专题笔谈│间质性肺疾病患儿肺功能改变的特征

专题笔谈│ 间质性肺疾病患儿肺功能改变的特征

徐勇胜

中国实用儿科杂志 2021 Vol.36（6）：416-420

摘要

间质性肺疾病（interstitial lung diseases，ILD）是以肺实质扩张性降低所致的限制性通气功能障碍为特征的一类疾病。ILD患者病理生理特征是气体交换异常和通气功能障碍。其气体交换异常的出现往往先于呼吸力学的改变，这一特点可以提高肺功能检查诊断ILD的敏感性。静息肺功能和运动性低氧血症有助于判断ILD的预后，肺活量和弥散能力有助于评估患者对治疗的反应。较之基线测量，不同肺功能参数的趋势变化能够更好地判断预后。呼吸力学改变和气体交换异常是大多数ILD的共同特点，ILD的肺功能异常是典型的，但缺乏特异性。

关键词

间质性肺疾病；肺功能；儿童

间质性肺疾病（interstitial lung diseases，ILD）是一大类在临床（氧合障碍）-影像（弥漫性病变征象）-病理（炎症和纤维化）方面具有共同特征，而病因不同的异质性疾病的总称［1］。ILD病因多样，有些与气道、间质或肺血管发育异常有关，有些与二次打击有关，有些则是全身疾病的一部分。ILD的发病机制与肺损伤和修复有关，特别是肺泡上皮细胞的慢性微小损伤，造成肺组织再生过程中出现异常修复［2］；在儿童期，ILD可以发生在各个年龄阶段，咳嗽、呼吸急促、运动耐受不良、低氧血症、呼吸困难等是最常见的症状，或者在急性呼吸道感染后出现长期、持续的呼吸道症状。儿童间质性弥漫性肺疾病（children’s interstitial and diffuse lung disease，chILD）也常用于指代一系列病史、临床症状、影像学检查异常相似的疾病［3］。诊断ILD需要多学科协作，采用循序渐进的方法，肺功能是最常使用的非侵入性检查手段，通过对患儿通气情况、弥散功能的综合评估，为推断肺部病理生理改变提供有益线索，从而为诊断治疗提供依据。

1　静态肺功能异常

ILD患者最常见的肺功能模式是限制性通气功能障碍，体现为肺体积或容量逐渐减少，功能残气量（FRC）、肺活量（VC）、总肺活量（TLC）均有不同程度的下降［4］。造成肺体积减少的病理机制包括部分肺泡单位完全或部分消失、炎症累及肺泡间隙、肺泡外基质导致肺泡壁增厚以及肺实质破坏等因素，间质纤维化是前述病理过程的结果。通常情况下，用力肺活量 （FVC）减少，而第一秒用力呼气容积（FEV1）没有明显变化，因而FEV1/FVC正常或升高。在某些ILD患者肺容积可能正常甚至增加，如淋巴管平滑肌瘤病、郎格汉斯细胞组织细胞增生症，这些特点有助于鉴别诊断［4］。

ILD患者通常能维持相对正常的气道功能，但在结节病、过敏性肺炎或类风湿性关节炎患者中可能发现气流阻塞或混合性通气功能障碍；某些出现气道受累或形成肺大泡的晚期病例，也可能出现严重气流阻塞［5-6］。

与正常受试者相比，ILD患者静态呼气压力-容积曲线向下和向右移动，提示肺顺应性降低；造成顺应性改变的机制涉及多个方面，包括肺容量减少、肺泡体积缩小、肺泡数量减少、肺泡表面张力变化等。ILD患者出现顺应性降低往往意味着肺部组织过度“僵硬”，但在以某些细支气管炎为中心的ILD，或存在肺气肿时，其肺顺应性可能会增加，如婴儿神经内分泌细胞增生（neuroendocrine cell hyperplasia of infancy，NEHI）的特点是气流阻塞和过度膨胀，肺功能改变可为阻塞性或混合通气功能障碍［7］。

