心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)評(píng)價(jià)食管癌患者化療后整體功能變化的臨床研究

孫興國(guó)，Curtis Hightower，劉 方，William W.Stringer，葛萬剛

?

·論著·

心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)評(píng)價(jià)食管癌患者化療后整體功能變化的臨床研究

孫興國(guó)，Curtis Hightower，劉 方，William W.Stringer，葛萬剛

100037北京市，國(guó)家心血管病中心 中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院阜外醫(yī)院 心血管疾病國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 國(guó)家心血管疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心，北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院(孫興國(guó)，劉方，葛萬剛)；德州大學(xué)安德森癌癥中心麻醉科(Curtis Hightower)；美國(guó)加州大學(xué)洛杉磯分校醫(yī)學(xué)中心，洛杉磯生物醫(yī)學(xué)研究院，圣約翰心血管研究中心(William W.Stringer)

【摘要】背景化療對(duì)人體整體功能具有顯著損害，但目前尚缺乏對(duì)化療患者整體功能變化進(jìn)行客觀定量評(píng)估的可靠方法。目的探討心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)(CPET)對(duì)食管癌患者化療前后整體功能變化的評(píng)估作用。方法選取2006—2007年度在德州大學(xué)安德森癌癥中心進(jìn)行術(shù)前化療的白種人男性食管癌患者6例，分別在化療前后進(jìn)行CPET檢查，按照美國(guó)加州大學(xué)洛杉磯分校醫(yī)學(xué)中心標(biāo)準(zhǔn)連續(xù)遞增功率方案完成癥狀限制性極限運(yùn)動(dòng)，通過對(duì)數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化分析計(jì)算其核心指標(biāo)，從系統(tǒng)軟件導(dǎo)出靜息狀態(tài)、熱身狀態(tài)、無氧閾狀態(tài)、極限狀態(tài)時(shí)的循環(huán)指標(biāo)及呼吸指標(biāo)。結(jié)果6例食管癌患者化療后，除1例患者無氧閾略有升高外，其余患者的峰值攝氧量、無氧閾、峰值氧脈搏、攝氧效率平臺(tái)、峰值負(fù)荷功率和遞增功率運(yùn)動(dòng)時(shí)間均降低；化療后，除1例患者的二氧化碳通氣當(dāng)量斜率略有降外，其余所有患者的二氧化碳通氣當(dāng)量斜率和二氧化碳通氣當(dāng)量最低值均升高。食管癌患者化療前后無氧閾(L/min、ml·min-1·kg-1、%pred)、二氧化碳通氣當(dāng)量斜率(slope、%pred)、遞增功率運(yùn)動(dòng)時(shí)間(min)比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；化療后峰值攝氧量(L/min、ml·min-1·kg-1、%pred)、峰值氧脈搏(ml/次、%pred)、攝氧效率平臺(tái)(比值、%pred)、峰值負(fù)荷功率(W)較化療前降低，二氧化碳通氣當(dāng)量最低值(比值、%pred)較化療前升高(P<0.05)。食管癌患者化療后極限狀態(tài)時(shí)攝氧量較化療前降低(P<0.05)；靜息狀態(tài)時(shí)心率較化療前升高，收縮壓較化療前降低(P<0.05)；熱身狀態(tài)時(shí)舒張壓、平均動(dòng)脈壓較化療前降低(P<0.05)；4個(gè)狀態(tài)時(shí)氧脈搏較化療前降低(P<0.05)；靜息狀態(tài)、熱身狀態(tài)、極限狀態(tài)時(shí)攝氧通氣效率較化療前降低(P<0.05)；極限狀態(tài)時(shí)二氧化碳通氣當(dāng)量較化療前升高(P<0.05)。食管癌患者化療后熱身狀態(tài)時(shí)潮氣末二氧化碳分壓較化療前降低(P<0.05)；靜息狀態(tài)、熱身狀態(tài)、極限狀態(tài)時(shí)潮氣末氧分壓較化療前升高(P<0.05)；極限狀態(tài)時(shí)每呼吸攝氧量較化療前降低(P<0.05)；無氧閾狀態(tài)、極限狀態(tài)時(shí)每呼吸二氧化碳排出量較化療前降低(P<0.05)。結(jié)論化療使得食管癌患者循環(huán)和細(xì)胞代謝功能顯著降低，而呼吸受限相對(duì)較輕，且處于相對(duì)代償反應(yīng)。CPET檢查可以對(duì)食管癌患者化療前的整體功能進(jìn)行客觀定量評(píng)估，同時(shí)也可以對(duì)化療所造成的整體功能改變進(jìn)行評(píng)估。

【關(guān)鍵詞】食管腫瘤；抗腫瘤聯(lián)合化療方案；心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)

孫興國(guó)，Hightower C，劉方，等.心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)評(píng)價(jià)食管癌患者化療后整體功能變化的臨床研究[J].中國(guó)全科醫(yī)學(xué)，2016，19(17)：2046-2052.[www.chinagp.net]

Sun XG，Hightower C，Liu F，et al.Clinical study of cardiopulmonary exercise testing in the evaluation of the changes of holistic function of patients with esophagus cancer after chemotherapy[J].Chinese General Practice，2016，19(17)：2046-2052.

