体质量指数和胸部CT特征在综合评估慢性阻塞性肺疾病中的价值

李 论，刘 毅，李 佳，高金明

1中国医学科学院 北京协和医学院 北京协和医院呼吸科，北京 100730 2民航总医院呼吸科，北京 100123

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)是一种常见的、可防可治的疾病，以持续呼吸系统症状和不可逆气流受限为主要特征。不可逆气流受限的定义为吸入支气管扩张剂后第1秒用力呼气容积(forced expiratory volume in one second，FEV1)/用力肺活量(forced vital capacity，FVC)<70%。目前在临床上主要是根据气流受限程度、生活质量和急性加重次数来评估患者严重程度及指导治疗[1]。COPD曾被划分为慢性支气管炎型和肺气肿型两种表型。在病理层面上，气流受限的原因主要来源于外周气道改变和肺弹性回缩力丧失。鉴于气道和肺气肿方面病理改变对气流受限影响程度因人而异，并与差异化临床特征密切相关，因此，COPD是一种异质性很强的疾病。同时，COPD也是一个全身性疾病，营养状态对 COPD的影响受到广泛关注。有研究表明，反映营养状况的体质量指数(body mass index，BMI)与疾病表型表达和预后密切相关[2]，也有研究将BMI应用于COPD表型的划分[3- 4]。近年来，随着慢性阻塞性肺疾病全球倡议(Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease，GOLD)指南的不断更新，对COPD的评估亦逐渐细化，但在患者分组等方面存在诸多不足[5- 7]。目前国内对如何评估COPD患者的营养状况和CT影像学特征尚未达成共识。本研究分析了不同营养状况、肺气肿严重程度和CT表现型COPD患者的临床特征，以期为COPD分型和评估提供有效的参考依据。

对象和方法

对象采用横断面研究，纳入2017年6月至2018年6月在北京协和医院和民航总医院呼吸科就诊的稳定期COPD患者。入选标准：(1)符合GOLD指南中对COPD的诊断标准，即有呼吸困难，慢性咳嗽、咳痰以及COPD风险因素暴露史的患者，肺功能检查提示应用支气管扩张剂后FEV1/FVC<0.70；(2)处于COPD稳定期，即临床症状稳定或轻微[1]。排除标准：(1)4周内出现COPD急性加重；(2)合并其他肺部疾病，如：支气管扩张、肺间质疾病、活动性肺结核、胸腔积液、肺部肿瘤、肺切除术等；(3)合并心功能不全、严重肝肾功能障碍、精神及认知功能障碍、听力及交流障碍等。(4)依从性差。本研究获得北京协和医院和民航总医院伦理委员会批准，所有患者均签署研究知情同意书。

方法收集患者年龄、性别、身高、体质量、吸烟史、上一年急性加重次数等。行COPD评估测试(COPD assessment test，CAT)[8]，完善肺功能检查。从影像归档和通信系统(picture archiving and communication systems，PACS)[9]查阅影像学资料，进行肺气肿严重程度评估及分型。

体质量指数计算公式：体质量指数(body mass index，BMI)=体质量/身高2(kg/m2)。根据卫生行业标准《成人体重判定》(WS/T428- 2013)标准[10]将BMI为4级：(1)体质量过低：BMI<18.5 kg/m2；(2)体质量正常：18.5 kg/m2≤BMI<24.0 kg/m2；超重：24.0≤BMI<28.0 kg/m2；肥胖：BMI≥28.0 kg/m2。

肺功能检查：采用德国耶格公司MasterScreen IOS肺功能仪测定，主要指标包括FEV1、FEV1占预计值百分比(FEV1%pred)、FVC、FVC占预计值百分比(FVC%pred)、FEV1/FVC，残气量(residual volume，RV)/肺总量比值(total lung capacity，TLC)、一氧化碳弥散量占预计值的百分比(carbon monoxide diffusing capacity as percentage of predicted value，DLco%pred)。

肺功能分级：根据GOLD指南分为：(1)轻度：FEV1>80%预计值；(2)中度：50%预计值≤FEV1<80%预计值；(3)重度：30%预计值≤FEV1<50%预计值；(4)极重度：FEV1<30%预计值[1]。

肺气肿程度评估及分型：采用PACS查阅患者近3个月的胸部CT并根据Goddard评分[11]分别对受试者的左右上肺野、中肺野、下肺野的血管破裂区和低吸收区进行评分：(1)0分：无异常；(2)1分：异常不超过25%；(3)2分：异常不超过50%；(4)3分：异常不超过75%；(5)4分：该肺野的全部区域都有异常或几乎看不到正常肺组织。各个区域的评分之和即为总分。根据总分可对肺气肿严重程度分组：(1)轻度：总分≤8分；(2)中度：8分<总分≤16分；(3)重度：总分>16分。

