引用本文: 劉麗君, 黃楠馨, 羅家麒, 祁永健, 劉蘭英, 王和生. 未良好控制哮喘慢性持續期患者運動通氣功能評價. 中國呼吸與危重監護雜志, 2024, 23(5): 305-311. doi: 10.7507/1671-6205.202401050 復制
版權信息: ?四川大學華西醫院華西期刊社《中國呼吸與危重監護雜志》版權所有,未經授權不得轉載、改編
支氣管哮喘是一種常見的呼吸系統疾病,盡管全球針對支氣管哮喘的防治和管理日趨進步,但目前哮喘控制水平仍不理想[1-2]。即使在慢性持續期,部分未良好控制的哮喘患者在日常運動過程中仍出現不同程度的喘息、氣促、胸悶、咳嗽等呼吸系統癥狀,嚴重影響日常活動和生活質量[3-5]。一項大樣本成人哮喘調查發現超過80.0%的哮喘患者在日常生活中經歷了運動相關的呼吸道癥狀,近一半(45.6%)的哮喘患者曾因癥狀而導致活動受限[6],這些癥狀均被認為是哮喘控制水平不佳的表現[7]。在臨床上常用的常規肺功能檢測(pulmonary function test,PFT)在哮喘患者病情嚴重程度評估上有著重要意義,是評估哮喘患者的氣道通氣情況的“金指標”[8]。然而常規肺功能難以動態地精確檢測運動過程中的異常通氣功能及嚴重程度,對于患者真實整體運動情況下的監測不全面[9-10]。因此,我們需要一種全面、客觀精確的手段來更好地評估哮喘慢性持續期患者病情。心肺運動試驗(cardiopulmonary exercise testing,CPET)是目前唯一能在運動過程中實時監測機體攝氧量和二氧化碳排出量的動態變化、全面評估人體運動狀態下心肺功能的臨床檢測技術[11],目前已廣泛應用于心肺疾病病情的評估,在動態評價運動通氣功能方面可彌補常規肺功能的不足,可根據運動參數分析運動通氣反應并予以客觀評價[12]。國內外有部分學者已發現哮喘患者存在異常運動通氣反應[13-14],但目前CPET在哮喘疾病中的研究報道較少。本研究擬通過比較良好控制與未良好控制哮喘慢性持續期患者運動通氣功能的差異,探討未良好控制哮喘慢性持續期患者運動通氣功能特點,及CPET相關指標與哮喘持續期患者控制水平、常規肺功能的相關性,為應用CPET客觀定量地監測、評估哮喘病情提供參考。
1 資料與方法
1.1 臨床資料
本研究是一項橫斷面研究,選取2021年12月—2022年12月就診于南京中醫藥大學附屬醫院針灸康復科門診和呼吸與危重癥醫學科門診并符合入組標準的哮喘患者。納入標準:(1)符合2020年中華醫學會呼吸病學會分會哮喘學組制訂的《支氣管哮喘防治指南》[15]中哮喘慢性持續期診斷標準,每周均不同頻度和(或)不同程度地出現喘息、氣促、胸悶、咳嗽等癥狀,且近4周無急性發作;(2)年齡為18~75歲的哮喘成人患者;(3)生命體征平穩,能耐受CPET檢查者;(4)能夠正確描述本人意愿,自愿填寫知情同意書,同意參加臨床試驗者;排除標準:(1)其他可能影響呼吸道功能的疾病者,包括肺動脈高壓、肺栓塞等肺部疾病;(2)嚴重心血管、腎臟、代謝性和精神性等其他系統疾病;(3)合并軀體運動功能障礙或其他CPET禁忌證。本研究經醫院倫理委員會批準(2022NL-144-02),所有受試者在研究開始前簽署知情同意書。共75例符合入組標準的哮喘慢性持續期患者,其中1例患者因膝關節疼痛、1例患者因骨折意外未能完成CPET予剔除,最終納入研究對象73例。
1.2 方法
1.2.1 收集一般資料
收集研究對象人口學資料,包括性別、年齡、身高、體重、吸煙史、疾病史、家族史等;入組前所有受試對象進行哮喘控制測試量表(asthma control test,ACT)評分。
1.2.2 常規肺功能測定
