支气管扩张患者BMI与肺功能及疾病严重程度的相关性

(1. 同济大学附属杨浦医院呼吸科，上海 200090； 2. 同济大学附属肺科医院呼吸科，上海 200433)

【摘要】 目的探讨支气管扩张患者BMI与肺功能及疾病严重程度的相关性。方法将85例支气管扩张住院患者分为低BMI组(BMI<18.5kg/m2，n=14)、正常BMI组(18.5kg/m2≤BMI≤25kg/m2，n=47)和高BMI组(BMI>25kg/m2，n=24)。比较3组患者血气分析结果、CRP水平、降钙素原(procalcitionin，PCT)及常规肺功能检测结果；分析患者BMI与FVC、IVC、DLCO的相关性。结果低BMI组的体质量、PaO2、DLCO、FVC、FEV1%pred、IRV低于正常BMI组(P<0.05)。低BMI组的体质量、PaO2、DLCO、FVC、IRV、IVC低于高BMI组(P<0.05)。低BMI组的PCT高于正常BMI组和高BMI组(P<0.05)。将85例支气管扩张患者的BMI与FVC、IVC、DLCO进行Pearson相关分析，并进行显著性检验，提示BMI与FVC、IVC、DLCO呈正相关。结论低BMI组的DLCO和FEV1%pred减低更显著，炎症反应更严重。

【关键词】 支气管扩张；体质量指数；静态常规肺功能检测； C反应蛋白；降钙素原

20世纪80年代以来，有部分学者认为特发性支气管扩张已经相当少见，并将其归入“孤儿性肺病”。因此，关于特发性支气管扩张的研究逐渐减少。近年来，胸部高分辨率CT的广泛应用提高了支气管扩张症的诊断率，使人们重新认识到支气管扩张仍属于呼吸系统常见病、多发病。支气管扩张症不仅有呼吸道的症状，还有肺外表现，如肌肉功能的紊乱、活动能力的下降、易疲劳等，使患者健康状况每况愈下[1]。这些肺外表现临床上表现为体质量下降，营养消耗。既往研究大多集中在COPD与营养不良的相关性。本研究探讨支气管扩张患者BMI与肺功能及疾病严重程度的相关性。

1 资料与方法

1.1 一般资料

连续入选2013年1月至2014年6月在同济大学附属杨浦医院呼吸科住院的支气管扩张症患者共85例。男性59例，女性26例。其中40例为右侧支气管扩张，42例为左侧支气管扩张，3例为双侧支气管扩张。

入选标准：符合支气管扩张症的胸部HRCT的断标准： (1) 支气管内部直径>其伴行的血管(印戒征)；(2) 支气管延伸至肺周边，其数量不会逐渐减少；(3) 支气管终末端呈囊样改变。

排除标准： (1) 年龄<18岁；(2) 临床资料不全；合并支气管哮喘、慢性阻塞性肺疾病、恶性肿瘤、特发性肺间质纤维化、肺手术史、活动性肺结核、过敏性肺曲霉菌病及心血管、肾脏、内分泌、消化及神经系统等其他系统严重疾病。

所有患者均通过胸部HRCT诊断支气管扩张症。平时均给予化痰、止咳治疗。入院后心功能指标、肝肾功能均正常。

1.2 分组

根据世界卫生组织推荐的对亚洲人的BMI标准，将患者分为3组；低BMI组(BMI<18.5kg/m2，n=14)，正常BMI组(18.5≤BMI≤25kg/m2，n=47)，高BMI组(BMI>25kg/m2，n=24)[2]。

