慢性阻塞性肺疾病

慢性阻塞性肺疾病是一种具有气流阻塞特征的慢性支气管炎和(或)肺气肿,可进一步发展为肺心病和呼吸衰竭的常见慢性疾病。与有害气体及有害颗粒的异常炎症反应有关,致残率和病死率很高,全球40岁以上发病率已高达9%~10%。 慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)是一种常见的以持续气流受限为特征的可以预防和治疗的疾病,气流受限进行性发展,与气道和肺脏对有毒颗粒或气体的慢性炎性反应增强有关。

  • 别名:

    慢肺阻 COPD

  • 英文名:

    manxingzusaixingfeijibing

  • 发病部位:

  • 就诊科室:

    呼吸内科

  • 症状:

    活动后气短,喘憋,慢性咳嗽,咳痰,湿罗音,胸闷,气促,气喘,咳嗽,FEV1/FVC下降,肺残气量增高,FEV1下降,肺总量增高,阻塞性通气功能障碍,低氧血症

  • 多发人群:

    老年

  • 治疗手段:

    药物康复疗法

  • 并发疾病:

    慢性呼吸衰竭 气胸 慢性肺源性心脏病

  • 是否遗传:

  • 是否传染:

病理知识

疾病详情

定义危险因素

COPD的主要危险因素包括遗传与环境两个方面。比如同样吸烟的人,只有其中一些人发展为COPD,这是由于遗传易感性不同所致。

基因

     COPD是一种多基因疾病,已知的遗传因素为α1-抗胰蛋白酶缺乏。α1-抗胰蛋白酶是一种主要的血循环中蛋白酶的抑制剂。重度α1-抗胰蛋白酶缺乏与非吸烟者的肺气肿形成有关。在我国α1-抗胰蛋白酶缺乏引起的肺气肿迄今尚未见正式报道。在患有严重COPD的吸烟同胞中,已观察到气流阻塞具有显著的家族性风险,这提示遗传因素可能影响对本病的易感性。通过对遗传血统分析,已证实基因组中有数个区域可能含有COPD易感基因,包括染色体2q。遗传相关性研究已涉及COPD发病中一系列基因,包括转移生长因子β1(TGF-β1),微粒环氧化物水解酶1(MEPHX1),肿瘤坏死因子α(TNFα)。然而,这些遗传相关性研究的结果还很不一致,且影响COPD发病的功能性基因变异(除外α1-抗胰蛋白酶缺乏)还没有被明确证实。

环境因素

由于个体一生中可能暴露于一系列不同类型的可吸入颗粒,各种颗粒根据其大小和成分,致病风险各不同,总的风险取决于暴露的浓度和时间。烟草烟雾、职业性粉尘及化学物质(蒸汽、刺激剂、烟雾)是已知的可导致COPD的危险因素。

1.吸烟  吸烟是目前最常见的导致COPD的危险因素。与非吸烟者相比,吸烟者出现呼吸道症状和肺功能异常的概率更高,每年FEV1下降的速度更快,COPD的死亡率更高。但并非所有的吸烟者均会发展成具有显著临床症状的COPD,这提示遗传因素必定影响个体的患病风险。被动吸烟也会致使出现呼吸道症状和COPD,这是由于增加了肺的可吸入颗粒和气体负担所致。怀孕期间吸烟,可能会影响宫内胎儿肺的生长发育及免疫系统的形成,进而使胎儿面临日后患病的风险。

2.职业粉尘与化学物质  当职业性粉尘及化学物质(烟雾、过敏原、有机与无机粉尘、化学物质)的浓度过大或接触时间过久,均可导致与吸烟无关的COPD发生。

3.室内空气污染  木材、动物粪便、农作物残梗、煤炭,以及明火在通风功能不佳的火炉中燃烧,均可导致严重的室内空气污染,是导致COPD的一个很重要的危险因素。

4.室外空气污染  城镇严重的空气污染对已有心肺疾病的个体很有害。城市中因燃烧石油造成的空气污染,主要源于机动车辆排放的尾气,与呼吸功能下降有关。然而,室外空气污染在COPD致病中的地位尚不明确。


肺的生长与发育

     肺的生长与妊娠、出生及童年时暴露史等有关。肺功能的最大测定值降低(通过肺功能仪测定),可识别出那些具有发展成为COPD的高危人群。在妊娠及童年时期,任何可影响肺生长的因素均具有潜在增加个体发生COPD的风险。

感染社会经济状态

发生COPD的风险与社会经济状态呈负相关。这可能与低社会经济状态与暴露于室内及室外空气污染物、居室拥挤、营养状态差或其他因素有关。

发病机制

香烟、烟雾等慢性刺激物作用于气道,使气道发生异常炎症反应。氧化与抗氧化失衡和肺部的蛋白酶和抗蛋白酶失衡进一步加重COPD肺组织炎症,遗传因素可能参与其中。这些机制共同促进了COPD的发生(图1)。

图2 COPD的发病机制


炎症


氧化应激

     氧化应激是加重COPD炎症的重要机制。香烟烟雾和其他吸入颗粒能产生氧化物,由活化的炎症细胞如巨噬细胞和中性粒细胞释放。COPD患者内源性抗氧化物产生下降。氧化应激对肺组织可造成一些不利的影响,包括激活炎症基因、使抗蛋白酶失活、刺激黏液高分泌,并增加血浆渗出。这些有害反应大多数是由过硝酸盐介导,通过超氧阴离子和一氧化氮的相互作用产生。而一氧化氮是由诱导型一氧化氮合酶产生,主要表达在COPD患者的外周气道和肺实质。氧化应激也能引起COPD患者肺组织组蛋白去乙酰酶活性下降,导致炎症基因表达增加,同时糖皮质激素的抗炎活性下降