食管癌是常見的人類消化道惡性腫瘤之一，其亞型食管腺癌是近年來發(fā)病率增長(zhǎng)最快的惡性腫瘤[1]，由于該疾病一般發(fā)現(xiàn)晚[2-3]，缺乏有效治療措施，故預(yù)后極差，病死率較高，為了提高手術(shù)切除率及減少術(shù)后復(fù)發(fā)率，術(shù)前化療是食管癌較好的選擇[4]。術(shù)前化療即新輔助化療(neoadjuvant chemotherapy)，首先是由Frei[5]作為腫瘤綜合治療的一部分而提出。術(shù)前化療可以降低部分腫瘤患者的臨床分期，進(jìn)而提高手術(shù)切除率[6-9]，但由于化療藥物的毒副作用，如骨髓抑制、消化道癥狀以及肝損害等[10]，使部分腫瘤患者不能耐受，從而導(dǎo)致術(shù)前化療在臨床的開展受到了一定的限制。化療在腫瘤的綜合治療中占有重要地位，但常規(guī)化療藥物均為細(xì)胞毒性藥物，不僅能促進(jìn)腫瘤細(xì)胞壞死和誘導(dǎo)腫瘤細(xì)胞凋亡，還可殺傷機(jī)體正常增殖和分化的細(xì)胞，從而抑制患者的免疫功能，削弱機(jī)體免疫細(xì)胞抗腫瘤的能力[11]。所以術(shù)前化療必定會(huì)對(duì)人體造成一定的損害，從微觀角度來看是細(xì)胞功能下降，從宏觀角度看則是人體整體功能下降，但是目前尚沒有特定的方法對(duì)化療患者整體功能的下降進(jìn)行評(píng)估。

心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)(cardiopulmonary exercise testing，CPET)作為一種無創(chuàng)傷、客觀、定量、連續(xù)、可重復(fù)的臨床檢測(cè)方法，是目前唯一的人體整體功能學(xué)檢測(cè)方法，通過運(yùn)用整體整合生理學(xué)醫(yī)學(xué)新理論體系對(duì)心肺運(yùn)動(dòng)期間呼吸、循環(huán)、血液、代謝等多系統(tǒng)功能的連續(xù)動(dòng)態(tài)變化進(jìn)行整合分析[12-14]，在臨床上廣泛應(yīng)用于心血管、呼吸、代謝系統(tǒng)等疾病的診斷、功能及疾病嚴(yán)重程度評(píng)估、治療效果評(píng)價(jià)、預(yù)后預(yù)測(cè)及指導(dǎo)康復(fù)治療等[15-16]。從整體整合角度分析腫瘤患者化療前后CPET檢查指標(biāo)動(dòng)態(tài)變化，也必然可以為化療影響人體整體功能找到一種客觀定量檢測(cè)方法。本研究通過分析食管癌患者化療前后CPET檢查指標(biāo)，探討整體功能的客觀定量和穩(wěn)定可靠的評(píng)估方法。

1對(duì)象與方法

1.1研究對(duì)象選取2006—2007年度在德州大學(xué)安德森癌癥中心進(jìn)行術(shù)前化療的6例食管癌美國(guó)白種人患者為研究對(duì)象，均為男性；年齡51～70歲，平均年齡(62.5±6.3)歲；身高163～185 cm，平均身高(178±8)cm；體質(zhì)量72～93 kg，平均體質(zhì)量(82±8)kg；病理分型為：食管腺癌4例，胃食管交界處腺癌2例(見表1)。