采用MSc-PFT肺功能儀(德國耶格公司)進行測試,記錄用力肺活量占預計值百分比(forced vital capacity as a percentage of predicted value,FVC%pred)、第1秒用力呼氣容積占預計值百分比(forced expiratory volume in the first second as a percentage of predicted value,FEV1%pred)、FEV1/FVC占預計值百分比(FEV1/FVC%pred)、峰值呼氣中段流量占預計值百分比(maximal mid-expiratory flow as a percentage of predicted value,MMEF%pred)等。
1.2.3 CPET
采用MS-CPX心肺運動測試系統(德國耶格公司)進行測試,測力儀選用功率踏車,采用標準CPET方案,包括靜息期3 min,熱身期3 min,功率斜坡式遞增期6~15 min,醫師根據患者性別、年齡、身高、體重、功能狀態等選擇10~50 W/min的功率遞增速率進行癥狀限制性最大負荷運動,運動過程中車轉速保持在55~65 轉/min,直到癥狀限制性峰值運動水平,運動終止后進入恢復期,密切觀察指脈氧飽和度、血壓、12導聯心電圖等各項指標恢復情況至少3 min。注意CPET檢查期間需鼓勵受試患者進行蹬車,密切觀察受試患者有無不適癥狀,如發生不良事件及時停止試驗。記錄VE/VCO2斜率、無氧閾時二氧化碳當量(anaerobic threshold carbon dioxide equivalent,EqCO2@AT),靜息時及峰值運動時的潮氣量(tidal volume,VT)、分鐘通氣量(minute ventilation volume,VE)、呼吸頻率(breath frequency,BF)、呼吸儲備(respiratory reserve,BR)、生理無效腔(VD/VT)。
1.2.4 分組
根據ACT評分評估后統計哮喘控制水平:良好控制組47例(20~25分),部分控制組21例(16~19分),未控制組5例(5~15分),其中部分控制組及未控制組合并為未良好控制組。
1.3 統計學方法
采用SPSS 26.0統計軟件進行數據分析。符合正態分布的計量資料數據用均數±標準差(x±s)描述,偏態分布的計量資料數據用中位數(四分位數)[M(P25,P75)]描述,計數資料以例(%)描述。兩組間比較符合正態分布的計量資料用獨立樣本t檢驗,不符合正態分布的計量資料比較用秩和檢驗;兩組間計數資料比較采用校正χ2檢驗;符合正態分布的數值變量用Pearson相關分析法,否則用Spearman相關分析法。對與ACT評分存在相關性(P<0.05)的運動通氣指標行多元Logistic回歸分析,探索與哮喘慢性持續期未良好控制相關的運動通氣指標。雙側檢驗,檢驗水準α=0.05,P<0.05為差異有統計學意義。
2 結果
2.1 一般情況及常規肺功能指標比較
哮喘良好控制組與未良好控制組性別、年齡、身高、體重、吸煙史等一般情況比較差異無統計學意義(均P>0.05),基線數據具有可比性。未良好控制組ACT評分顯著低于良好控制組(P<0.001)。未良好控制組FEV1% pred、FEV1/FVC%pred、MMEF%pred水平低于良好控制組(均P<0.05)。兩組FVC%pred無顯著差異(P>0.05)。結果見表1。

2.2 兩組哮喘慢性持續期患者CPET指標比較
