慢性阻塞性肺疾病(以下简称“慢阻肺病”)是一种以进行性持续气流受限为主要特征,可预防、可治疗的慢性呼吸系统炎性疾病[1]。小气道病变(SAD)是其基本病理特征,通常先发于肺气肿和气流阻塞,也是慢阻肺病的早期征兆[1,2]。此外,SAD与慢阻肺病预后息息相关。广州医科大学附属第一医院李时悦教授曾指出,慢阻肺病患者的SAD越重,病死率越高。

 

由此可见,检测SAD是慢阻肺病防治中的重要一环。SAD究竟会带来怎样的危害?有哪些手段可以检测SAD?本文总结相关内容,以飨读者。

 

SAD为何是关键?

小气道直径<2mm,起源于第4~14级支气管(常出现于第8级支气管),包括终末细支气管、呼吸性细支气管以及由肺泡管和肺泡囊组成的气体交换部位(图1)[1,3]

 

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图1 支气管分级[3]

 

小气道生理结构特点[1,3]

 

  • 随着小气道分支增加,气道长度变短、管径变细,但总横截面积呈指数级增长,导致吸入气体由中央气道向小气道移动时速度急剧下降、流动性质发生改变。

     

  • 小气道往往缺乏软骨支撑,且管径狭窄,极易受到污染物、香烟烟雾及其他有害物质的损伤,进而导致炎症、重塑等病理改变的发生。
在正常肺组织中,总气道阻力主要来源于大气道,小气道阻力仅占10%。然而,当发生慢阻肺病时,小气道阻力占比将大幅增加[1,3]

 

另一值得注意的是,小气道又被称为肺部的“沉默区”。当小气道发生重塑、黏液堵塞、免疫细胞浸润等病理改变时,患者往往并未伴有临床症状,只有75%左右的小气道被破坏时才可检测到标准肺功能的变化[2]。然而,当肺功能检测结果产生明显变化时,疾病很可能已发生实质性进展和气道重塑,患者预后也可能更差[4-6]

 

已有研究证实,肺功能检测显示为小气道阻塞的患者更常伴有呼吸困难、慢性咳嗽咳痰和喘息的症状,且合并心血管疾病的风险更高、生活质量更差[5]。近期,一项发表于CHEST的研究显示,小气道阻塞患者的全因和特定疾病死亡风险增加,其中呼吸系统相关死亡风险增加至2倍以上[6]。而对于慢阻肺病患者,合并SAD也往往意味着更沉重的疾病负担,如急性加重频率可能更高[7]

 

这提示SAD检测在慢阻肺病防治中至关重要。那么,有哪些方法可检测SAD呢?

 

 

SAD如何检测?

目前,临床中尚未明确检测SAD的“金标准”,可结合临床表现、肺功能指标、影像学检查结果等综合判定。

 

肺功能检查指标
1、肺量计检查
临床中常用第1秒用力呼气容积(FEV1)、用力肺活量(FVC)等肺量计指标评估慢阻肺病病情严重程度。但FEV1、FVC、FEV1/FVC作为早期病变(肺部无明显症状)的检查指标时,结果仍处于正常范围,因此无法作为SAD的评估指标[8]
相比之下,最大呼气中期流量(FEF25-75,又称MMEF)、第3秒用力呼气容积(FEV3)/第6秒用力呼气容积(FEV6)、FEV3/FVC、FEV1/FEV6等指标或可更好地反映SAD(表1)[1,4,8-10]。一般肺量计指标采用超出正常范围下限(LLN)作为异常判断阈值,全球肺功能倡议(GLI)预计值方程及我国2017年更新的肺通气功能预计值方程均可提供LLN值[10]
表1 SAD检测中的肺量计检查[4]
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2、体积描记法
体积描记法是一种检测肺容量和气道阻力的无创技术,其功能参数包括肺总量(TLC)、功能残气量(FRC)、深吸气量(IC)、残气量(RV)、气道阻力(Raw)等[3,11]
其中,RV是评估小气道功能障碍的重要指标,RV/TLC则可较好地反映空气潴留(表2)[1,3]。VC、TLC的正常范围一般为预计值±20%;FRC、RV则为预计值±35%;健康青壮年的RV/TLC应为20%~35%,并随年龄增加而增高Raw可反映气道阻塞的严重程度,其正常值目前尚无统一标准,有学者认为健康成人的Raw0.6~2.4cmH2O/L/s[11]
表2 SAD检测中的体积描记法[4,11]
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3、脉冲振荡技术
脉冲振荡(IOS)技术是一种基于强迫振荡技术的测量呼吸阻力的方法,所提供的呼吸生理参数丰富(表3)[12]
表3 IOS检查的常用参数及疾病表现
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其中,fresR5-R20是反映重度吸烟者和早期慢阻肺病患者SAD的敏感参数(表4)[13]。呼吸阻抗受身高、性别、年龄影响,建议使用经校正的预计值方程及其正常上、下限或Z值作为正常参考值范围。国内已通过多中心研究建立了IOS成人预计值方程及正常参考值范围[12]
表4 SAD检测中的IOS技术[4,12,13]
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影像学检查指标

