生物電阻抗技術(shù)在COPD患者營養(yǎng)評估中的臨床應(yīng)用進(jìn)展

郭靜 閆祥云 陶蓮德

慢性阻塞性肺疾病(Chronic Obstructive Pulmonary Disease,COPD)是一種以不完全可逆的氣流受限為特征的進(jìn)行性疾病[1],其患病率和死亡率均較高,對社會(huì)造成一定經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)[2-3]。營養(yǎng)不良是COPD常見的肺外癥狀之一,國外研究顯示COPD患者營養(yǎng)不良發(fā)生率約為20%～60%[4-5];國內(nèi)約為30%～80%[6-7],可見,COPD患者營養(yǎng)不良發(fā)生率較高。營養(yǎng)不良與COPD患者病情相關(guān),可導(dǎo)致其病情加重,身體機(jī)能改變,再次入院風(fēng)險(xiǎn)增加、住院時(shí)間延長,預(yù)后不良等后果[5,8-10]。營養(yǎng)狀況是COPD預(yù)后的決定因素,營養(yǎng)干預(yù)是預(yù)防疾病進(jìn)展和并發(fā)癥的主要治療策略[11-12]。及時(shí)為營養(yǎng)不良的COPD患者提供營養(yǎng)支持,能有效改善患者癥狀、減少死亡、提高生活質(zhì)量[3]。

生物電阻抗分析(Bioelectrical Impedance Analysis,BIA)是一種通過測量人體組織、器官的電特性及其變化規(guī)律來得出人體病理生理狀況的生物醫(yī)學(xué)信息檢測技術(shù)[13],BIA在臨床運(yùn)用廣泛,常用于慢病病人的體成分分析。國外研究已證實(shí)BIA技術(shù)在COPD患者身體成分評估中的良好效果,并建議將人體成分分析運(yùn)用于COPD患者的疾病過程[11,14]。但國內(nèi)目前相關(guān)研究較少。

營養(yǎng)評估是臨床營養(yǎng)管理重要組成部分,為后續(xù)進(jìn)行營養(yǎng)干預(yù)提供依據(jù)[5]。本文主要從 COPD患者的營養(yǎng)評估方法、BIA技術(shù)的優(yōu)勢、BIA在COPD營養(yǎng)評估中的臨床應(yīng)用三個(gè)方面進(jìn)行綜述,以期為進(jìn)一步研究提供參考。

一、COPD營養(yǎng)評估的方法

COPD營養(yǎng)評估工具有多種,一是營養(yǎng)評估量表,如營養(yǎng)風(fēng)險(xiǎn)篩查 (Nutrition risking screening,NRS-2002)、微型營養(yǎng)評價(jià)法(Mininutritional assessment,MNA)、營養(yǎng)狀況主觀評價(jià)法 (Subjective global assessment,SGA)和營養(yǎng)不良通用篩查工具(Malnutrition universal creening tool,MUST)等。二是一般人體測量,如身體質(zhì)量指數(shù)、身體組成評價(jià)法(Body composition assessment,BCA)以及人體成分分析等。

身體質(zhì)量指數(shù)(Body Mass Index,BMI)是COPD患者最基礎(chǔ)的營養(yǎng)評估方法,也是最簡單有效并容易獲得的。BMI是COPD死亡率的獨(dú)立預(yù)測因子[15-16]。高BMI對肺功能有保護(hù)作用[17]。BMI的測量雖然簡便、易得,但有一定局限性,它無法具體分析人體成分,高BMI并不能區(qū)分肌肉發(fā)達(dá)但脂肪相對較少的個(gè)體或肌肉較少但脂肪較多的個(gè)體。體重可分為兩類:脂肪質(zhì)量(Fat Mass,FM)和去脂肪質(zhì)量(Fat Free Mass,FFM),去脂體質(zhì)量指數(shù)(FFMI)可反映COPD患者肌肉質(zhì)量的降低,是預(yù)測COPD死亡率的有效指標(biāo)之一[4]。

BCA是一種住院患者營養(yǎng)評估方法,包括BMI、上臂圍(AC)、肱三頭肌皮褶厚度(TSF)、白蛋白(ALB)等7項(xiàng)指標(biāo),評價(jià)結(jié)果分為正常、輕、中、重度營養(yǎng)不良4個(gè)等級(jí),其評價(jià)內(nèi)容包括人體測量和實(shí)驗(yàn)室檢查,在臨床應(yīng)用廣泛,但BCA法存在評價(jià)條目復(fù)雜,評估耗時(shí)較長等不足之處,不利于臨床醫(yī)師快速對患者的營養(yǎng)狀況做出判斷,因此在門診中其使用經(jīng)常受限[18]。