表1　6例食管癌患者一般資料

1.2CPET檢查患者分別于化療前及化療后手術(shù)之前在德州大學(xué)安德森癌癥中心簽署知情同意書后完成CPET檢查[17]，按照美國(guó)加州大學(xué)洛杉磯分校醫(yī)學(xué)中心標(biāo)準(zhǔn)方法[17-22]對(duì)兩次CPET檢查數(shù)據(jù)進(jìn)行分析判讀，計(jì)算出各生理學(xué)指標(biāo)。在美國(guó)本試驗(yàn)數(shù)據(jù)的回顧性再分析立項(xiàng)獲得國(guó)家心血管病中心阜外醫(yī)院立項(xiàng)委員會(huì)的批準(zhǔn)同意(2013-ZX29)。采用MedGraphics Ultima系統(tǒng)Breeze5.2軟件記錄12導(dǎo)聯(lián)心電圖、無創(chuàng)血壓、氧飽和度、各項(xiàng)肺通氣和氣體交換等指標(biāo)[17]。按照美國(guó)加州大學(xué)洛杉磯分校醫(yī)學(xué)中心標(biāo)準(zhǔn)連續(xù)遞增功率方案完成癥狀限制性極限運(yùn)動(dòng)[15,18-20]：先記錄靜息3 min；然后，以60 r/min 蹬車速率無負(fù)荷熱身3 min；根據(jù)患者年齡、性別和估計(jì)的功能狀態(tài)預(yù)設(shè)功率自行車功率遞增速率為10～30 W/min，使患者在6～10 min達(dá)到癥狀限制性最大極限運(yùn)動(dòng)，獲得最大運(yùn)動(dòng)功率，繼續(xù)記錄恢復(fù)期5～10 min。

1.3CPET檢查數(shù)據(jù)標(biāo)準(zhǔn)化分析從Breeze 5.2軟件系統(tǒng)導(dǎo)出所有測(cè)定指標(biāo)，如峰值攝氧量(L/min、ml·min-1·kg-1、%pred)、峰值氧脈搏(ml/次、%pred)、攝氧效率平臺(tái)(比值、%pred)、二氧化碳通氣當(dāng)量斜率(slope、%pred)、二氧化碳通氣當(dāng)量最低值(比值、%pred)、峰值負(fù)荷功率(W)、遞增功率運(yùn)動(dòng)時(shí)間(min)的每次呼吸數(shù)據(jù)，經(jīng)每秒分切之后，再用10 s平均數(shù)據(jù)來制圖和進(jìn)行結(jié)果分析[15,18-22]。將10 s的二氧化碳排出量與攝氧量數(shù)據(jù)做圖用V-slope法測(cè)得無氧閾(L/min、ml·min-1·kg-1、%pred)[22-23]。記錄靜息狀態(tài)、熱身狀態(tài)、無氧閾狀態(tài)、極限狀態(tài)時(shí)CPET檢查中循環(huán)指標(biāo)(攝氧量、心率、收縮壓、舒張壓、平均動(dòng)脈壓、氧脈搏、攝氧通氣效率、二氧化碳通氣當(dāng)量)和呼吸指標(biāo)(分鐘通氣量、潮氣量、呼吸頻率、呼吸交換比值、潮氣末二氧化碳分壓、潮氣末氧分壓、每呼吸攝氧量、每呼吸二氧化碳排出量)，所有靜息狀態(tài)時(shí)的指標(biāo)以120 s數(shù)據(jù)計(jì)算，熱身狀態(tài)和極限狀態(tài)時(shí)的指標(biāo)以30 s數(shù)據(jù)計(jì)算，無氧閾狀態(tài)的指標(biāo)以無氧閾之前(氧氣)和無氧閾之后(二氧化碳)60 s數(shù)據(jù)計(jì)算[24-27]。

1.4食管癌患者術(shù)前化療方案6例食管癌患者給予平均(88.0±7.9)d的術(shù)前化療?；煼桨笧椋喉樸K(DDP，20 mg/m2，1～5 d)+5-氟尿嘧啶(5-FU，20 mg/m2，1～5 d)，或紫杉醇(PTX，175 mg/m2，1 d)+ DDP(80 mg/m2，1 d)+5-FU(750 mg/m2，1～5 d)。

2結(jié)果

2.16例食管癌患者化療前后體質(zhì)量比較化療前食管癌患者體質(zhì)量為(81.6±8.2)kg，化療后為(77.7±8.0)kg，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(t=4.420，P=0.007)。

2.26例食管癌患者化療前后CPET檢查核心功能指標(biāo)比較6例食管癌患者化療后，除1例患者無氧閾略有升高外，其余患者的峰值攝氧量、無氧閾、峰值氧脈搏、攝氧效率平臺(tái)、峰值負(fù)荷功率和遞增功率運(yùn)動(dòng)時(shí)間均降低；化療后，除1例患者的二氧化碳通氣當(dāng)量斜率略有降低外，其余所有患者的二氧化碳通氣當(dāng)量斜率和二氧化碳通氣當(dāng)量最低值均升高(見圖1)。

食管癌患者化療前后無氧閾(L/min、ml·min-1·kg-1、%pred)、二氧化碳通氣當(dāng)量斜率(slope、%pred)、遞增功率運(yùn)動(dòng)時(shí)間(min)比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；化療后峰值攝氧量(L/min、ml·min-1·kg-1、%pred)、峰值氧脈搏(ml/次、%pred)、攝氧效率平臺(tái)(比值、%pred)、峰值負(fù)荷功率(W)較化療前降低，二氧化碳通氣當(dāng)量最低值(比值、%pred)較化療前升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05，見表2)。