1.3 观察指标和方法

记录每个患者的年龄、性别、体质量、身高、吸烟史、多年来症状总持续时间(从症状出现日期到入组的日期)。

1.3.1 体质量及身高使用经过校正的体质量计，测量体质量时，身高精确至cm，体质量精确到kg。BMI为体质量(kg)与身高(cm)平方的比值。

1.3.2 疾病严重程度的变量 (1) 动脉血气分析。在静息状态呼吸室内空气下抽取患者右前臂桡动脉处动脉血，采用全自动血气分析仪(ABL800，丹麦Radiometer公司)采集血样，记录动脉氧分压(PaO2)、动脉二氧化碳分压(PaCO2)。标本于行肺功能(pulmonary function test， PFT)测定前当天留取。根据英国胸科学会对急性呼吸衰竭有关无创机械通气的指南，呼吸衰竭定义为在海平面呼吸空气时，PaO2<8.0kPa(60mmHg)有(或)没有PaCO2>6.7kPa(50mmHg)[2](1mmHg=0.133kPa)。(2) 急性发作。根据英国胸科学会指南，对支气管扩张急性发作定义为一个或多个支气管扩张常见症状(痰量或转为脓痰、呼吸困难，咳嗽和疲劳或不舒服)的加重或出现新的症状(发热、胸膜炎或咳血)[3]。(3) 系统性炎症。采用ELISA法测量外周血CRP水平与降钙素原(procalcitionin， PCT)。(4) PFT测定。所有患者均使用MasterScreen Diffusion高级组合式肺功能仪(德国Jaeger公司)测定肺功能。测定前肺功能仪均经过严格定标，所采用的PFT预计值公式参照1988年建立的中国成人肺功能正常预计值公式。受试者需至少完成3次可接受的肺功能检查，每次检查间隔1min，误差<5%，最后取其最佳值，并记录各项测定指标。记录的参数包括：第1秒用力呼气容积(forced expiratory volume in one second， FEV1)、第1秒用力呼气容积占预计值百分比(forced expiratory volume in the first second%， FEV1%pred)、第1秒用力呼气容积与用力肺活量比(forced expiratory volume in one second/forced vital capacity， FEV1/FVC)、深吸气量(inspiration vital capacity， IVC)、吸气储量(inspiratory reserve volume， IRV)、肺总量(total lung capacity， TLC)、残总百分比(ratio of residual volume to total lung capacity， RV/TLC)、肺一氧化碳弥散量(diffusion capacity for carbon monoxide of lung， DLCO)。根据美国胸科学会COPD指南支气管扩张患者的通气功能分为4类：正常通气功能、阻塞性通气功能障碍、限制性通气功能障碍、混合性通气功能障碍[4]。

1.4 统计学处理

使用SPSS 21.0软件进行统计分析，所有数据用

s表示，两组间各项参数比较采用独立样本t检验。支气管扩张患者的BMI与FVC、IVC、DLCO相关性测定分析均用Pearson相关分析。P<0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 3组患者一般资料比较

本研究共收入85位支气管扩张患者。低BMI组14例，男10例，女4例；正常BMI组47例，男29例，女18例；高BMI组24例，男16例，女8例。3组性别构成差异无统计学意义(P>0.05)。3组年龄、身高差异无统计学意义(P>0.05)。低BMI组的体质量低于正常BMI组(P<0.01)，低于高BMI组(P<0.01)；3组患者中，有吸烟史患者比例差异无统计学意义(P>0.05)，见表1。

2.2 3组实验室测定结果

低BMI组的PaO2低于正常BMI组、高BMI组(P<0.05、P<0.01)，PCT高于正常BMI组、高BMI组(P<0.05)。低BMI组的PaCO2、血白蛋白、白细胞及CRP水平与正常BMI组、高BMI组比较，差异无统计学意义(P>0.05)，见表2。

2.3 3组PFT测定结果

低BMI组的DLCO、FVC、FEV1及FEV1%pred低于正常BMI组(P<0.01)，IRV低于正常BMI组(P<0.05)。低BMI组的IVC及FEV1/FVC与正常BMI组相比，差异无统计学意义(P>0.05)，见表3。

低BMI组的IVC低于高BMI组(P<0.01)。低BMI组的DLCO、FVC及IRV低于高BMI组(P<0.05)。低BMI组的FEV1、FEV1%pred及FEV1/FVC与高BMI组相比，差异无统计学意义(P>0.05)，见表3。

2.4 支气管扩张患者的BMI与FVC、IVC、DLCO相关性

Pearson相关分析显示：支气管扩张患者BMI与FVC呈正相关(r=0.229，P<0.05)，见图1；BMI与IVC呈正相关(r=0.259，P<0.05)，见图2；BMI与DLCO呈正相关(r=0.301，P<0.01)，见图3。