其余營養(yǎng)評估量表,如MNA、SGA等評價(jià)涉及主觀因素,容易導(dǎo)致評估偏倚,且在填寫過程中,患者容易遇到較多不確定因素,評估結(jié)果的準(zhǔn)確性有待進(jìn)一步探討[18]。

人體成分分析則可以彌補(bǔ)以上的不足,根據(jù)人體成分分析結(jié)果,可以直觀了解患者體內(nèi)肌肉、脂肪、水分等組成分布的情況,判斷患者是否存在營養(yǎng)不良及營養(yǎng)不良的程度。人體成分分析對于COPD患者營養(yǎng)評估是有效而重要的,不同文獻(xiàn)也建議將其納入COPD常規(guī)評估中[11,14]。

二、BIA技術(shù)的優(yōu)勢

在臨床進(jìn)行人體成分分析的方法中,除BIA外,還有幾種技術(shù)可用于評估患者的機(jī)體組成,如雙能X射線吸收儀(DEXA)、計(jì)算機(jī)斷層掃描(CT)、高分辨率CT和磁共振成像(MRI),但這些技術(shù)與BIA相比,價(jià)格昂貴,有一定輻射危害,且需要熟練的專業(yè)技術(shù)人員,實(shí)用性有限,因此在臨床實(shí)踐或人群研究中往往無法廣泛使用。

BIA是一種被廣泛接受的估計(jì)人體成分的方法。1985年,Lukaski等人[19]將BIA作為一種有望用于臨床人體組成研究的方法,其具有無創(chuàng)、耗時(shí)短、無需患者積極配合、方便、成本低、結(jié)果重復(fù)性好等優(yōu)點(diǎn)。隨后,該方法在疾病病理生理狀態(tài)(包括COPD)中的有效性引起了較大關(guān)注[13]。目前,BIA已用于COPD患者臨床評估。有研究[20]顯示BIA可能是評估COPD患者身體成分和營養(yǎng)狀況的有用工具,特別是在細(xì)胞完整性和肌肉質(zhì)量方面,可以作為評估COPD患者體成分差異的準(zhǔn)確替代方法。原始BIA變量是COPD全因死亡率的獨(dú)立預(yù)測因素[21]。不同指南均推薦使用BIA進(jìn)行人體成分評估[22-23]。大部分研究也證實(shí)了BIA在評估COPD患者人體成分方面具有令人滿意的臨床效果[4,21]。

三、BIA在COPD營養(yǎng)評估中的臨床應(yīng)用

歐洲呼吸病協(xié)會(huì)在發(fā)表的《COPD營養(yǎng)評估和治療》聲明中,根據(jù)人體成分測量結(jié)果的不同,將COPD患者分6個(gè)代謝表型,分別是:肥胖型、病態(tài)肥胖型、肌少型肥胖、肌肉減少型、惡病質(zhì)型、惡病質(zhì)前期。作為COPD營養(yǎng)風(fēng)險(xiǎn)評估的基礎(chǔ)[11]。

1 COPD肌肉減少癥

骨骼肌減少癥是指與年齡相關(guān)的肌肉質(zhì)量損失、低肌肉力量和或低身體性能[22]。COPD患者存在肌肉質(zhì)量損失,尤其是中重度或急性加重期患者,其肌肉質(zhì)量和力量的損失可能更大[24]。文獻(xiàn)數(shù)據(jù)顯示,低FFMI與COPD死亡率增加相關(guān)[14],是FEV1的主要危險(xiǎn)因素[25]。目前少肌癥的確切病因和潛在機(jī)制仍不清楚[23]。少肌癥可能是激素和免疫變化的后果,年齡是其發(fā)生的主要原因。有研究表明,慢性炎癥性疾病也會(huì)導(dǎo)致骨骼肌減少,而COPD的發(fā)展被認(rèn)為是一個(gè)對抗有害氣體和吸入顆粒的炎癥過程的結(jié)果[26],因此,可以說,肌少癥也是COPD全身炎癥作用的結(jié)果。年齡增加雖然是少肌癥發(fā)生的主要原因,但在COPD中的少肌癥可以獨(dú)立于年齡發(fā)生[27]。

國外研究報(bào)道,在COPD人群中少肌癥的患病率約為20%～40%[24,26],并與肺功能受損和健康狀況不佳有關(guān)。國內(nèi)COPD少肌癥的患病率約為17%～39%[28-30]。由此可見,COPD患者少肌癥發(fā)生率較高,對肌肉的質(zhì)量和數(shù)量進(jìn)行評估是必需的。亞洲少肌癥工作組[22]建議使用BIA等來評估肌肉質(zhì)量的減少。通過BIA可測得患者全身肌肉量、軀干肌肉量、雙上肢肌肉量、雙下肢肌肉量及四肢肌肉量,經(jīng)過相應(yīng)的方程計(jì)算得出患者骨骼肌指數(shù)(SMI)、FFMI等結(jié)果,以判斷患者體內(nèi)肌肉狀況。