1、CT

常规CT可有效观察肺部纹理增多、紊乱等非特异性表现,但成像分辨率较低,无法通过观察小气道变化特征直接评估SAD[1,8]多排CT成像、单光子发射CT(SPECT)以及肺功能成像(FRI)等对于SAD检测具有重要的临床意义(表5)[4,14]
表5 SAD检测中的CT成像技术[4,14]
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2、超极化气体核磁共振
超极化气体核磁共振(MRI)成像技术可以显示肺结构形态学改变、纵向检测肺通气和气体交换功能,有助于慢性气道疾病的早期功能评估、高危人群筛查、病情监测及疗效评估(表6)[15]。研究显示,超极化气体MRI可用于识别肺功能正常的吸烟/戒烟者是否存在SAD,以及轻中度慢阻肺病患者是否存在由SAD引起的空气潴留[3]
表6 SAD检测中的超极化气体MRI[4,15]
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3、经支气管镜的光学相干断层成像
经支气管镜的光学相干断层成像(EB-OCT)是一种光学成像技术,可以探查到3~9级支气管,对于检测小气道重塑具有独特优势(表7)[13,16]
表7 SAD检测中的EB-OCT[4,13,16]
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实验室检查指标

研究显示,部分炎症、氧化应激和上皮损伤标志物与SAD的存在密切相关,包括:可溶性晚期糖基化终末产物受体(sRAGE)、基质金属蛋白酶(MMP)-8、MMP-9、MMP-12、中性粒细胞弹性蛋白酶、嗜酸性粒细胞过氧化物酶等。但还需要开展进一步研究以验证这些标志物的诊断和预测价值[3]

 

小结

李时悦教授曾指出,重度慢阻肺病患者的病程难以逆转、治疗获益有限,因此临床中应当加强慢阻肺病的早期识别和干预。深圳市呼吸疾病研究所陈荣昌教授同样表示,希望临床中能够早发现、早干预,使慢阻肺病患者保持在几乎无症状的状态。两位专家均强调了早诊早治的重要性。目前,SAD已被证实是慢阻肺病的早期征兆,若尽早识别并加以干预,或可延缓疾病进展,改善患者的整体预后。

参考文献:

[1]曾肖幔,张新日,乔可宏, 等. 慢性阻塞性肺疾病小气道病变检测方法的研究进展. 国际呼吸杂志,2023,43(06):719-723.

 

[2]Spittle DA, Thomas M, Stevens C, et al. Symptoms of COPD in the absence of airflow obstruction are more indicative of pre-COPD than overdiagnosis. ERJ Open Res. 2024;10(5):00264-2024.

 

[3]Lazarinis N, Fouka E, Linden A, et al. Small airways disease in chronic obstructive pulmonary disease. Expert Rev Respir Med. 2024;18(7):539-552.

 

[4]Usmani OS, Han MK, Kaminsky DA, et al. Seven Pillars of Small Airways Disease in Asthma and COPD: Supporting Opportunities for Novel Therapies. Chest. 2021;160(1):114-134.

 

[5]Knox-Brown B, Patel J, Potts J, et al. The association of spirometric small airways obstruction with respiratory symptoms, cardiometabolic diseases, and quality of life: results from the Burden of Obstructive Lung Disease (BOLD) study. Respir Res. 2023;24(1):137. Published 2023 May 23.

 

[6]Quintero Santofimio V, Knox-Brown B, Potts J, et al. Small Airways Obstruction and Mortality: Findings From the UK Biobank. Chest. 2024;166(4):712-720.

 

[7]Maselli DJ, Yen A, Wang W, et al. Small Airway Disease and Emphysema Are Associated with Future Exacerbations in Smokers with CT-derived Bronchiectasis and COPD: Results from the COPDGene Cohort. Radiology. 2021;300(3):706-714.

 

[8]王桢黎,陈欧丽,屈云. 慢性阻塞性肺疾病小气道病变特征及诊疗研究进展. 中国综合临床,2024,40(05):385-390.

 

[9]Graham BL, Steenbruggen I, Miller MR, et al. Standardization of Spirometry 2019 Update. An Official American Thoracic Society and European Respiratory Society Technical Statement. Am J Respir Crit Care Med. 2019;200(8):e70-e88.

 

[10]中国呼吸医师协会肺功能与临床呼吸生理工作委员会,中华医学会呼吸病学分会呼吸治疗学组. 肺功能检查报告规范——肺量计检查、支气管舒张试验、支气管激发试验. 中华医学杂志,2019,99(22):1681-1691.

 

[11]中华医学会呼吸病学分会肺功能专业组. 肺功能检查指南——体积描记法肺容量和气道阻力检查. 中华结核和呼吸杂志,2015,38(05):342-347.

 

[12]中国医师协会呼吸医师分会肺功能与临床呼吸生理工作委员会,中华医学会呼吸病学分会肺功能学组,中国老年医学会呼吸分会肺功能学组. 肺功能检查技术规范——脉冲振荡技术检查. 中华结核和呼吸杂志,2022,45(10):960-969.

 

[13]Su ZQ, Guan WJ, Li SY, et al. Significances of spirometry and impulse oscillometry for detecting small airway disorders assessed with endobronchial optical coherence tomography in COPD. Int J Chron Obstruct Pulmon Dis. 2018;13:3031-3044.

 

[14]杨怡兰,刘锦铭. 基于高分辨率CT的肺功能成像技术在慢性阻塞性肺疾病管理中的应用价值. 中华结核和呼吸杂志,2019,42(09):716-720.

 

[15]姜俊,刘振华,陈活良, 等. 超极化气体MRI技术在慢性肺气道疾病的应用. 国际呼吸杂志,2021,41(22):1681-1685.

 

[16]Coxson HO, Quiney B, Sin DD, et al. Airway wall thickness assessed using computed tomography and optical coherence tomography. Am J Respir Crit Care Med. 2008;177(11):1201-1206.