提示預(yù)后不良,急需采取積極而有效的治療措施。暈厥是PAH患者死亡的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。
2. 功能狀態(tài)評(píng)估: 2009年WHO對(duì)PAH的功能分級(jí)主要依據(jù)日?;顒?dòng)能力、呼吸狀況、疲乏等分為4級(jí),見(jiàn)表1。此種功能分級(jí)通過(guò)問(wèn)診即可判斷,且簡(jiǎn)單易行,同時(shí)也是PAH診斷的必需方法。動(dòng)脈性PAH患者Ⅰ/Ⅱ級(jí)的患者較Ⅲ/Ⅳ級(jí)患者有顯著的長(zhǎng)期生存率,WHO-FC Ⅲ/Ⅳ級(jí)患者5年累積病死率(32.2%)明顯高于Ⅰ/Ⅱ級(jí)患者(14.1%)[16-18]。
表1 WHO根據(jù)紐約心臟協(xié)會(huì)心功能分級(jí)修訂的PAH功能分級(jí)
3. 6 min步行試驗(yàn)評(píng)估: 6 min步行試驗(yàn)(6 minute walk test, 6MWT)是一項(xiàng)簡(jiǎn)單易行、安全方便的試驗(yàn),能夠反映心肺疾病患者日?;顒?dòng)狀況的運(yùn)動(dòng)耐力,主要用于評(píng)價(jià)中、重度心肺疾病患者對(duì)治療干預(yù)的療效,測(cè)量患者的功能狀態(tài),可作為患者生存率的預(yù)測(cè)指標(biāo)之一。IPAH患者6 min步行距離(6 minute walk distance, MWD)平均297 m,而年齡匹配的健康者則為655 m,提示IPAH患者功能性步行能力嚴(yán)重下降。6MWD下降的患者同時(shí)有肌力和生活質(zhì)量下降[19]。6MWT中血氧飽和度(blood oxygen saturation, SaO2)下降是預(yù)測(cè)預(yù)后的較好指標(biāo),SaO2每下降1%,死亡風(fēng)險(xiǎn)增加26%[20]。2004年ACCP在PAH治療指南推薦中使用6MWT作為PAH患者連續(xù)監(jiān)測(cè)運(yùn)動(dòng)耐力的指標(biāo),以提供判斷疾病嚴(yán)重程度、治療反應(yīng)和病情進(jìn)展情況[21]。6MWT結(jié)束1 min后心率恢復(fù)次數(shù)<16能很好地預(yù)測(cè)患者病情加重和臨床惡化,可作為判斷患者預(yù)后的有效指標(biāo)[22]。但臨床不能單獨(dú)用6MWT來(lái)判斷患者的心功能,有些因素會(huì)影響其準(zhǔn)確性,諸如患者測(cè)試時(shí)的心情、并發(fā)癥、年齡、身高、體重、肌肉功能、是否運(yùn)動(dòng)鍛煉等均會(huì)影響步行距離。
4. CPET評(píng)估: 當(dāng)IPAH患者的peak VO2≤10.4 ml·kg-1·min-1時(shí),1年和2年的病死率分別為50%和85%,而當(dāng)peak VO2≥10.4 ml·kg-1·min-1時(shí),分別為10%和30%。若患者的peak VO2≦10.4 ml·kg-1·min-1同時(shí)峰值運(yùn)動(dòng)時(shí)收縮壓(peak SBP)≦120 mmHg,則高度預(yù)示預(yù)后不良,1年生存率僅為23%。若無(wú)以上風(fēng)險(xiǎn)因子或僅有1項(xiàng),則1年生存率分別為97%和79%。因此,peak VO2和peak SBP是評(píng)估IPAH預(yù)后最強(qiáng)的獨(dú)立風(fēng)險(xiǎn)因子[23]。PAH患者在持續(xù)的運(yùn)動(dòng)誘導(dǎo)中,若存在右向左分流和低通氣效率則高度提示預(yù)后不佳[24]。
5. 超聲心動(dòng)圖評(píng)估:采用超聲心動(dòng)圖(ultrasound cardiogram, UCG)測(cè)定三尖瓣環(huán)收縮期位移(tricuspid annulus period systolic excursion, TAPSE)是反映右心室收縮功能及收縮力的間接指標(biāo),它與患者預(yù)后有良好的相關(guān)性[25]。心肌作功指數(shù)(Tei指數(shù))也是預(yù)測(cè)患者臨床狀態(tài)及生存的很好指標(biāo)。Tei指數(shù)每增加0.1單位,死亡的風(fēng)險(xiǎn)性增加1.3倍。但這兩個(gè)變量均受右心室前負(fù)荷和三尖瓣反流的影響,所以在臨床使用中受到一定限制。心包積液也是判斷PAH患者預(yù)后的指標(biāo)之一。PAH患者的病死率隨著心包積液量的增加而升高[26]。其心包積液的發(fā)生與右心衰竭有關(guān)。