因此,通過BIA對COPD患者進(jìn)行肌肉質(zhì)量評估,早期發(fā)現(xiàn)COPD患者的骨骼肌減少可能是一個(gè)關(guān)鍵,可具有積極的治療意義。

2 COPD肥胖

有證據(jù)顯示肥胖對肺功能有不良影響[34-35]。肺功能在肥胖COPD患者中會(huì)受到胸外脂肪組織的質(zhì)量效應(yīng)和腹部肥胖增加的腹內(nèi)壓力的影響,導(dǎo)致COPD患者呼吸困難增加[34]。BIA也可測出患者體內(nèi)FM及內(nèi)臟脂肪量,并經(jīng)過相應(yīng)的方程計(jì)算出FMI,醫(yī)師可根據(jù)結(jié)果報(bào)告判斷患者是否屬于向心性肥胖或有無內(nèi)臟脂肪超標(biāo)。

Zewari等[36]在肥胖與COPD患者呼吸困難的聯(lián)系的研究結(jié)果顯示,同年齡段肥胖COPD患者的靜息肺惡性膨脹雖然較正常體重COPD患者少,但他們的mMRC評分和Borg呼吸困難評分在6分鐘步行試驗(yàn)結(jié)束時(shí)更高。并且,肥胖COPD患者在負(fù)重運(yùn)動(dòng)時(shí)呼吸困難明顯增加?？梢?肥胖可能對肺功能有少許積極影響,但其消極影響仍超過積極影響的作用。研究者還研究了身體測量和人體成分測量對呼吸困難的作用,結(jié)果顯示,腰寬比增加與呼吸困難之間顯著相關(guān),提示中心性肥胖患者呼吸困難程度可能更嚴(yán)重。通過FMI和體脂率測量發(fā)現(xiàn),脂肪的數(shù)量和位置,是COPD患者體重與呼吸困難呈正相關(guān)的決定因素。

因此,COPD患者營養(yǎng)干預(yù)并不是越多越好,而是適度,對于超重的COPD患者,還應(yīng)該建議患者控制體重,減脂等。

肌少性肥胖(Sarcopenic obesity,SO)是指肥胖、過量脂肪和骨骼肌減少同時(shí)存在的一種狀態(tài)[37]。研究顯示,SO的患病率約34.8%～63.3%,其中女性患病率較男性高[37]。正如上節(jié)所提到的,骨骼肌減少與COPD患者預(yù)后相關(guān),由于SO的存在,一些BMI正常的患者可能存在營養(yǎng)不良,但無法及時(shí)僅通過BMI測量發(fā)現(xiàn),因此基于BIA的人體成分分析是重要的。對于BMI正常或超重的COPD營養(yǎng)不良患者,使用BIA早期發(fā)現(xiàn),早期進(jìn)行營養(yǎng)干預(yù),可有益其預(yù)后。

3 COPD惡病質(zhì)

惡病質(zhì)是COPD的一個(gè)常見且部分可逆的并發(fā)癥,可導(dǎo)致骨骼肌消瘦、肌力降低、運(yùn)動(dòng)能力下降和死亡率增加[12]。研究顯示,肺氣腫表型COPD患者更易發(fā)生惡病質(zhì),在惡病質(zhì)COPD患者中,均有肌肉蛋白質(zhì)分解代謝增加、肌生成素表達(dá)降低等表現(xiàn)[38],同時(shí),COPD全身性炎癥可通過細(xì)胞因子的產(chǎn)生而加重惡病質(zhì)[31]。使用BIA測試可以發(fā)現(xiàn),存在惡病質(zhì)的患者幾乎所有的相關(guān)測試指標(biāo)值均低于正常水平[38]。

COPD惡病質(zhì)的患病率和相關(guān)疾病負(fù)擔(dān)很高,尤其是在老齡人口中。營養(yǎng)干預(yù)對惡病質(zhì)的特征有顯著影響,有利于改善其預(yù)后,減少COPD加重次數(shù),提高生存質(zhì)量。然而,惡病質(zhì)的管理在臨床實(shí)踐中仍然執(zhí)行較差[38]。在臨床研究中,BIA是鑒別惡病質(zhì)的常用方法,對COPD患者治療有積極意義。