根据胸部CT中是否存在肺气肿和支气管管壁增厚可将COPD分为3个亚型：(1)A型：无肺气肿或轻度肺气肿，伴或不伴支气管管壁增厚；(2)E型：明显肺气肿，无支气管管壁增厚；(3)M型：同时存在明显的肺气肿和支气管管壁增厚。

统计学处理采用SPSS 22.0统计软件，对计量资料使用kolmogorov-Smimov法进行正态性检验；符合正态分布的计量资料以均数±标准差表示，非正态分布者以M(Q1，Q3)表示；多组均值比较符合正态分布及方差齐性数据采用单因素方差分析，组间比较采用LSD法，不满足条件则多组间比较采用Kruskal-Wallis法检验；将性别、年龄、吸烟史及BMI控制后，对Goddard评分和肺功能、CAT评分及急性加重次数之间进行偏相关分析；P<0.05为差异有统计学意义；多组比较时，对P值进行Bonferroni校正。

结 果

一般情况符合入选条件的COPD患者共256例，其中，男194例，女62例，平均年龄(69±10)岁(40～93岁)；不吸烟者61例，吸烟者195例，其中140例已戒烟，中位吸烟量为33.5包/年(0.1～120包/年)；平均BMI为(24.1±4.0)kg/m2(14.1～35.9 kg/m2)；平均CAT评分为(14.9±7.1)分(0～33分)；肺功能分级轻度组(1级)27 例，中度组(2级)128例，重度组(3级)84 例，极重度组(4级)17例。

各BMI组临床资料的比较256例COPD患者中，体质量过低18例，体质量正常119例，超重74例，肥胖45例，各组患者在年龄(F=1.725，P=0.163)、RV/TLC水平(F=1.353，P=0.265)、CAT评分(F=0.359，P=0.783)、上一年急性加重次数(H=4.721，P=0.193)方面差异均无统计学意义。

体质量正常(t=-2.701，P=0.0080)、超重(t=-3.506，P=0.001)和肥胖组(t=-4.323，P=0.000)的FEV1%pred明显高于体质量过低组，肥胖组明显高于体质量正常组(t=-3.096，P=0.002)。体质量正常(t=-3.081，P=0.002)和超重组(t=-2.766，P=0.006)的FVC%pred明显高于体质量过低组。超重组的FEV1/FVC明显高于体质量正常组(t=-3.702，P=0.001)，肥胖组明显高于体质量过低组(t=-4.742，P=0.000)、体质量正常组(t=-5.785，P=0.000)和超重组(t=-2.984，P=0.003)。超重组的DLco%pred明显高于体质量过低组(t=-3.042，P=0.003)和体质量正常组(t=-3.128，P=0.002)，肥胖组也明显高于体质量过低组(t=-4.742，P=0.000)和体质量正常组(t=-5.785，P=0.000)。超重(Z=4.535，P=0.000)和肥胖组(Z=5.422，P=0.000)的Goddard评分明显低于体质量正常组(表1)。

Goddard评分与肺功能、CAT评分和急性加重的偏相关分析控制了年龄、性别、吸烟史和BMI的偏相关分析结果显示，Goddard 评分与FEV1/FVC(r=-0.230，P=0.022)和DLco%pred(r=-0.531，P=0.000)呈显著负相关，与CAT评分(r=0.244，P=0.021)呈显著正相关；与FEV1%pred(r=-0.122，P=0.230)、FVC%pred(r=0.031，P=0.763)、RV/TLC(r=0.116，P=0.414)和急性加重次数(r=0.005，P=0.965)无显著相关性。

表1 各体质量指数组临床资料比较Table 1 Comparison of clinical data among different body mass index groups

FEV1%pred：第1秒用力呼气容积占预计值百分比；FVC%pred：用力肺活量占预计值的百分比；FEV1/FVC：第1秒用力呼气容积/用力肺活量；RV/TLC：残气量/肺总量；DLco%pred：一氧化碳弥散量占预计值的百分比；多重比较时，采用Bonferroni法将P值校正为0.0083(0.05/6)：与体质量过低组比较，aP<0.0083；与体质量正常组比较，bP<0.0083；与超重组比较，cP<0.0083
FEV1%pred：forced expiratory volume in one second as percentage of predicted value；FVC%pred：forced vital capacity as percentage of predicted value；FEV1/FVC：forced expiratory volume in one second/ forced vital capacity；RV/TLC：residual volume/total lung capacity；DLco%pred：carbon monoxide diffusing capacity as percentage of predicted value；for multiple comparisons，thePvalue was corrected to 0.0083(0.05/6)by the Bonferroni method：aP<0.0083 compared with underweight group；bP<0.0083 compared with normal weight group；cP<0.0083 compared with overweight group

慢阻肺CT表现型与CAT评分、肺功能、急性加重的关系按慢阻肺CT表现型分型，256例患者中，A型171例，E型43例，M型42例。E型(t=3.467，P=0.001)和M型(t=3.031，P=0.003)的BMI、E型(t=2.484，P=0.015)和M型(t=2.969，P=0.004)的FEV1/FVC及E型(t=4.928，P=0.000)和M型(t=2.489，P= 0.0163)的DLco%pred均明显低于A型；M型的FEV1%pred、FVC%pred、RV/TLC和急性加重方面均较A、E两型更差，但差异无统计学意义(P均>0.05)(表2)。