6. 心臟核磁共振成像評(píng)估: 心臟核磁共振成像(magnetic resonance imaging, MRI)為無(wú)創(chuàng)性、三維立體攝影技術(shù),能很好地顯示心腔形態(tài)、右心室容量、心肌質(zhì)量、瓣膜血流,也能判定右心室舒張功能,是評(píng)估右心室功能最精確的方法。PAH患者右心室擴(kuò)張(右心室舒張末期容量>84 ml/m2)、右心房明顯擴(kuò)大及右心室每搏量降低(<25 ml/m2)與患者的預(yù)后不良有關(guān)。左心室舒張末期容量也與PAH患者的預(yù)后相關(guān),若<40 ml/m2則預(yù)示預(yù)后不良[27-28]。但因心臟MRI技術(shù)要求較高,費(fèi)用昂貴,所以目前尚不能作為PAH的常規(guī)檢查方法。
7. 右心導(dǎo)管評(píng)估: 右心導(dǎo)管檢查能準(zhǔn)確測(cè)定PAP和心輸出量,并判斷PAH患者的預(yù)后。但PAP的測(cè)定還不能完全反映患者的預(yù)后,因?yàn)镻AH患者的晚期,可出現(xiàn)右心衰竭,PAP反而會(huì)降低。有研究報(bào)道,右心房壓>15 mmHg每分鐘且心臟指數(shù),而<2.0/min·m2時(shí)提示患者預(yù)后不良。平均肺動(dòng)脈壓、平均右心房壓和心臟指數(shù)可較準(zhǔn)確地反映動(dòng)脈性PAH患者的預(yù)后[29]。
8. 心臟生物標(biāo)志物評(píng)估: 腦鈉肽(brain natriuretic peptide, BNP)是由心室合成、分泌的一種血管肽類激素,它可以促進(jìn)排鈉、排尿,具有較強(qiáng)的舒張血管作用,同時(shí)也可對(duì)抗腎素-血管緊張素-醛固酮系統(tǒng)的縮血管作用。右心衰竭是PAH患者的主要死因,所以BNP/N-末端腦鈉肽前體(N-terminal pro-B-type natriuretic peptide, NT-proBNP)可作為評(píng)估PAH患者右心功能的狀況及預(yù)后指標(biāo)。關(guān)于BNP和NT-proBNP預(yù)后不良的定界值,Ghio等[25]在對(duì)55例PAH患者3年隨訪研究中,將NT-proBNP閾值定為≥1 400 pg/ml,而另一項(xiàng)研究則將NT-proBNP閾值定為≥1 256 pg/ml。預(yù)后不良的BNP閾值定為>150~180 pg/ml。BNP/NT-proBNP除可用于預(yù)后評(píng)估外,還可用于監(jiān)測(cè)治療效果。若BNP/NT-proBNP持續(xù)低水平或降低,預(yù)示PAH患者病情控制良好。心肌肌鈣蛋白T也是預(yù)測(cè)PAH患者預(yù)后不良的獨(dú)立因素,但在合并心臟和腎臟疾病時(shí)其預(yù)測(cè)價(jià)值會(huì)受到影響[29]。
綜上所述,PAH患者的肺功能改變特點(diǎn)表現(xiàn)為限制性、阻塞性或混合型肺通氣功能障礙及彌散功能降低;CPET改變特點(diǎn)主要是運(yùn)動(dòng)耐力和通氣有效性降低。PAH的預(yù)后評(píng)估應(yīng)依據(jù)臨床癥狀、功能分級(jí)、各種有創(chuàng)和無(wú)創(chuàng)檢測(cè)、心臟生物標(biāo)記物等綜合評(píng)估,不能單憑某項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)做出預(yù)后評(píng)價(jià)。因此,2009年歐洲心臟協(xié)會(huì)和呼吸協(xié)會(huì)聯(lián)合發(fā)布的PAH診治指南中,以表格形式列出了PAH的預(yù)后指標(biāo)[30],見(jiàn)表2。根據(jù)這些指標(biāo)對(duì)PAH患者進(jìn)行綜合、全面分析判斷,可作出客觀的預(yù)后評(píng)估,從而作出最佳的治療選擇。
表2 ESC/ERS肺動(dòng)脈高壓患者預(yù)后判斷指標(biāo)
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(本文編輯:張大春)
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DOI:10.3877/cma.j.issn.1674-6902.2016.03.001
基金項(xiàng)目:國(guó)家科技支撐計(jì)劃資助項(xiàng)目(2009BA185B003)
通訊作者:楊生岳,Email: ysyday@163.com
中圖法分類號(hào):R563
文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A
(收稿日期:2016-03-23)
Changes of the lung function of pulmonary artery hypertension and clinical prognosis evaluation
青海省應(yīng)用基礎(chǔ)研究計(jì)劃資助項(xiàng)目(2011-Z-710)