圖1　6例食管癌患者化療前后CPET檢查核心指標(biāo)的個(gè)體化變化情況

時(shí)間峰值攝氧量L/min ml·min-1·kg-1 %pred無氧閾L/min ml·min-1·kg-1 %pred峰值氧脈搏ml/次 %pred化療前1.90±0.4423.3±5.585.8±12.51.02±0.1612.50±1.7581.5±11.813.4±2.896.5±15.5化療后1.55±0.4019.8±4.271.0±12.20.90±0.1311.54±1.0774.9±9.111.2±2.681.8±15.9差值-0.35±0.18-3.5±2.7-14.8±8.2-0.12±0.14-0.96±1.76-8.5±11.8-2.2±1.1-14.8±8.4t值4.3092.8704.0481.9271.2171.6124.6004.166P值0.0080.0350.0100.1120.2780.1680.0060.009時(shí)間攝氧效率平臺(tái)比值 %pred二氧化碳通氣當(dāng)量斜率slope %pred二氧化碳通氣當(dāng)量最低值比值 %pred峰值負(fù)荷功率(W)遞增功率運(yùn)動(dòng)時(shí)間(min)化療前37.8±3.1102.8±6.426.5±3.2102.6±16.128.0±1.5104.6±12.8148±3319.3±2.3化療后32.9±2.289.6±6.329.6±5.4116.2±24.531.8±4.2119.6±12.9126±3117.6±1.2差值-4.9±3.7-13.2±10.03.1±3.413.6±11.93.9±3.315.0±9.6-22±9-1.6±2.2t值2.9222.963-2.077-2.547-2.702-3.5115.8251.625P值0.0330.0310.0920.0510.0430.0170.0020.159

注：%pred=實(shí)測(cè)值/預(yù)計(jì)值×100%

2.3食管癌患者化療前后不同狀態(tài)時(shí)CPET檢查中循環(huán)指標(biāo)比較食管癌患者化療后極限狀態(tài)時(shí)攝氧量較化療前降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；靜息狀態(tài)、熱身狀態(tài)、無氧閾狀態(tài)時(shí)攝氧量與化療前比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。食管癌患者化療后靜息狀態(tài)時(shí)心率較化療前升高，收縮壓較化療前降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；熱身狀態(tài)、無氧閾狀態(tài)、極限狀態(tài)時(shí)心率、收縮壓與化療前比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。食管癌患者化療后熱身狀態(tài)時(shí)舒張壓、平均動(dòng)脈壓較化療前降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；靜息狀態(tài)、無氧閾狀態(tài)、極限狀態(tài)時(shí)舒張壓、平均動(dòng)脈壓與化療前比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。食管癌患者化療后4個(gè)狀態(tài)時(shí)氧脈搏較化療前降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。食管癌患者化療后靜息狀態(tài)、熱身狀態(tài)、極限狀態(tài)時(shí)攝氧通氣效率較化療前降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；無氧閾狀態(tài)時(shí)攝氧通氣效率與化療前比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。食管癌患者化療后極限狀態(tài)時(shí)二氧化碳通氣當(dāng)量較化療前升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；靜息狀態(tài)、熱身狀態(tài)、無氧閾狀態(tài)時(shí)二氧化碳通氣當(dāng)量與化療前比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05，見表3)。

2.4食管癌患者化療前后不同狀態(tài)時(shí)CPET檢查中呼吸指標(biāo)比較食管癌患者化療前后4個(gè)狀態(tài)時(shí)分鐘通氣量、潮氣量、呼吸頻率、呼吸交換比值比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。食管癌患者化療后熱身狀態(tài)時(shí)潮氣末二氧化碳分壓較化療前降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；靜息狀態(tài)、無氧閾狀態(tài)、極限狀態(tài)時(shí)潮氣末二氧化碳分壓與化療前比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。食管癌患者化療后靜息狀態(tài)、熱身狀態(tài)、極限狀態(tài)時(shí)潮氣末氧分壓較化療前升高，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；無氧閾狀態(tài)時(shí)潮氣末氧分壓與化療前比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。食管癌患者化療后極限狀態(tài)時(shí)每呼吸攝氧量較化療前降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；靜息狀態(tài)、熱身狀態(tài)、無氧閾狀態(tài)時(shí)每呼吸攝氧量與化療前比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)。食管癌患者化療后無氧閾狀態(tài)、極限狀態(tài)時(shí)每呼吸二氧化碳排出量較化療前降低，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)；靜息狀態(tài)、熱身狀態(tài)時(shí)每呼吸二氧化碳排出量與化療前比較，差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05，見表4)。