ILD患者FVC 及TLC 常呈等比例下降，而在临床实践中，某些ILD患者可表现为FVC 及TLC 不成比例地下降，即FVC 或TLC 受损的程度不一致，FVC 较TLC 受损程度更重。较之TLC、FVC和FEV1降低程度相似的“单纯型”模式，“复杂型”限制性通气功能障碍FVC 及TLC不成比例地下降，可能提示肺部排出气体出现障碍，如神经肌肉疾病、隐匿性气道阻塞以及胸廓活动受限。一项研究发现，“复杂型”限制性通气功能障碍患者具有以下特点：年龄较小，多为女性，存在神经肌肉疾病、体质指数（BMI）异常、膈肌功能障碍、支气管扩张等情况，CT影像往往出现透过度不均，且肺动脉高压的发生率较高，提示这组患者存在不同的临床、影像学和生理学特征［8］。

FVC是限制性通气障碍的重要参数，为最大吸气后的最大呼气量，与肺组织顺应性、胸腔解剖结构和呼吸肌功能有关。肺和胸腔是串联排列的系统，完整的呼吸系统顺应性是这两种结构顺应性的总和，肺顺应性独立于胸廓顺应性，胸廓为半刚性结构，因此，限制性通气功能障碍也可能是神经肌肉功能和胸壁运动受限所致，临床需注意排除神经肌肉疾病、胸膜疾病、肥胖、骨骼异常等［9］。

由于不能测量静态肺容量，肺量计法不能准确识别限制性通气功能障碍，体积描记法（plethysmography）是确定限制性通气功能障碍的标准检查方法［10］。该方法通过直接测量FRC、潮气量（Vt）、肺活量（VC）和吸气容量（IC），间接计算TLC、残气量（RV） 和胸腔内气体容积（ITGV），从而确定限制性通气模式，进而评估限制性通气障碍的程度，结合肺量计法测定结果还可以准确评估支气管阻塞和肺气肿。

2　呼吸模式改变和气体交换功能障碍

ILD患者典型的呼吸模式是潮气量减低、呼吸频率增加，临床表现为呼吸浅快［11］。由于肺顺应性下降，潮气量下降，ILD患者必须依靠增加呼吸频率维持足够的通气。ILD患者静息状态下的每分钟通气量通常正常或增高，但潮气量下降，呼吸频率增加是每分通气量增高的主要原因［12］。浅快的呼吸模式是机体被动适应的结果，因为当肺顺应性下降时，浅快的呼吸模式可以减少呼吸功。

ILD患者的肺功能改变中，气体交换异常通常早于呼吸力学变化。低氧血症是血气分析检查最常发现的异常情况，疾病初期，静息状态下动脉氧分压正常，随着病程延长，动脉氧分压下降，低氧血症会愈加明显，而二氧化碳潴留通常只出现在疾病晚期。评估氧合状态时，静息状态下氧分压或血氧饱和度正常，并不能排除运动或睡眠期间发生严重低氧血症。静息状态下，ILD患者出现低氧血症与肺泡动脉氧分压梯度增加有关，其病理生理机制主要是通气血流灌注比失衡，肺泡毛细血管单元弥散功能不良也起到一定作用。

血氧饱和度可以反映肺部疾病严重程度，是评估儿童呼吸道疾病的重要测量指标。血氧饱和度可以在静息时测量，在睡眠、运动时测量则能提供更准确的信息，动态监测最有价值。为了保证测量结果可靠，血氧饱和度测量应该标准化［13-14］。对于能够配合的儿童动态测量其血氧饱和度，特别是运动或睡眠时的数据，可以提供更多的临床信息。

一氧化碳弥散量（DLCO） 指在单位时间及单位压力差下，一氧化碳从肺泡转移至肺泡毛细血管内并与血红蛋白结合的量，是反映肺弥散功能的主要指标，是反映气体交换异常最敏感、最简单的肺功能测试指标［15］，也是ILD病程中最早出现的肺功能异常［16-17］。造成DLCO下降的原因与通气血流灌注比失衡、肺泡毛细血管单元弥散功能不良有关。一般情况下，弥散功能异常与肺容量下降程度并不一致 ，也与疾病状态无明显相关性［12，15］。郎格汉斯细胞组织细胞增生症或淋巴管平滑肌瘤病患者可能出现肺容量正常而DLCO明显下降。DLCO严重降低可能是肺气肿、纤维化和肺血管疾病的累积或协同作用，也肺动脉高压的特征之一，而肺动脉高压是ILD预后不良的重要标志。

