生物電阻抗技術在COPD患者營養評估中的臨床應用進展

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行性疾病[1],其患病率和死亡率均較高,對社會造成一定經濟負擔[2-3]。營養不良是COPD常見的肺外癥狀之一,國外研究顯示COPD患者營養不良發生率約為20%～60%[4-5];國內約為30%～80%[6-7],可見,COPD患者營養不良發生率較高。營養不良與COPD患者病情相關,可導致其病情加重,身體機能改變,再次入院風險增加、住院時間延長,預后不良等后果[5,8-10]。營養狀況是COPD預后的決定因素,營養干預是預防疾病進展和并發癥的主要治療策略[11-12]。及時為營養不良的COPD患者提供營養支持,能有效改善患者癥狀、減少死亡、提高生活質量[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律來得出人體病理生理狀況的生物醫學信息檢測技術[13],BIA在臨床運用廣泛,常用于慢病病人的體成分分析。國外研究已證實BIA技術在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用于COPD患者的疾病過程[11,14]。但國內目前相關研究較少。

營養評估是臨床營養管理重要組成部分,為后續進行營養干預提供依據[5]。本文主要從 COPD患者的營養評估方法、BIA技術的優勢、BIA在COPD營養評估中的臨床應用三個方面進行綜述,以期為進一步研究提供參考。

一、COPD營養評估的方法

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

身體質量指數(Body Mass Index,BMI)是COPD患者最基礎的營養評估方法,也是最簡單有效并容易獲得的。BMI是COPD死亡率的獨立預測因子[15-16]。高BMI對肺功能有保護作用[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并不能區分肌肉發達但脂肪相對較少的個體或肌肉較少但脂肪較多的個體。體重可分為兩類:脂肪質量(Fat Mass,FM)和去脂肪質量(Fat Free Mass,FFM),去脂體質量指數(FFMI)可反映COPD患者肌肉質量的降低,是預測COPD死亡率的有效指標之一[4]。

BCA是一種住院患者營養評估方法,包括BMI、上臂圍(AC)、肱三頭肌皮褶厚度(TSF)、白蛋白(ALB)等7項指標,評價結果分為正常、輕、中、重度營養不良4個等級,其評價內容包括人體測量和實驗室檢查,在臨床應用廣泛,但BCA法存在評價條目復雜,評估耗時較長等不足之處,不利于臨床醫師快速對患者的營養狀況做出判斷,因此在門診中其使用經常受限[18]。

其余營養評估量表,如MNA、SGA等評價涉及主觀因素,容易導致評估偏倚,且在填寫過程中,患者容易遇到較多不確定因素,評估結果的準確性有待進一步探討[18]。

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

二、BIA技術的優勢

在臨床進行人體成分分析的方法中,除BIA外,還有幾種技術可用于評估患者的機體組成,如雙能X射線吸收儀(DEXA)、計算機斷層掃描(CT)、高分辨率CT和磁共振成像(MRI),但這些技術與BIA相比,價格昂貴,有一定輻射危害,且需要熟練的專業技術人員,實用性有限,因此在臨床實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、耗時短、無需患者積極配合、方便、成本低、結果重復性好等優點。隨后,該方法在疾病病理生理狀態(包括COPD)中的有效性引起了較大關注[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狀況的有用工具,特別是在細胞完整性和肌肉質量方面,可以作為評估COPD患者體成分差異的準確替代方法。原始BIA變量是COPD全因死亡率的獨立預測因素[21]。不同指南均推薦使用BIA進行人體成分評估[22-23]。大部分研究也證實了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營養評估中的臨床應用

歐洲呼吸病協會在發表的《COPD營養評估和治療》聲明中,根據人體成分測量結果的不同,將COPD患者分6個代謝表型,分別是:肥胖型、病態肥胖型、肌少型肥胖、肌肉減少型、惡病質型、惡病質前期。作為COPD營養風險評估的基礎[11]。

1 COPD肌肉減少癥

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

國外研究報道,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。國內COPD少肌癥的患病率約為17%～39%[28-30]。由此可見,COPD患者少肌癥發生率較高,對肌肉的質量和數量進行評估是必需的。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,經過相應的方程計算得出患者骨骼肌指數(SMI)、FFMI等結果,以判斷患者體內肌肉狀況。

因此,通過BIA對COPD患者進行肌肉質量評估,早期發現COPD患者的骨骼肌減少可能是一個關鍵,可具有積極的治療意義。

2 COPD肥胖

有證據顯示肥胖對肺功能有不良影響[34-35]。肺功能在肥胖COPD患者中會受到胸外脂肪組織的質量效應和腹部肥胖增加的腹內壓力的影響,導致COPD患者呼吸困難增加[34]。BIA也可測出患者體內FM及內臟脂肪量,并經過相應的方程計算出FMI,醫師可根據結果報告判斷患者是否屬于向心性肥胖或有無內臟脂肪超標。