3討論

3.1食管癌患者化療后功能損害與功能評(píng)估方法食管癌患者特別是腫瘤過大難以手術(shù)者，化療是常規(guī)的輔助治療方法，雖然化療降低機(jī)體功能的毒副作用確實(shí)存在，但客觀定量功能評(píng)估的臨床研究報(bào)道較少。近幾年Gutschow等[28]通過功能量表和癥狀得分等方法對(duì)化療食管癌患者的健康狀況進(jìn)行評(píng)估，結(jié)果提示化療患者的功能狀態(tài)較健康人明顯降低。早在20世紀(jì)末Dimeo等[29]開始對(duì)化療腫瘤患者進(jìn)行康復(fù)運(yùn)動(dòng)，可降低患者化療毒副作用。然而該研究的方法是主觀評(píng)估，可信度較低。2014年Ruiz-Casado等[30]應(yīng)用身體鍛煉的強(qiáng)度及時(shí)間對(duì)食管癌患者化療后的功能狀態(tài)進(jìn)行評(píng)估，但也缺乏客觀定量評(píng)估方法。

3.2CPET客觀定量評(píng)估整體功能CPET作為目前唯一人體整體功能學(xué)檢測(cè)方法，其利用檢測(cè)外呼吸測(cè)定氣體交換將外呼吸與細(xì)胞呼吸聯(lián)系起來量化人體整體細(xì)胞呼吸的狀態(tài)和時(shí)間經(jīng)過，反映細(xì)胞呼吸的功能變化，反映人體最大有氧代謝能力和心肺儲(chǔ)備能力，能夠比較安全、客觀地從呼吸、循環(huán)、細(xì)胞代謝等方面評(píng)估食管癌患者化療前后整體功能的改變。本研究根據(jù)CPET檢查的峰值攝氧量、無氧閾、攝氧效率平臺(tái)、心率、血壓等循環(huán)指標(biāo)及呼吸指標(biāo)的變化，從患者化療前后心功能、循環(huán)運(yùn)氧能力、肺換氣功能以及細(xì)胞代謝方面，反映化療后患者整體功能的變化。

表3　食管癌患者化療前后不同狀態(tài)時(shí)CPET檢查中循環(huán)指標(biāo)比較±s，n=6)

表4　食管癌患者化療前后不同狀態(tài)時(shí)CPET檢查中呼吸指標(biāo)比較±s，n=6)

3.3食管癌患者化療后整體功能變化

3.3.1食管癌患者化療后整體功能變化——循環(huán)系統(tǒng)本研究結(jié)果顯示，食管癌患者化療后靜息狀態(tài)時(shí)心率明顯升高，同時(shí)患者靜息狀態(tài)時(shí)攝氧量幾乎不變，即患者靜息狀態(tài)時(shí)的基礎(chǔ)代謝率不變，提示化療后患者每搏量降低，每搏輸氧能力下降，心率則代償性升高；靜息狀態(tài)時(shí)舒張壓變化無差異，即患者心臟的前后負(fù)荷均無明顯增加，提示患者化療后心臟的收縮功能降低。除了極限狀態(tài)外，其他3個(gè)狀態(tài)時(shí)攝氧量均有下降趨勢(shì)，但是無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，可能與本研究樣本量較小有關(guān)，本課題組將進(jìn)一步增加樣本量，繼續(xù)觀察。食管癌患者化療后4個(gè)狀態(tài)時(shí)氧脈搏較化療前降低，靜息狀態(tài)、熱身狀態(tài)、極限狀態(tài)時(shí)攝氧通氣效率較化療前降低，極限狀態(tài)時(shí)二氧化碳通氣當(dāng)量較化療前升高，提示患者心臟射血能力、循環(huán)運(yùn)氧能力及整體細(xì)胞代謝率較化療前降低。

3.3.2食管癌患者化療后整體功能變化——呼吸系統(tǒng)本研究結(jié)果顯示，食管癌患者化療前后分鐘通氣量、呼吸頻率、呼吸交換比值均無變化，化療后僅熱身狀態(tài)時(shí)潮氣末二氧化碳分壓較化療前降低；而潮氣末氧分壓，除無氧閾狀態(tài)時(shí)，其他3個(gè)狀態(tài)時(shí)均明顯升高，提示患者出現(xiàn)過度通氣狀態(tài)，同時(shí)可以得出，短期化療對(duì)患者肺功能的損傷相對(duì)較心功能損傷低，心臟受損后肺功能有所代償。靜息狀態(tài)、熱身狀態(tài)、無氧閾狀態(tài)時(shí)每呼吸攝氧量與化療前無差異，靜息狀態(tài)、熱身狀態(tài)時(shí)每呼吸二氧化碳排出量與化療前無差異，亦提示循環(huán)和代謝的抑制顯著高于呼吸(潮氣量)的抑制。