兩組患者靜息狀態時通氣功能相關指標差異均無統計學意義(P>0.05)。結果見表2。運動狀態時,未良好控制組哮喘患者VE/VCO2斜率、EqCO2@AT、VD/VTpeak高于未良好控制組,差異有統計學意義(均P<0.05)。未良好控制組哮喘患者VEpeak、VTpeak低于良好控制組,差異有統計學意義(均P<0.05)。兩組患者BFpeak、BRpeak差異無統計學意義(均P>0.05)。結果見表3。


2.3 哮喘慢性持續期患者運動通氣指標與控制水平、常規肺功能相關性分析
經相關性分析發現,哮喘慢性持續期患者VE/VCO2斜率、EqCO2@AT、VD/VTpeak與ACT評分呈負相關,與常規肺功能指標無明顯相關性;VEpeak與常規肺功能FVC%pred、MMEF%pred呈正相關,VTpeak、BFpeak與ACT評分、常規肺功能指標無明顯相關性;BRpeak與常規肺功能中FEV1%pred、FEV1/FVC%pred、MMEF%pred呈正相關,與ACT評分無明顯相關性。結果見表4。

2.4 哮喘慢性持續期患者未良好控制的多因素Logistic回歸分析
以是否良好控制作為因變量,根據上述相關性分析結果,將有統計差異的運動通氣指標作為自變量,對自變量數據進行標準化處理,構建多因素Logistic回歸分析,結果發現VE/VCO2斜率、VD/VTpeak的增加是哮喘未良好控制的獨立危險因素(P<0.05)。結果見表5。

3 討論
CPET是無創性的動態檢測方法,不同于常規肺功能,它可在一定的運動負荷下測定人體靜息、運動及恢復階段的指標以評估運動過程中的通氣反應。目前CPET在呼吸道疾病中已廣泛應用于慢性阻塞性肺疾病、塵肺病等,但應用在哮喘疾病中的國內外研究仍然較少。對于不同控制水平下的哮喘患者運動通氣功能尚缺乏客觀技術探索,而哮喘慢性持續期患者在日常活動過程中也可能出現不同程度的呼吸系統癥狀,常常影響著控制水平。因此,對哮喘慢性持續期患者進行CPET評估有助于全面了解病情,以便后續指導制訂治療措施及康復方案等。
3.1 不同控制水平哮喘慢性持續期患者運動通氣功能特點
CPET中VD/VT常反映無效通氣情況,主要用于評價肺內通氣/灌注水平。正常情況下VD/VT隨著運動強度的逐步增加而降低,而哮喘患者由于存在氣道阻塞,在運動過程中可能出現氣體滯留和肺部過度充氣,肺泡毛細血管血流灌注進一步下降,血管床面積減少,通氣/灌注比例失調加重,導致死腔通氣增加[16-17]。本研究中,靜息狀態時兩組間VD/VT無明顯差異,而到達峰值運動時未良好控制組患者VD/VT高于良好控制組,無效的氣體交換增加,說明未良好控制組患者肺內通氣-灌注失衡的現象隨著運動強度的增加而顯現。
VE/VCO2是肺通氣量和CO2生成量的比值,VE/VCO2斜率、EqCO2@AT均可客觀反映患者的運動時的通氣的有效性,近年來逐步受到研究關注[18]。Moreau等[19]通過CPET評估哮喘患兒與健康對照者的心肺健康狀況,發現VE/VCO2增加導致通氣效率受損斜率和低呼吸儲備在哮喘組患兒中更為明顯。國外另一項針對哮喘兒童的研究也發現與健康兒童相比,患有輕度至中度穩定哮喘的兒童表現出VE/VCO2的增加[20]。而對于不同控制水平的成人哮喘患者的通氣效率對比研究較少。在本試驗研究中,未良好控制組哮喘慢性持續期患者VE/VCO2斜率、EqCO2@AT高于良好控制組,表明未良好控制的患者需要更大的VE消除相同量的CO2,通氣效率更低。
VE受VT和BF影響,即VE=VT×BF,運動期間VE隨著運動強度增加逐漸增加以滿足機體代謝需求,通常在中低強度運動時VT的增加是提高VE的主要機制,而高強度運動時則依賴于BF的增加。Laveneziana等[21]通過繪制CPET過程中的VT/VE函數圖,發現在哮喘患者試驗過程中存在明顯的VT拐點,拐點后VT增加幅度較健康人更低且呼吸困難強度突然上升。本研究發現達到峰值運動時良好控制組哮喘患者VE、VT均高于未良好控制組,而兩組間的BF無明顯差異,表明潮氣量的限制是未良好控制哮喘患者峰值運動時通氣量降低的因素。