3 讨论

支气管扩张症(bronchiectasis)是各种原因引起的支气管树管壁肌肉和弹力结缔组织病理性永久性扩张，导致反复发生化脓性感染的气道慢性炎症，其产生的粘性或脓性分泌物清除功能减弱,最终导致呼出气流受限。慢性支气管疾病的特征为扩张变形。慢性呼吸系统疾病患者较常出现的营养不良类型为蛋白质-能量营养不良，其临床特征常表现为患者的BMI低于正常值，但内脏蛋白指标仍处于正常范围。营养不良是支气管扩张患者比较常见的并发症，但是支气管扩张患者的营养损耗并没有得到充分研究。造成支气管扩张患者发生营养不良的机制是多方面的，主要原因是支气管扩张患者机体能量需求与营养摄入的不平衡。一方面支气管扩张患者因为气道阻力增高，肺顺应性减低，导致呼吸肌负荷增加，通气效率低下，耗氧量增加，使基础代谢率提高；同时，支气管扩张患者因气促引起吞咽困难，加之长期服药、焦虑等情况使食欲受到影响，导致营养摄入不足。营养不良会对此类患者的机体构成、肺组织、呼吸功能等产生不利影响。肺组织有极强的重塑性，且与机体的营养状况密切相关，当营养不良时，肺泡表面活性物质和肺弹性纤维减少，减弱了肺顺应性，进而减少肺泡和肺细胞数，弥散功能减弱，最终加重了患者的肺气肿症状；同时患者机体的肌肉蛋白和收缩蛋白会加速分解，使患者获得的热量减少，导致膈肌和肋间肌功能改变，呼吸肌易疲劳，使肺通气交换功能进一步减弱；另外营养不良除了影响呼吸肌功能外，还会影响外周骨骼肌肌力，加剧病情。且营养不良发生后膈肌的质量和厚度减少，呼吸肌肌力和耐力下降，容易发生呼吸肌疲劳导致通气驱动不足，使呼吸功能进一步受损。Gray-Donald等[5]发现，营养不良的COPD患者活动时呼吸肌比正常对照组更早进入无氧代谢状态，而无氧代谢状态下，呼吸肌的工作效率明显减低，说明营养状况影响呼吸肌肌力和膈肌收缩功能，导致肺功能下降。而在急性加重等应激状态下这种恶性循环更加明显。同时缺乏锻炼、长期低氧状态、炎症因子水平增高等也是引起支气管扩张患者营养不良的可能原因。

FEV1与气流受限有着明显的相关性，是反映气流受限严重程度的良好指标。而FEV1/FVC则是早期气流受限的指标，但却无法准确反映气流阻塞的严重程度。BMI与慢性呼吸道疾病患者肺功能之间关系已研究多年，但主要是针对COPD患者。Vibhuti等[6]报道COPD患者FEV1和BMI呈正相关，可以预示疾病的严重程度。Qiu等[7]发现，BMI与FEV1/FVC和FEV1%pred呈正相关。在另一项研究[8]中，COPD患者气流阻塞的发生率(FEV1/FVC<70%)在BMI<18.5kg/m2时明显高于BMI>18.5kg/m2。最近的一些研究证实，低BMI与支气管扩张患者肺功能减退具有明显的相关性。Cano等[9]的一项关于支气管扩张患者的回顾性研究报道BMI与FEV1呈正相关。研究[10]调查了在门诊长期接受家庭氧疗或家庭机械通气的患者(其中包括支气管扩张患者39例)，发现这些患者BMI与FVC、FEV1%pred呈正相关。此外，Tantucci等[11]发现低BMI和IC呈正相关。本研究结果与以前的研究一致。本研究表明，支气管扩张患者BMI低容易发展成严重肺功能受损。Steinkamp等[12]发现体质量下降(特别是肌肉重量的下降)引起的营养不良可能会引起呼吸道肌肉力量下降，最终导致肺功能的恶化。本研究显示，低BMI组的FVC、FEV1及FEV1%pred等通气指标均低于正常BMI组及高BMI组，且相关性分析也提示FVC、IVC等指标与BMI存在相关性，证实了上述结论。