3.3.3食管癌患者化療后整體功能變化——循環(huán)系統(tǒng)和呼吸系統(tǒng)匹配本研究結(jié)果顯示，食管癌患者化療后極限狀態(tài)時(shí)二氧化碳通氣當(dāng)量較化療前升高，其他3個(gè)狀態(tài)時(shí)雖無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異但也有所上升；化療后靜息狀態(tài)、熱身狀態(tài)、極限狀態(tài)時(shí)攝氧通氣效率較化療前降低，提示患者每次呼吸運(yùn)氧能力明顯下降，反映化療后患者的循環(huán)運(yùn)氧和細(xì)胞代謝能力明顯下降，而呼吸處于相對(duì)代償性過度通氣狀態(tài)。

3.4本研究的不足本研究的不足之處在于樣本量小，可能存在統(tǒng)計(jì)偏倚，許多升高或降低的趨勢(shì)無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異；選取的病例為美國(guó)白種人男性患者，在我國(guó)患者適用情況如何？本課題組將繼續(xù)進(jìn)行該方面的研究，加大樣本量。

綜上所述，CPET檢查可以從呼吸、循環(huán)、代謝等方面指標(biāo)的變化客觀、定量地評(píng)估食管癌患者化療前后整體功能的變化。食管癌患者化療后循環(huán)運(yùn)氧能力和細(xì)胞代謝功能呈現(xiàn)顯著抑制，而相對(duì)而言，呼吸抑制較輕，且呈現(xiàn)明顯地代償性反應(yīng)。CPET檢查評(píng)估及其指導(dǎo)下個(gè)體化高強(qiáng)度精準(zhǔn)運(yùn)動(dòng)康復(fù)可以用于腫瘤患者化療后功能評(píng)估和康復(fù)手段，值得深入研究。

作者貢獻(xiàn)：孫興國(guó)、Curtis Hightower、劉方、William W.Stringer、葛萬剛進(jìn)行課題設(shè)計(jì)與實(shí)施、資料收集整理、撰寫論文、成文并對(duì)文章負(fù)責(zé)；孫興國(guó)、劉方、葛萬剛進(jìn)行課題實(shí)施、評(píng)估、資料收集；孫興國(guó)進(jìn)行質(zhì)量控制及審校。

本文無利益沖突。

參考文獻(xiàn)

[1]李婧文,房殿春.食管腺癌相關(guān)危險(xiǎn)因素的研究進(jìn)展[J].現(xiàn)代消化及介入診療,2014(2):94-96.

[2]Brenner B，Ilson DH，Minsky BD.Treatment of localized esophageal cancer[J].Semin Oncol,2004，31(4)：554-565.

[3]Zhuang JL,Ming DS,Xu RY,et al.Study on differentially expressed genes in esophageal carcer by cDNA microarray[J].Chinese Journal of Experimental Surgery,2002,19(6):527-528.(in Chinese)

莊建良,明德松,許榮譽(yù),等.應(yīng)用微矩陣表達(dá)譜基因芯片檢測(cè)食管癌的基因改變[J].中華實(shí)驗(yàn)外科雜志,2002,19(6):527-528.

[4]Shi Y，Qin R，Wang ZK，et al.Nanoparticle albumin-bound paclitaxel combined with cisplatin as the first-line treatment for metastatic esophageal squamous cell carcinoma[J].Onco Targets Ther,2013,6：585-591.

[5]Frei E 3rd.Clinical cancer research:an embattled species[J].Cancer，1982，50(15)：1979-1992.

[6]Hermann RM,Horstmann O,Haller F,et al.Histomorphological tumor regression grading of esophageal carcinoma after neoadjuvant radiochemotherapy:which score to use?[J].Dis Esophagus，2006，19(5)：329-334.

[7]Triboulet JP，Mariette C.Esophageal squamous cell carcinoma stage Ⅲ：state of surgery after radicchemotherapy[J].Cancer Radiother,2006,10：456-461.

[8]Sujendran V,Wheeler J,Baron R,et al.Effect of neoadjuvant chemotherapy on circumferential margin positivity and its impact on prognosis in patients with resectable esophageal cancer[J].Br J Surg,2008,95(2):191-194.

[9]Matsuyama J,Doki Y,Yasuda T,et al.The effect of neoadjuvant chemotherapy on lymph node micrometastases in squamous cell carcinomas of the thoracic esophagus[J].Surgery,2007,141(5):570-580.