在本研究中大部分哮喘慢性持續期患者(90.4%)描述運動終止原因是下肢疲勞而非呼吸困難,兩組患者靜息和峰值運動時的BF及BR均無明顯差異,即未良好控制患者未表現出更明顯的呼吸急促及通氣受限。推測是在本研究中所納入的患者大多為阻塞性通氣功能障礙較輕或正常,在病情更嚴重的哮喘患者中可能存在更明顯的運動通氣受限等情況。國外一篇薈萃分析也表明盡管哮喘患者在運動過程中可能會出現呼氣流量受限,但大部分的患者和健康受試者一樣,運動終止主要由于外周肌肉疲勞而非通氣受限,峰值運動時BR也不會耗盡[22]。因此,哮喘慢性持續期患者在生活中可適度加強體育鍛煉,改善外周肌肉疲勞的耐受度可能有助于提高他們在日常運動中的表現。
3.2 哮喘慢性持續期患者運動通氣功能與控制水平、常規肺功能的相關性
本研究通過相關性分析發現ACT總得分與VE/VCO2斜率、EqCO2@AT、VD/VTpeak等運動通氣效率相關指標呈負相關,提示通氣效率更低的哮喘患者ACT總得分更低,控制不佳。ACT從日常活動受限、呼吸困難次數、哮喘癥狀影響睡眠、急救藥物使用、自我評價幾個維度進行評分,簡易實用,方便易行,是國際推薦的評估哮喘情況的常用工具[23]。但ACT在哮喘病情評估上采用患者自我評分的形式,具有易受主觀影響、受限程度不精確、受限原因不明確等缺點。Haverkamp等[24]發現哮喘患者吸入糖皮質激素治療后氣道阻塞改善,通氣效率提高。Collins等[25]通過文獻薈萃分析發現哮喘患者最大運動時的通氣效率降低與運動誘發支氣管痙攣密切相關。本研究通過進一步多因素Logistic回歸分析,發現通氣效率相關指標VE/VCO2斜率、VD/VTpeak的增加是哮喘未良好控制的獨立危險因素。因此,通氣效率指標可用于監測哮喘患者病情,客觀精確的通氣效率水平對未良好控制哮喘具有提示性意義,對通氣效率低下的哮喘患者盡早評估、指導治療及肺康復訓練、制定適宜的運動處方可能對其預后具有一定改善。
本研究通過相關性分析還發現哮喘成人患者運動通氣功能中通氣效率相關指標VE/VCO2斜率、EqCO2@AT、VD/VTpeak均與常規肺功能無顯著相關性,峰值運動時通氣功能指標VEpeak、BRpeak與常規肺功能中反映氣道阻塞情況的指標呈正相關。這可能是由于哮喘患者的病情較為復雜,運動通氣功能除了與氣道阻塞相關,還與氣道反應性、呼吸肌力等多種因素相關[26]。而通氣效率受肺內通氣/灌注水平的影響,運動過程中出現的支氣管痙攣、動態過度通氣、終末細小氣道功能、肺泡張力等復雜因素均會影響肺內通氣/灌注水平[17]。常規肺功能無法反映出這些因素對通氣功能的影響,故有必要對哮喘患者行CPET來完善對病情評估。美國胸科協會、歐洲呼吸學會也提出了CPET可以提供PFT不能獲得的信息,具有不可比擬的評估價值[27-28]。
3.3 不足與展望
本研究發現了相較于良好控制患者,未良好控制的哮喘慢性持續期患者運動通氣功能下降,主要表現出峰值運動時通氣量和潮氣量減少、生理無效腔增加、通氣效率下降。哮喘慢性持續期患者運動通氣功能與控制水平、常規肺功能有一定相關性,CPET可針對患者遞增運動過程中的表現,精確評估患者運動狀態下通氣功能,客觀分析患者活動受限影響因素等,可補充靜態肺功能、哮喘控制測試的不足,可盡早對哮喘病情進行全面評估、指導干預及治療并加強宣教和隨訪,對哮喘患者提高控制水平具有重要臨床意義。本研究仍存在一定的不足之處,本研究納入的樣本量相對較少,常規肺功能阻塞情況較輕,肺功能指標不夠全面,可能存在單中心偏倚,相關結論后續可進一步增加樣本量來論證分析。另外,除了靜態下的阻塞程度,哮喘患者運動通氣功能還受日常運動習慣、心理、呼吸方式等多因素影響,本研究未對此做進一步分層分析,后期研究可進一步探索。