Zewari等[36]在肥胖與COPD患者呼吸困難的聯系的研究結果顯示,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分鐘步行試驗結束時更高。并且,肥胖COPD患者在負重運動時呼吸困難明顯增加。可見,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,結果顯示,腰寬比增加與呼吸困難之間顯著相關,提示中心性肥胖患者呼吸困難程度可能更嚴重。通過FMI和體脂率測量發現,脂肪的數量和位置,是COPD患者體重與呼吸困難呈正相關的決定因素。

因此,COPD患者營養干預并不是越多越好,而是適度,對于超重的COPD患者,還應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存在的一種狀態[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]。正如上節所提到的,骨骼肌減少與COPD患者預后相關,由于SO的存在,一些BMI正常的患者可能存在營養不良,但無法及時僅通過BMI測量發現,因此基于BIA的人體成分分析是重要的。對于BMI正?；虺氐腃OPD營養不良患者,使用BIA早期發現,早期進行營養干預,可有益其預后。

3 COPD惡病質

惡病質是COPD的一個常見且部分可逆的并發癥,可導致骨骼肌消瘦、肌力降低、運動能力下降和死亡率增加[12]。研究顯示,肺氣腫表型COPD患者更易發生惡病質,在惡病質COPD患者中,均有肌肉蛋白質分解代謝增加、肌生成素表達降低等表現[38],同時,COPD全身性炎癥可通過細胞因子的產生而加重惡病質[31]。使用BIA測試可以發現,存在惡病質的患者幾乎所有的相關測試指標值均低于正常水平[38]。

COPD惡病質的患病率和相關疾病負擔很高,尤其是在老齡人口中。營養干預對惡病質的特征有顯著影響,有利于改善其預后,減少COPD加重次數,提高生存質量。然而,惡病質的管理在臨床實踐中仍然執行較差[38]。在臨床研究中,BIA是鑒別惡病質的常用方法,對COPD患者治療有積極意義。

4 COPD異常水合狀態

身體水合狀態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現有較低的FEV1和不良預后[39]。FFMI無法準確量化水腫的患者[10],相位角可能是合格的。相位角(Phase Angle,PA)是根據BIA所得出的營養狀況指標,反映了人體液體(電阻)和細胞膜(電容)的相對貢獻,PA水平與細胞膜的連續性、完整性以及細胞內、外液分布狀況關系是緊密關聯的[8]。PA值越高,表示細胞質量、細胞膜完整性、細胞大小和功能越好[40]。因此,PA可以看作細胞健康和機體營養狀況的集中體現。當機體炎癥存在,但骨骼肌并未開始減少時,細胞外液的變化就可以通過PA測量觀察到有所降低,表明PA可以早期反映機體細胞功能不良,在慢性疾病、癌癥等疾病發生發展及預后中有一定預測價值[41]。

在臨床中,低PA提示營養不良、生活質量受損和預后較差,并被建議作為細胞完整性下降甚至細胞死亡的篩查工具[21,41]。在COPD患者中,低PA被認為與不良預后相關[8]。并且,PA是FEV1和FVC的一個強大的獨立預測因子[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患者死亡的獨立預測因素(HR: 0.53,95%CI:0.36～0.77,P<0.001)[21]。

在穩定型COPD患者中,PA比FFM和FFMI與功能轉歸和疾病嚴重程度標志物的關系更密切[23]。國內學者張瑩[8]在研究PA對于COPD患者病情與預后發展的相關性中發現,PA對于COPD預后可能有較高的預測價值,低PA組病人,其1年內病情急性加重次數和死亡人數均明顯高于正常組病人。這一研究結果與國外研究一致[23]。Zanella等[42]研究顯示,PA與肺功能之間存在相關性(r<0.5,P<0.05),并認為PA是一個重要的臨床指標,需要在肺部疾病患者中進行隨訪和調查。

因此,將BIA和PA納入COPD患者全程的營養管理中,如入院時營養篩查;住院期間營養監測;出院前和隨訪的營養評估等,可有利于早期發現營養不良患者,并給予相應干預,以促進其預后。

四、小 結

COPD營養相關問題已受到國內外學者越來越多的關注,大部分研究顯示營養干預有利于COPD患者預后。營養管理的第一步是篩選出有營養風險和明確營養不良程度的患者,給予相應的營養管理可促進患者預后。BIA具有一定的技術優勢,在臨床營養狀態評估中運用廣泛,但BIA技術也有其局限性,如結果準確性較CT或MRI低,不同頻段或電極的儀器、測量時患者體位、食物的攝入等也會對結果造成一定影響。如果與其他營養評估方法聯合使用,可更全面地評估COPD患者的營養狀況,這可能轉化為對患者更好的營養管理,但還需要更多的研究。國內目前關于BIA在COPD患者中的應用,相關研究還較少,缺乏大樣本、多中心的實證研究。希望未來能有更多研究關于BIA在COPD患者營養評估方面的作用。