[10]Andc N，Iizuka T，Idc H，et al.Surgery plus chemotherapy compared with surgery alone for localized squamous cell carcinoma of the thoracic esophagus：a Japan Clinical Oncology Group Study——JCOG9204[J].J Clin Oncol,2003，21(24)：4592-4596.

[11]張傳芳,楊偉青,徐明跑,等.替加氟栓術(shù)前化療對(duì)結(jié)腸癌病人免疫功能的影響[J].浙江臨床醫(yī)學(xué),2008,10(5):629.

[12]孫興國(guó).整體整合生理學(xué)醫(yī)學(xué)新理論體系:人體功能一體化自主調(diào)控[J].中國(guó)循環(huán)雜志,2013,28(2):88-92.

[13]Sun XG.New theoretical system of holistic control and regulation for life and cardiopulmonary exercise testing[J].Medicine & Philosophy,2013,34(5):22-27.(in Chinese)

孫興國(guó).生命整體調(diào)控新理論體系與心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)[J].醫(yī)學(xué)與哲學(xué),2013,34(5):22-27.

[14]譚曉越,孫興國(guó).從心肺運(yùn)動(dòng)的應(yīng)用價(jià)值看醫(yī)學(xué)整體整合的需求[J].醫(yī)學(xué)與哲學(xué),2013,34(5):28-31.

[15]Wasserman K,Hansen J,Sue D,et al.Principles of exercise testing and interpretation [M].5th ed.Philadelphia:Lippincott Williams & Wilkins,2011.

[16]孫興國(guó).心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)在臨床心血管病學(xué)中的應(yīng)用價(jià)值和前景[J].中華心血管病雜志,2014,42(4):347-351.

[17]Hightower CE,Riedel BJ,Feig BW,et al.A pilot study evaluating predictors of postoperative outcomes after major abdominal surgery:physiological capacity compared with the ASA physical status classification system[J].Br J Anaesth,2010,104(4):465-471.

[18]Sun XG,Hansen JE,Oudiz RJ,et al.Exercise pathophysiology in patients with primary pulmonary hypertension[J].Circulation,2001,104(4):429-435.

[19]Sun XG,Hansen JE,Oudiz RJ,et al.Gas exchange detection of exercise-induced right-to-left shunt in patients with primary pulmonary hypertension[J].Circulation,2002,105(1):54-60.

[20]Wasserman K,Sun XG,Hansen JE.Effect of biventricular pacing on the exercise pathophysiology of heart failure[J].Chest,2007,132(1):250-261.

[21]孫興國(guó).更為強(qiáng)化心肺代謝整體功能的心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)新9圖圖解[J].中國(guó)應(yīng)用生理學(xué)雜志，2015,31(4):369-373.

[22]孫興國(guó).心肺運(yùn)動(dòng)試驗(yàn)的規(guī)范化操作要求和難點(diǎn)——數(shù)據(jù)分析圖示與判讀原則[J].中國(guó)應(yīng)用生理學(xué)雜志，2015,31(4)：361-365.

[23]Beaver WL,Wasserman K,Whipp BJ.A new method for detecting the anaerobic threshold by gas exchange[J].J Appl Physiol(1985)，1986，60(6):2020-2027.

[24]Sun XG,Hansen JE,Beshai JF,et al.Oscillatory breathing and exercise gas exchange abnormalities prognosticate early mortality and morbidity in heart failure[J].J Am Coll Cardiol，2010，55(17):1814-1823.

[25]Sun XG,Hansen JE,Stringer WW.Oxygen uptake efficiency plateau:physiology and reference values[J].Eur J Appl Physiol,2012,112(3):919-928.

[26]Sun XG,Hansen JE,Garatachea N,et al.Ventilatory efficiency during exercise in healthy subjects[J].Am J Respir Crit Care Med,2002,166(1):1443-1448.

[27]Sun XG,Hansen JE,Stringer WW.Oxygen uptake efficiency plateau best predicts early death in heart failure[J].Chest,2012,141(5):1284-1294.

[28]Gutschow CA,H?lscher AH,Leera J,et al.Health-related quality of life after Ivor Lewis esophagectomy[J].Langenbecks Arch Surg,2013,398(2):231-237.

[29]Dimeo F,Fetscher S,Lange W,et al.Effects of aerobic exercise on the physical performance and incidence of treatment-related complications after high-dose chemotherapy[J].Blood,1997，90(9):3390-3394.

[30]Ruiz-Casado A,Verdugo AS,Solano MJ,et al.Objectively assessed physical activity levels in Spanish cancer survivors[J].Oncol Nurs Forum,2014,41(1):E12-20.

(本文編輯：陳素芳)

Clinical Study of Cardiopulmonary Exercise Testing in the Evaluation of the Changes of Holistic Function of Patients With Esophagus Cancer After Chemotherapy

SUNXing-guo，CurtisHightower，LIUFang，etal.