利益沖突:本研究不涉及任何利益沖突。
支氣管哮喘是一種常見的呼吸系統疾病,盡管全球針對支氣管哮喘的防治和管理日趨進步,但目前哮喘控制水平仍不理想[1-2]。即使在慢性持續期,部分未良好控制的哮喘患者在日常運動過程中仍出現不同程度的喘息、氣促、胸悶、咳嗽等呼吸系統癥狀,嚴重影響日常活動和生活質量[3-5]。一項大樣本成人哮喘調查發現超過80.0%的哮喘患者在日常生活中經歷了運動相關的呼吸道癥狀,近一半(45.6%)的哮喘患者曾因癥狀而導致活動受限[6],這些癥狀均被認為是哮喘控制水平不佳的表現[7]。在臨床上常用的常規肺功能檢測(pulmonary function test,PFT)在哮喘患者病情嚴重程度評估上有著重要意義,是評估哮喘患者的氣道通氣情況的“金指標”[8]。然而常規肺功能難以動態地精確檢測運動過程中的異常通氣功能及嚴重程度,對于患者真實整體運動情況下的監測不全面[9-10]。因此,我們需要一種全面、客觀精確的手段來更好地評估哮喘慢性持續期患者病情。心肺運動試驗(cardiopulmonary exercise testing,CPET)是目前唯一能在運動過程中實時監測機體攝氧量和二氧化碳排出量的動態變化、全面評估人體運動狀態下心肺功能的臨床檢測技術[11],目前已廣泛應用于心肺疾病病情的評估,在動態評價運動通氣功能方面可彌補常規肺功能的不足,可根據運動參數分析運動通氣反應并予以客觀評價[12]。國內外有部分學者已發現哮喘患者存在異常運動通氣反應[13-14],但目前CPET在哮喘疾病中的研究報道較少。本研究擬通過比較良好控制與未良好控制哮喘慢性持續期患者運動通氣功能的差異,探討未良好控制哮喘慢性持續期患者運動通氣功能特點,及CPET相關指標與哮喘持續期患者控制水平、常規肺功能的相關性,為應用CPET客觀定量地監測、評估哮喘病情提供參考。
1 資料與方法
1.1 臨床資料
本研究是一項橫斷面研究,選取2021年12月—2022年12月就診于南京中醫藥大學附屬醫院針灸康復科門診和呼吸與危重癥醫學科門診并符合入組標準的哮喘患者。納入標準:(1)符合2020年中華醫學會呼吸病學會分會哮喘學組制訂的《支氣管哮喘防治指南》[15]中哮喘慢性持續期診斷標準,每周均不同頻度和(或)不同程度地出現喘息、氣促、胸悶、咳嗽等癥狀,且近4周無急性發作;(2)年齡為18~75歲的哮喘成人患者;(3)生命體征平穩,能耐受CPET檢查者;(4)能夠正確描述本人意愿,自愿填寫知情同意書,同意參加臨床試驗者;排除標準:(1)其他可能影響呼吸道功能的疾病者,包括肺動脈高壓、肺栓塞等肺部疾病;(2)嚴重心血管、腎臟、代謝性和精神性等其他系統疾病;(3)合并軀體運動功能障礙或其他CPET禁忌證。本研究經醫院倫理委員會批準(2022NL-144-02),所有受試者在研究開始前簽署知情同意書。共75例符合入組標準的哮喘慢性持續期患者,其中1例患者因膝關節疼痛、1例患者因骨折意外未能完成CPET予剔除,最終納入研究對象73例。
1.2 方法
1.2.1 收集一般資料
收集研究對象人口學資料,包括性別、年齡、身高、體重、吸煙史、疾病史、家族史等;入組前所有受試對象進行哮喘控制測試量表(asthma control test,ACT)評分。
1.2.2 常規肺功能測定