4 COPD異常水合狀態(tài)

身體水合狀態(tài)和體液分布對肺功能有顯著影響,水潴留和水腫在COPD患者中較為常見,且有液體紊亂的患者被發(fā)現(xiàn)有較低的FEV1和不良預(yù)后[39]。FFMI無法準(zhǔn)確量化水腫的患者[10],相位角可能是合格的。相位角(Phase Angle,PA)是根據(jù)BIA所得出的營養(yǎng)狀況指標(biāo),反映了人體液體(電阻)和細(xì)胞膜(電容)的相對貢獻(xiàn),PA水平與細(xì)胞膜的連續(xù)性、完整性以及細(xì)胞內(nèi)、外液分布狀況關(guān)系是緊密關(guān)聯(lián)的[8]。PA值越高,表示細(xì)胞質(zhì)量、細(xì)胞膜完整性、細(xì)胞大小和功能越好[40]。因此,PA可以看作細(xì)胞健康和機(jī)體營養(yǎng)狀況的集中體現(xiàn)。當(dāng)機(jī)體炎癥存在,但骨骼肌并未開始減少時(shí),細(xì)胞外液的變化就可以通過PA測量觀察到有所降低,表明PA可以早期反映機(jī)體細(xì)胞功能不良,在慢性疾病、癌癥等疾病發(fā)生發(fā)展及預(yù)后中有一定預(yù)測價(jià)值[41]。

在臨床中,低PA提示營養(yǎng)不良、生活質(zhì)量受損和預(yù)后較差,并被建議作為細(xì)胞完整性下降甚至細(xì)胞死亡的篩查工具[21,41]。在COPD患者中,低PA被認(rèn)為與不良預(yù)后相關(guān)[8]。并且,PA是FEV1和FVC的一個(gè)強(qiáng)大的獨(dú)立預(yù)測因子[39]。研究顯示,PA每增加1°,FEV1和FVC分別增加5.74%和3.87%。較低的PA是COPD患者死亡的獨(dú)立預(yù)測因素(HR: 0.53,95%CI:0.36～0.77,P<0.001)[21]。

在穩(wěn)定型COPD患者中,PA比FFM和FFMI與功能轉(zhuǎn)歸和疾病嚴(yán)重程度標(biāo)志物的關(guān)系更密切[23]。國內(nèi)學(xué)者張瑩[8]在研究PA對于COPD患者病情與預(yù)后發(fā)展的相關(guān)性中發(fā)現(xiàn),PA對于COPD預(yù)后可能有較高的預(yù)測價(jià)值,低PA組病人,其1年內(nèi)病情急性加重次數(shù)和死亡人數(shù)均明顯高于正常組病人。這一研究結(jié)果與國外研究一致[23]。Zanella等[42]研究顯示,PA與肺功能之間存在相關(guān)性(r<0.5,P<0.05),并認(rèn)為PA是一個(gè)重要的臨床指標(biāo),需要在肺部疾病患者中進(jìn)行隨訪和調(diào)查。

因此,將BIA和PA納入COPD患者全程的營養(yǎng)管理中,如入院時(shí)營養(yǎng)篩查;住院期間營養(yǎng)監(jiān)測;出院前和隨訪的營養(yǎng)評估等,可有利于早期發(fā)現(xiàn)營養(yǎng)不良患者,并給予相應(yīng)干預(yù),以促進(jìn)其預(yù)后。

四、小 結(jié)

COPD營養(yǎng)相關(guān)問題已受到國內(nèi)外學(xué)者越來越多的關(guān)注,大部分研究顯示營養(yǎng)干預(yù)有利于COPD患者預(yù)后。營養(yǎng)管理的第一步是篩選出有營養(yǎng)風(fēng)險(xiǎn)和明確營養(yǎng)不良程度的患者,給予相應(yīng)的營養(yǎng)管理可促進(jìn)患者預(yù)后。BIA具有一定的技術(shù)優(yōu)勢,在臨床營養(yǎng)狀態(tài)評估中運(yùn)用廣泛,但BIA技術(shù)也有其局限性,如結(jié)果準(zhǔn)確性較CT或MRI低,不同頻段或電極的儀器、測量時(shí)患者體位、食物的攝入等也會(huì)對結(jié)果造成一定影響。如果與其他營養(yǎng)評估方法聯(lián)合使用,可更全面地評估COPD患者的營養(yǎng)狀況,這可能轉(zhuǎn)化為對患者更好的營養(yǎng)管理,但還需要更多的研究。國內(nèi)目前關(guān)于BIA在COPD患者中的應(yīng)用,相關(guān)研究還較少,缺乏大樣本、多中心的實(shí)證研究。希望未來能有更多研究關(guān)于BIA在COPD患者營養(yǎng)評估方面的作用。