讨 论

BMI是一种评估是否存在肥胖的简单易行的临床指标。研究显示，低BMI与高全因死亡率和COPD相关的死亡率有关[12- 13]。也有研究在COPD患者中发现肥胖与更差的生活质量、更多的合并症以及更严重的急性加重相关联[14]。肥胖是COPD的有害因素还是保护性因素仍存在争议。COPD可引起肺外表现，包括体质量下降、营养不良及骨骼肌功能异常，进而导致活动耐量下降等。越来越多的证据表明，改善营养状况可以提高营养不良患者的生活质量、呼吸肌力量等[15]。本研究结果显示，与低BMI组相比，高BMI组COPD患者肺功能通气及弥散水平更高，而急性加重次数更少，与既往研究一致[16- 17]。多项研究发现，低BMI与肺气肿的发生存在相关性[18- 19]。本研究结果提示，超重及肥胖的COPD患者较体质量正常者肺气肿程度更轻，与体质量过低组无明显差异，但仍呈现BMI升高是保护性因素的趋势。因此，BMI可作为评估和管理COPD患者病情的有效指标。

Goddard等[11]曾提出应用肺气肿视觉评分法评估肺气肿的严重程度，该评分与肺功能及病理肺气肿指标的相关性已被广泛认同。本研究采用Goddard评分评估慢阻肺患者的肺气肿情况，较后期逐渐发展的CT定量分析手段更加简单直观，利于呼吸科医师在临床工作中的快速应用。本研究结果表明，Goddard评分与肺功能指标FEV1/FVC和DLco%pred呈显著负相关。Zhang等[20]研究表明，CAT评分与肺气肿CT定量测定值呈正相关，与本研究中肺气肿严重程度与CAT评分相关性结果一致。Wei等[21]发现频繁的急性加重可导致COPD患者肺气肿程度加重，但本研究未发现肺气肿与急性加重的相关性，推测可能与肺气肿评估手段及急性加重纳入标准不同有关。胸部CT的Goddard评分可以作为肺功能检查的有效补充手段，尤其在肺功能操作配合不佳的患者中，可行胸部CT以便全面了解患者的病情。此外，胸部CT评估肺气肿的敏感性更高，可以发现早期肺气肿并通过Goddard评分对患者进行综合评估。

表2 不同慢阻肺CT表现型临床资料的比较Table 2 Comparison of clinical data with different CT phenotypes in COPD patients

多重比较时，采用Bonferroni法将P值校正为0.0167(0.05/3)：与A型相比较，aP<0.0167
For multiple comparisons，thePvalue was corrected to 0.0167(0.05/3)by the Bonferroni method：aP<0.0167 compared with type A

COPD的病理机制包括炎症破坏肺实质导致肺弹性回缩力的下降，或者是支气管炎特征性的气道狭窄、管壁增厚的改变，抑或是二者共同作用。肺气肿型和支气管炎型在临床表现、肺功能检查、影像学特征方面也有所不同[22]。近年GOLD指南也在肺功能分级的基础上逐渐加入了生活质量评分、急性加重次数等指标多方面评估COPD进而指导治疗，但并未揭示COPD不同表型间差异化的病理特征及临床特征的异质性[23]。胸部定量CT可以较为客观且无创的评估COPD肺气肿程度及气道形态，在表型研究中具有一定价值，并也在哮喘气道重塑相关研究中展开应用[24- 25]。Nakano等[26- 27]研究表明，胸部CT可用于评测气道和肺密度，从而可对COPD不同表型进行描述和分析。Subramanian等[28]研究提示，与气道炎症型相比，影像学以肺气肿为主的COPD患者肺功能阻塞程度更重、气体交换能力更差、BMI更低。本研究通过半定量手段将COPD患者CT影像分型，通过分析临床特征发现M型患者在肺功能、急性加重方面表现更差，A型表现更好，与Fujimoto等[29]研究结果一致。胸部CT在COPD患者中的应用不仅限于鉴别诊断及手术评估，同时也在表型方面指导诊治。对胸部CT影像的直接观察和视觉分级可以与定量评估方法一样精确，在临床实践过程中也更容易体现。我们认为，在GOLD指南对肺功能、生活质量和急性加重程度评估的基础上，仍需关注胸部影像学对COPD表型的评估，对M型的患者引起重视，加强对疾病的监控并实施个体化治疗。

本研究存在以下局限性：(1)研究样本较少，不能代表整个COPD人群；(2)COPD患者基线治疗可能存在差异，对临床特征分析存在潜在影响；(3)没有对患者进行随访、临床用药效果评估及预后的观察。今后需要更多的研究进一步明确BMI对COPD患者的影响，以及拓展胸部CT在COPD诊治过程中的应用。