采用MSc-PFT肺功能儀(德國耶格公司)進行測試,記錄用力肺活量占預計值百分比(forced vital capacity as a percentage of predicted value,FVC%pred)、第1秒用力呼氣容積占預計值百分比(forced expiratory volume in the first second as a percentage of predicted value,FEV1%pred)、FEV1/FVC占預計值百分比(FEV1/FVC%pred)、峰值呼氣中段流量占預計值百分比(maximal mid-expiratory flow as a percentage of predicted value,MMEF%pred)等。
1.2.3 CPET
采用MS-CPX心肺運動測試系統(德國耶格公司)進行測試,測力儀選用功率踏車,采用標準CPET方案,包括靜息期3 min,熱身期3 min,功率斜坡式遞增期6~15 min,醫師根據患者性別、年齡、身高、體重、功能狀態等選擇10~50 W/min的功率遞增速率進行癥狀限制性最大負荷運動,運動過程中車轉速保持在55~65 轉/min,直到癥狀限制性峰值運動水平,運動終止后進入恢復期,密切觀察指脈氧飽和度、血壓、12導聯心電圖等各項指標恢復情況至少3 min。注意CPET檢查期間需鼓勵受試患者進行蹬車,密切觀察受試患者有無不適癥狀,如發生不良事件及時停止試驗。記錄VE/VCO2斜率、無氧閾時二氧化碳當量(anaerobic threshold carbon dioxide equivalent,EqCO2@AT),靜息時及峰值運動時的潮氣量(tidal volume,VT)、分鐘通氣量(minute ventilation volume,VE)、呼吸頻率(breath frequency,BF)、呼吸儲備(respiratory reserve,BR)、生理無效腔(VD/VT)。
1.2.4 分組
根據ACT評分評估后統計哮喘控制水平:良好控制組47例(20~25分),部分控制組21例(16~19分),未控制組5例(5~15分),其中部分控制組及未控制組合并為未良好控制組。
1.3 統計學方法
采用SPSS 26.0統計軟件進行數據分析。符合正態分布的計量資料數據用均數±標準差(x±s)描述,偏態分布的計量資料數據用中位數(四分位數)[M(P25,P75)]描述,計數資料以例(%)描述。兩組間比較符合正態分布的計量資料用獨立樣本t檢驗,不符合正態分布的計量資料比較用秩和檢驗;兩組間計數資料比較采用校正χ2檢驗;符合正態分布的數值變量用Pearson相關分析法,否則用Spearman相關分析法。對與ACT評分存在相關性(P<0.05)的運動通氣指標行多元Logistic回歸分析,探索與哮喘慢性持續期未良好控制相關的運動通氣指標。雙側檢驗,檢驗水準α=0.05,P<0.05為差異有統計學意義。
2 結果
2.1 一般情況及常規肺功能指標比較
哮喘良好控制組與未良好控制組性別、年齡、身高、體重、吸煙史等一般情況比較差異無統計學意義(均P>0.05),基線數據具有可比性。未良好控制組ACT評分顯著低于良好控制組(P<0.001)。未良好控制組FEV1% pred、FEV1/FVC%pred、MMEF%pred水平低于良好控制組(均P<0.05)。兩組FVC%pred無顯著差異(P>0.05)。結果見表1。

2.2 兩組哮喘慢性持續期患者CPET指標比較
兩組患者靜息狀態時通氣功能相關指標差異均無統計學意義(P>0.05)。結果見表2。運動狀態時,未良好控制組哮喘患者VE/VCO2斜率、EqCO2@AT、VD/VTpeak高于未良好控制組,差異有統計學意義(均P<0.05)。未良好控制組哮喘患者VEpeak、VTpeak低于良好控制組,差異有統計學意義(均P<0.05)。兩組患者BFpeak、BRpeak差異無統計學意義(均P>0.05)。結果見表3。