NationalCenterforCardiovascularDisease,FuwaiHospital,ChineseAcademyofMedicalSciences,StateKeyLaboratoryofCardiovascularDisease,NationalCenterforCardiovascularDiseaseClinicalMedicineResearch,PekingUnionMedicalCollege,Beijing100037,China

【Abstract】BackgroundChemotherapy has a serious damage on the holistic function of human body,while there is a lack of reliable methods for the objective and quantitative assessment of the changes of holistic function of patients after chemotherapy.ObjectiveTo investigate the role of cardiopulmonary exercise testing (CPET) in the evaluation of the changes of holistic function of patients with esophagus cancer after chemotherapy.MethodsFrom 2006 to 2007,we enrolled 6 Caucasian male patients with esophagus cancer who underwent preoperative chemotherapy in MD Anderson Cancer Center of University of Texas and conducted CPET examinations on them before and after chemotherapy.According to standard continuously increasing power scheme of UCLA Medical Center,we completed symptom-limited extreme sports and calculated the core indexes by standardized data analysis.The circulation indexes and respiration indexes in a quiescent state,a warm-up state,an anaerobic threshold(AT) state and an extreme state were derived by system software.ResultsOf the 6 esophagus cancer patients,only one patient had increase in AT and the rest patients all saw decrease in peak VO2,AT,peak oxygen pulse,oxygen uptake efficiency plateau,peak load power and increasing power movement time after chemotherapy;only one patient had decrease in the slope of ventilatory equivalent for carbon dioxide and the rest patients all had increase in the slope of ventilatory equivalent for carbon dioxide and the minimum ventilatory equivalent for carbon dioxide.The AT(L/min,ml·min-1·kg-1,%pred),slope of ventilatory equivalent for carbon dioxide(slope,%pred),and increasing power movement time (min) after chemotherapy of the patients were not significantly different from those before chemotherapy (P>0.05);the peak VO2(L/min,ml·min-1·kg-1,%pred),peak oxygen pulse (ml/time,%pred),oxygen uptake efficiency plateau (ratio,%pred),and peak load power (W) were lower than those before chemotherapy，while the minimum ventilatory equivalent for carbon dioxide (ratio,%pred) were higher than those before chemotherapy (P<0.05).After chemotherapy,the patients had lower oxygen uptake in an extreme state than that before chemotherapy(P<0.05);the heart rate in a quiescent state was higher than that before chemotherapy,and the systolic pressure in a quiescent state was lower than that before chemotherapy (P<0.05);the diastolic pressure and mean arterial pressure in a warm-up state were lower than those before chemotherapy (P<0.05);the oxygen pulse in the four states were lower than those before chemotherapy (P<0.05);the oxygen uptake efficiency in a quiescent state,a warm-up state,and an AT state after chemotherapy were lower than those before chemotherapy (P<0.05);the ventilatory equivalent for carbon dioxide after chemotherapy was higher than that before chemotherapy(P<0.05).After chemotherapy,the ETCO2 in a warm-up state after chemotherapy was lower than that before chemotherapy (P<0.05);the PETO2 in a quiescent state,a warm-up state,and an extreme state after chemotherapy were higher than those before chemotherapy (P<0.05);the oxygen intake of every breath in an extreme state was lower than that before chemotherapy (P<0.05);the carbon dioxide output of every breath in an AT state and extreme state after chemotherapy were lower than those before chemotherapy (P<0.05).ConclusionChemotherapy makes circulation and the metabolic function of cells significantly deteriorate,but causes only slight limit on respiration which is relative compensatory response.CPET can be an objective and quantitative assessment not only for holistic functional status of cancer patients before chemotherapy,but also for physiological changes in holistic function caused by chemotherapy.

【Key words】Esophageal neoplasm；Antineoplastic combined chemotherapy protocols；Cardiopulmonary exercise testing

基金項(xiàng)目：國(guó)家自然科學(xué)基金醫(yī)學(xué)科學(xué)部面上項(xiàng)目(81470204)；中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院國(guó)家心血管病中心科研開發(fā)啟動(dòng)基金(2012-YJR02)

通信作者：孫興國(guó)，100037北京市，國(guó)家心血管病中心 中國(guó)醫(yī)學(xué)科學(xué)院阜外醫(yī)院 心血管疾病國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室 國(guó)家心血管疾病臨床醫(yī)學(xué)研究中心，北京協(xié)和醫(yī)學(xué)院；E-mail:xgsun@labiomed.org

【中圖分類號(hào)】R 735.1

【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A

doi：10.3969/j.issn.1007-9572.2016.17.013

(收稿日期：2016-03-21；修回日期：2016-05-22)

·專題研究·