3　运动耐量下降

运动会对ILD患者的呼吸功能造成巨大影响。静息状态下浅快的呼吸模式在运动时会变得尤为明显，病情严重时还可能出现呼吸困难。正常人运动时，随着通气需求增加，死腔量与潮气量的比值会逐渐降低，ILD患者则恰恰相反，死腔量与潮气量的比值保持不变甚至增加，死腔量增加最终会降低呼吸系统清除二氧化碳的能力，进而出现高碳酸血症［18］。

ILD患者运动时，以低氧血症为特征的气体交换异常更加明显。通气血流灌注失衡是造成运动期间低氧血症的主要原因［19］。许多没有明确肺动脉高压表现的ILD患者，运动期间也会出现肺动脉压力快速增高［20］，缺氧性肺血管收缩是肺动脉压升高重要的促成因素，其本身是优化通气血流灌注比的适应性机制，早期可逆，随着疾病进展、内皮重塑和肺结构改变加重，肺动脉高压逐渐转为不可逆。

由于ILD疾病早期，静息状态下可不出现低氧血症，其时所测得肺功能数据与活动期或睡眠时症状相关性较差［21-22］，因此，可以对ILD患者进行运动试验，最常用的运动试验是和心肺运动试验（CPET）和6 min步行试验（6MWT）［23］。

CPET反映机体的有氧代谢能力和心肺功能的储备能力，气体交换方面的异常情况也可以通过CPET反映出来。ILD患者最常出现最大摄氧量（VO2max）降低，这是由于机体需氧量增加时，ILD患者的呼吸系统不能在组织水平上作出相应反应，从而使运动在较低的无氧阈值提前结束。观察运动过程中出现的死腔增加、呼吸储备下降、呼吸频率过高、潮气量恢复低于预期以及动脉血氧分压测定、血氧饱和度检测等指标，可以为了解ILD患者的病理生理异常、判断疾病进展提供有价值的线索。

6MWT是研究呼吸系统疾病患者运动能力的一种简单方法，与传统的心肺运动试验不同，6MWT不能达到最大呼吸和心率，因此是一种次极限试验［24-25］，主要评估指标是患者行走距离，测量试验时血氧饱和度变化能够提供额外的信息，可以评估疾病的进展或对治疗的反应［24］，以及ILD患者死亡风险［26］。6MWT的优点在于步行是患者非常熟悉的运动项目，不需要复杂的仪器设备，操作简单。但6MWT结果仅反映运动时呼吸系统、心血管系统和运动系统之间的整合情况，不能区分运动受限涉及的内在机制。

ILD患者运动功能的变化是肺机械功能异常、气体交换受损、心血管功能异常和神经肌肉功能改变的共同结果［27-28］。因此，造成运动受限的原因不仅是肺部疾病，还可能是全身性疾病或神经肌肉受累，更要关注治疗相关的副反应［29］。

4　监测与评估

ILD的自然病程相对漫长，疾病存在稳定期和急性加重过程。因此，肺功能可以长期保持稳定或缓慢下降，病情加重时急剧恶化，还可能出现肺功能改变严重，而临床症状稳定的情况。因此，对患者作出精确的评估和预测十分重要［29］。

CPET可以监测运动能力随时间变化的趋势［33］，也可以区分ILD患者是否存在肺高压［34-35］，6MWT是研究晚期肺病患者运动能力的简单方法，可作为肺康复计划的参考［36］。

大多数ILD患者都会出现呼吸力学改变和气体交换功能受累，FVC和DLCO是ILD中最重要和最常用的诊断指标［37］，通常FVC的重复性优于DLCO。理想状态下，FVC是限制性通气障碍的标志，与肺纤维化程度相关，DLCO反映气体交换能力，对应于通气血流灌注失衡、肺血管受累、肺泡炎以及肺纤维化；肺顺应性反映肺部的“僵硬”程度，与肺纤维化程度和（或）炎症程度有关。运动试验用以评估运动能力，而运动能力则涉及呼吸、心血管、神经肌肉等多个系统，应综合分析。

对于儿童而言，合格的肺功能检查往往与受试者的年龄和理解能力有关，能够主动配合的儿童可以完成肺力学检查、弥散功能和运动能力检查［3］。婴儿肺功能测试已经应用于表面活性蛋白缺陷导致的ILD的诊治过程［38］，多次呼吸冲洗法可以在所有年龄段进行，并可以在多个中心间标准化［39］，可以作为疾病检测的潜在手段［40］。

参考 献 (略)

（2021-04-16收稿）