2.3 哮喘慢性持續期患者運動通氣指標與控制水平、常規肺功能相關性分析
經相關性分析發現,哮喘慢性持續期患者VE/VCO2斜率、EqCO2@AT、VD/VTpeak與ACT評分呈負相關,與常規肺功能指標無明顯相關性;VEpeak與常規肺功能FVC%pred、MMEF%pred呈正相關,VTpeak、BFpeak與ACT評分、常規肺功能指標無明顯相關性;BRpeak與常規肺功能中FEV1%pred、FEV1/FVC%pred、MMEF%pred呈正相關,與ACT評分無明顯相關性。結果見表4。

2.4 哮喘慢性持續期患者未良好控制的多因素Logistic回歸分析
以是否良好控制作為因變量,根據上述相關性分析結果,將有統計差異的運動通氣指標作為自變量,對自變量數據進行標準化處理,構建多因素Logistic回歸分析,結果發現VE/VCO2斜率、VD/VTpeak的增加是哮喘未良好控制的獨立危險因素(P<0.05)。結果見表5。

3 討論
CPET是無創性的動態檢測方法,不同于常規肺功能,它可在一定的運動負荷下測定人體靜息、運動及恢復階段的指標以評估運動過程中的通氣反應。目前CPET在呼吸道疾病中已廣泛應用于慢性阻塞性肺疾病、塵肺病等,但應用在哮喘疾病中的國內外研究仍然較少。對于不同控制水平下的哮喘患者運動通氣功能尚缺乏客觀技術探索,而哮喘慢性持續期患者在日常活動過程中也可能出現不同程度的呼吸系統癥狀,常常影響著控制水平。因此,對哮喘慢性持續期患者進行CPET評估有助于全面了解病情,以便后續指導制訂治療措施及康復方案等。
3.1 不同控制水平哮喘慢性持續期患者運動通氣功能特點
CPET中VD/VT常反映無效通氣情況,主要用于評價肺內通氣/灌注水平。正常情況下VD/VT隨著運動強度的逐步增加而降低,而哮喘患者由于存在氣道阻塞,在運動過程中可能出現氣體滯留和肺部過度充氣,肺泡毛細血管血流灌注進一步下降,血管床面積減少,通氣/灌注比例失調加重,導致死腔通氣增加[16-17]。本研究中,靜息狀態時兩組間VD/VT無明顯差異,而到達峰值運動時未良好控制組患者VD/VT高于良好控制組,無效的氣體交換增加,說明未良好控制組患者肺內通氣-灌注失衡的現象隨著運動強度的增加而顯現。
VE/VCO2是肺通氣量和CO2生成量的比值,VE/VCO2斜率、EqCO2@AT均可客觀反映患者的運動時的通氣的有效性,近年來逐步受到研究關注[18]。Moreau等[19]通過CPET評估哮喘患兒與健康對照者的心肺健康狀況,發現VE/VCO2增加導致通氣效率受損斜率和低呼吸儲備在哮喘組患兒中更為明顯。國外另一項針對哮喘兒童的研究也發現與健康兒童相比,患有輕度至中度穩定哮喘的兒童表現出VE/VCO2的增加[20]。而對于不同控制水平的成人哮喘患者的通氣效率對比研究較少。在本試驗研究中,未良好控制組哮喘慢性持續期患者VE/VCO2斜率、EqCO2@AT高于良好控制組,表明未良好控制的患者需要更大的VE消除相同量的CO2,通氣效率更低。
VE受VT和BF影響,即VE=VT×BF,運動期間VE隨著運動強度增加逐漸增加以滿足機體代謝需求,通常在中低強度運動時VT的增加是提高VE的主要機制,而高強度運動時則依賴于BF的增加。Laveneziana等[21]通過繪制CPET過程中的VT/VE函數圖,發現在哮喘患者試驗過程中存在明顯的VT拐點,拐點后VT增加幅度較健康人更低且呼吸困難強度突然上升。本研究發現達到峰值運動時良好控制組哮喘患者VE、VT均高于未良好控制組,而兩組間的BF無明顯差異,表明潮氣量的限制是未良好控制哮喘患者峰值運動時通氣量降低的因素。