CRP是一种非特异性的炎性因子，在机体受到外来刺激，如细菌感染，组织损伤等，由肝脏分泌的一种炎症急性时相蛋白，其在恶性肿瘤、感染和组织损伤患者中表达水平明显高于健康人群，可作为临床诊断感染的检测指标[13]。PCT是一种近期被确定的新型炎性因子，是降钙素(CT)的前体，是由116个氨基酸分子组成的糖蛋白，裂解后生成氨基末端PCT、32个氨基酸的CT和21个氨基酸的降钙蛋白。在健康人体中由甲状旁腺CC细胞中合成分泌，健康人血液中仅有少量的PCT[14]。当机体发生细菌感染时，体内其他器官也可产生分泌，患者血清中PCT会明显升高。1993年，研究[15]首先提出PCT为一种新的炎性指标，可作为细菌感染标志物。后续相继有关于PCT与感染关系的报道。2010年，Karlsson等[16]通过对155例严重浓度血症患者进行研究，发现患者均有PCT升高且PCT下降幅度对于患者生存预测更重要。CRP和PCT作为支气管扩张患者炎症程度的指标，也是疾病活跃程度和生活质量的直接指标。炎症因子与营养不良之间的关系已成为慢性呼吸系统疾病研究的热点。Higashimoto等[17]报道，溢出的炎性细胞因子可能导致COPD患者的营养不良。此外，Karadag等[18]关于COPD患者的横断面研究发现BMI较低(≤21kg/m2)的COPD患者CRP的水平明显高于BMI正常的COPD患者，CRP水平高是COPD患者营养不良的指标，符合其他慢性呼吸道疾病的研究。本研究发现，支气管扩张患者BMI与CRP、PCT水平呈负相关，低BMI组患者的CRP和PCT高于其他组患者，这与炎性细胞因子增加有关。有关PCT与BMI之间关系的研究不多，本研究发现PCT与BMI呈负相关，可能的原因是BMI低的患者更容易使炎症趋于严重化，而使PCT升高，或者是疾病越严重(即PCT越高)，更容易引起机体营养不良。Soeters等[19]关于疾病与营养不良关系的一项临床研究认为疾病是营养不良的主要因素，疾病越严重营养不良的风险就越增加。疾病与营养不良间的机制是多方面的，包括营养摄入量减少、对能量和蛋白质需求的增加和炎症的存在等方面[20]。Jensen等[21]认为，炎症是疾病与营养不良关系中发挥着关键作用。本研究结果显示，低BMI组的PCT高于正常BMI组及高BMI组，与上述研究结果相符。

本研究显示，BMI低的支气管扩张患者肺弥散功能及FEV1%pred减低更显著，炎症反应更严重。支气管扩张患者的BMI低与肺功能减退、炎症反应的严重程度存在良好的相关性。对支气管扩张患者进行营养指标的筛查可预测患者的肺功能状况和炎症反应的程度，可能更有助于评估支气管扩张患者的病情严重程度，预测临床事件风险。

虽然本研究得到了一些初步的结果，但仍存在一些不足。(1) 尽管BMI用于评估患者的营养不良，但是不能准确反映营养状况。客观的方法(如人体测量法和实验室测量法)和主观的方法(如主观全面评估法和营养风险筛查2002)可以用来评价营养状况。主观的全球评估是一个很好的营养评估工具，被验证能很好预报住院患者的不良结果。未来的研究应该用更全面的方法评估支气管扩张患者的营养状况，探讨营养不良与预后之间关系的机制。(2) 没有测身体成分，如无脂质量。骨骼肌质量的损失是COPD患者体重下降的主要原因，所以，除了提供BMI还要提供无脂质量的信息。(3) 一些检测只记录基线状态，没有记录肺功能、动脉血气的变化，胸部HRCT从基线到后续阶段的变化。需要长期的纵向分析来论证BMI和肺功能下降的关系。

[1] OZALP O, INAL-INCE D, CALIK E, et al. Extrapulmonary features of bronchiectasis： muscle function, exercise capacity, fatigue, and health status[J]. Multidiscip Respir Med, 2012,7(1)： 3.

[2] BRITISH THORACIC SOCIETY STANDARDS OF CARE COMMITTEE. Non-invasive ventilation in acute respiratory failure[J]. Thorax, 2002,57(3)： 192-211.

[3] PASTEUR M C, BILTON D, HILL A T, et al. British Thoracic Society guideline for non-CF bronchiectasis[J]. Thorax, 2010，65(7)： 577.

[4] CELLI B R, MACNEE W, AGUSTI A, et al. Standards for the diagnosis and treatment of patients with COPD： a summary of the ATS/ERS position paper[J]. Eur Respir J, 2004,23(6)： 932-946.

[5] GRAY-DONALD K, GIBBONS L, SHAPIRO S H, et al. Nutritional status and mortality in chronic obstructive pulmonary disease[J]. Am J Respir Crit Care Med, 1996,153(3)： 961-966.

[6] VIBHUTI A, ARIF E, DEEPAK D, et al. Correlation of oxidative status with BMI and lung function in COPD[J]. Clin Biochem, 2007,40(13-14)： 958-963.

[7] QIU T, TANG Y J, XU Z B, et al. Association between body mass index and pulmonary function of patients with chronic obstructive pulmonary disease[J]. Chin Med J, 2009,122(9)： 1110-1111.

[8] CHAKRABARTI B, PURKAIT S, GUN P, et al. Chronic airflow limitation in a rural Indian population： etiology and relationship to body mass index[J]. Int J Chron Obstruct Pulmon Dis, 2011,6： 543-549.

[9] CANO N J, PICHARD C, ROTH H, et al. C-reactive protein and body mass index predict outcome in end-stage respiratory failure[J]. Chest， 2004，126(2)： 540-546.

[10] CANO N J, ROTH H, COURT-ORTUNE I, et al. Nutritional depletion in patients on long-term oxygen therapy and/or home mechanical ventilation[J]. Eur Respir J， 2002，20(1)： 30-37.

[11] TANTUCCI C, PINELLI V, COSSI S, et al. Reference values and repeatability of inspiratory capacity for men and women aged 65-85[J]. Respir Med, 2006,100(5)： 871-877.

[12] STEINKAMP G, WIEDEMANN B. Relationship between nutritional status and lung function in cystic fibrosis： cross sectional and longitudinal analyses from the German CF quality assurance (CFQA) project[J]. Thorax, 2002,57(7)： 596-601.

[13] 杨蓉，谷丽，崔赛男，等.肺功能检查与FeNO检测在儿童支气管哮喘规范化管理中的应用[J].同济大学学报(医学版),2015,36(3)： 83-86.

[14] BECKER K L, NYLÉN E S, WHITE J C, et al. Clinical review 167： Procalcitonin and the calcitonin gene family of peptides in inflammation, infection, and sepsis： a journey from calcitonin back to its precursors[J]. J Clin Endocrinol Metab, 2004,89(4)： 1512-1525.

[15] TILLETT W S, FRANCIS T. Serological reactions in pneumonia with a nonprotein somatic fraction of pneumococcus[J]. J Exp Med, 1930,52(4)： 561-571.

[16] KARLSSON S, HEIKKINEN M, PETTILA V, et al. Predictive value of procalcitonin decrease in patients with severe sepsis： a prospective observational study[J]. Crit Care, 2010,14(6)： R205.

[17] HIGASHIMOTO Y, YAMAGATA T, HONDA N, et al. Clinical and inflammatory factors associated with body mass index in elderly patients with chronic obstructive pulmonary disease[J]. Geriatr Gerontol Int, 2011,11(1)： 32-38.

[18] KARADAG F, KIRDAR S, KARUL A B, et al. The value of C-reactive protein as a marker of systemic inflammation in stable chronic obstructive pulmonary disease[J]. Eur J Intern Med, 2008,19(2)： 104-108.

[19] SOETERS P B, REIJVEN P L, VAN BOKHORST-DE VAN DER SCHUEREN M A, et al. A rational approach to nutritional assessment[J]. Clin Nutr, 2008,27(5)： 706-716.

[20] NORMAN K, PICHARD C, LOCHS H, et al. Prognostic impact of disease-related malnutrition[J]. Clin Nutr, 2008,27(1)： 5-15.

[21] JENSEN G L, WHEELER D. A new approach to defining and diagnosing malnutrition in adult critical illness[J]. Curr Opin Crit Care, 2012,18(2)： 206-211.

Correlation of BMI with lung function and disease severity in patients with bronchiectasis

(1. Dept. of Respiratory, Yangpu Hospital, Tongji Uniniversity, Shanghai 200090, China； 2. Dept. of Respiratory, Pulmonary Hospital, Tongji University, Shanghai 200433, China)

【Abstract】 Objective To investigate the correlation of body mass index (BMI) with lung function and disease severity in patients with bronchiectasis. Methods Eighty five patients with brochiectasis were divided into three groups according their BMI： normal BMI group (18.5kg/m2≤BMI≤25kg/m2, n=47), high BMI group (BMI>25kg/m2, n=24)and low BMI group (BMI<18.5kg/m2, n=14). The levels of blood glucose, C-reacting protein (CRP), procalcitionin (PCT) and pulmonary function test were compared among three groups. The correlation of BMI with FVC, IVC and DLCO was analyzed. Results The body mass, PaO2, DLCO, FVC, FEV1% pred and IRV of the low BMI group were lower than those of the normal BMI group. The body mass, PaO2, DLCO, FVC, IRV, IVC of the low BMI group were lower than those of high BMI group. PCTs levels in the low BMI group were higher than those in the normal BMI group and the high BMI group. Pearson correlation analysis showed that BMI positively correlated with FVC, IVC and DLCO. Conclusion The lung function in brochiectasis patients with low BMI is significantly lower, and the inflammation is more severe and more active.

【Key words】 bronchiectasis； body mass index； pulmonary function test； C-reactive protein level； procalcitionin

作者简介： 韩志青(1969—)，女，副主任医师，硕士.E-mail： 13621679978@163.com