在本研究中大部分哮喘慢性持續期患者(90.4%)描述運動終止原因是下肢疲勞而非呼吸困難,兩組患者靜息和峰值運動時的BF及BR均無明顯差異,即未良好控制患者未表現出更明顯的呼吸急促及通氣受限。推測是在本研究中所納入的患者大多為阻塞性通氣功能障礙較輕或正常,在病情更嚴重的哮喘患者中可能存在更明顯的運動通氣受限等情況。國外一篇薈萃分析也表明盡管哮喘患者在運動過程中可能會出現呼氣流量受限,但大部分的患者和健康受試者一樣,運動終止主要由于外周肌肉疲勞而非通氣受限,峰值運動時BR也不會耗盡[22]。因此,哮喘慢性持續期患者在生活中可適度加強體育鍛煉,改善外周肌肉疲勞的耐受度可能有助于提高他們在日常運動中的表現。
3.2 哮喘慢性持續期患者運動通氣功能與控制水平、常規肺功能的相關性
本研究通過相關性分析發現ACT總得分與VE/VCO2斜率、EqCO2@AT、VD/VTpeak等運動通氣效率相關指標呈負相關,提示通氣效率更低的哮喘患者ACT總得分更低,控制不佳。ACT從日常活動受限、呼吸困難次數、哮喘癥狀影響睡眠、急救藥物使用、自我評價幾個維度進行評分,簡易實用,方便易行,是國際推薦的評估哮喘情況的常用工具[23]。但ACT在哮喘病情評估上采用患者自我評分的形式,具有易受主觀影響、受限程度不精確、受限原因不明確等缺點。Haverkamp等[24]發現哮喘患者吸入糖皮質激素治療后氣道阻塞改善,通氣效率提高。Collins等[25]通過文獻薈萃分析發現哮喘患者最大運動時的通氣效率降低與運動誘發支氣管痙攣密切相關。本研究通過進一步多因素Logistic回歸分析,發現通氣效率相關指標VE/VCO2斜率、VD/VTpeak的增加是哮喘未良好控制的獨立危險因素。因此,通氣效率指標可用于監測哮喘患者病情,客觀精確的通氣效率水平對未良好控制哮喘具有提示性意義,對通氣效率低下的哮喘患者盡早評估、指導治療及肺康復訓練、制定適宜的運動處方可能對其預后具有一定改善。
本研究通過相關性分析還發現哮喘成人患者運動通氣功能中通氣效率相關指標VE/VCO2斜率、EqCO2@AT、VD/VTpeak均與常規肺功能無顯著相關性,峰值運動時通氣功能指標VEpeak、BRpeak與常規肺功能中反映氣道阻塞情況的指標呈正相關。這可能是由于哮喘患者的病情較為復雜,運動通氣功能除了與氣道阻塞相關,還與氣道反應性、呼吸肌力等多種因素相關[26]。而通氣效率受肺內通氣/灌注水平的影響,運動過程中出現的支氣管痙攣、動態過度通氣、終末細小氣道功能、肺泡張力等復雜因素均會影響肺內通氣/灌注水平[17]。常規肺功能無法反映出這些因素對通氣功能的影響,故有必要對哮喘患者行CPET來完善對病情評估。美國胸科協會、歐洲呼吸學會也提出了CPET可以提供PFT不能獲得的信息,具有不可比擬的評估價值[27-28]。
3.3 不足與展望
本研究發現了相較于良好控制患者,未良好控制的哮喘慢性持續期患者運動通氣功能下降,主要表現出峰值運動時通氣量和潮氣量減少、生理無效腔增加、通氣效率下降。哮喘慢性持續期患者運動通氣功能與控制水平、常規肺功能有一定相關性,CPET可針對患者遞增運動過程中的表現,精確評估患者運動狀態下通氣功能,客觀分析患者活動受限影響因素等,可補充靜態肺功能、哮喘控制測試的不足,可盡早對哮喘病情進行全面評估、指導干預及治療并加強宣教和隨訪,對哮喘患者提高控制水平具有重要臨床意義。本研究仍存在一定的不足之處,本研究納入的樣本量相對較少,常規肺功能阻塞情況較輕,肺功能指標不夠全面,可能存在單中心偏倚,相關結論后續可進一步增加樣本量來論證分析。另外,除了靜態下的阻塞程度,哮喘患者運動通氣功能還受日常運動習慣、心理、呼吸方式等多因素影響,本研究未對此做進一步分層分析,后期研究可進一步探索。
利益沖突:本研究不涉及任何利益沖突。