蛋白酶和抗蛋白酶的失衡

COPD患者肺组织中分解结缔组织的蛋白酶和对抗此作用的抗蛋白酶之间存在失衡。COPD患者中炎症细胞和上皮细胞释放的几种蛋白酶表达增加,并存在相互作用。弹性蛋白是肺实质结缔组织的主要成分,蛋白酶引起弹性蛋白破坏,是导致肺气肿的重要原因,而肺气肿是不可逆的。

由于遗传因素或炎症细胞和介质的作用,肺内源性蛋白酶和抗蛋白酶失衡,为肺气肿形成的主要机制。


自主神经系统功能紊乱

     胆碱能神经张力增高也在COPD发病中起重要作用。参与的主要因素有:①迷走神经反射增强:由于气道的慢性非特异性炎症,使得分布于气道上皮细胞间及上皮细胞下的刺激性受体的活性阈值降低,对烟雾等化学机械性刺激的敏感性提高,通过迷走神经反射,使乙酰胆碱(Ach)释放增加。②突触前受体的功能异常:在胆碱能神经末梢存在一些对Ach释放起着负反馈抑制作用的受体,如组胺H、受体、肾上腺素能β2受体、α2受体及M2受体,这些突触前受体的功能障碍,均导致Ach释放的增加。③抑制性非肾上腺素能非胆碱能(iNANC)神经功能障碍:iNANC神经释放的血管活性肠肽(VIP)除能拮抗Ach所致的气道平滑肌痉挛外,还能抑制胆碱能神经传递,抑制Ach的释放。VIP分泌减少或功能障碍均可导致Ach释放增加。④基础迷走神经张力作用增强:正常人在安静状态下,迷走神经持续发放一定的冲动,以维持气道一定的张力,给正常人抗胆碱能药物或肺移植时切断迷走神经均能引起支气管舒张,证实了基础迷走神经张力的存在。在COPD患者,由于气道黏膜充血水肿,黏液腺肥大,黏液栓塞,导致管腔狭窄,使迷走神经的基础张力明显增强。⑤副交感神经节后纤维所释放的Ach是通过靶细胞上M受体而发挥作用,COPD患者存在M受体的数量或功能的异常,参与了胆碱能神经张力增高。

病理病理生理

在COPD肺部病理学改变的基础上出现相应COPD特征性病理生理学改变,包括黏液高分泌、纤毛功能失调、气流受限、肺过度充气、气体交换异常、肺动脉高压和肺心病以及全身的不良效应。黏液高分泌和纤毛功能失调导致慢性咳嗽及多痰。呼气气流受限,是COPD病理生理改变的标志,是疾病诊断的关键。主要由气道固定性阻塞及随之发生的气道阻力增加所致。

小气道炎症程度、纤维化和腔内渗出物与FEV1,FEV1/FVC降低相关,并且可能与COPD的特征性表现FEV1进行性下降相关。外周气道阻塞使得在呼气时气体陷闭,导致过度充气。尽管肺气肿引起气体交换异常比引起FEV1下降更为常见,但在呼气时能促进气体陷闭,尤其是当疾病发展到重度时,肺泡与小气道的支撑结构受到破坏。过度充气使吸气容积下降,导致功能残气量增加,尤其是在运动时,引起呼吸困难和运动能力受限。目前认为,过度充气在疾病早期即可出现,是引起劳力性呼吸困难的主要原因。作用在外周气道的支气管扩张剂能减轻气体陷闭,因此可降低肺容积,改善症状和运动能力。

随着COPD的进展,外周气道阻塞、肺实质破坏及肺血管的异常等减少了肺气体交换能力,产生低氧血症,以后可出现高碳酸血症。长期慢性缺氧可导致肺血管广泛收缩和肺动脉高压,常伴有血管内膜增生,某些血管发生纤维化和闭塞,造成肺循环的结构重塑。COPD晚期出现的肺动脉高压是其重要的心血管并发症,并进而产生慢性肺源性心脏病及右心衰竭,提示预后不良。

COPD的炎症反应不只局限于肺部,也可以导致全身不良效应。全身炎症表现为全身氧化负荷异常增高、循环血液中细胞因子浓度异常增高以及炎症细胞异常活化等。患者骨质疏松、抑郁、慢性贫血及心血管疾病风险增加。COPD的全身不良效应具有重要的临床意义,它可加剧患者的活动能力受限,使生活质量下降,预后变差。


临床表现

病史特征

症状

体征


实验室检查

肺功能检查

胸部X线检查

胸部CT检查

血气检查

其他实验室检查


严重度分级

COPD严重度分级是基于气流受限的程度。气流受限是诊断COPD的主要指标,也反映了病理改变的严重度。由于FEV1下降与气流受限有很好的相关性,故FEV1的变化是严重度分级的主要依据。此外,还应考虑临床症状及合并症的情况。临床严重度分为四级(表2)。

表2 COPD临床严重度分级

1.Ⅰ级 轻度COPD:其特征为轻度气流受限,FEV1≥80%预计值,通常可伴有或不伴有咳嗽、咳痰。此时,患者本人可能还认识不到自己的肺功能是异常的。

2.Ⅱ级 中度COPD:其特征为气流受限进一步恶化,50%≤FEV1<80%预计值,症状进展,出现气短,以运动后气短更为明显。此时,由于呼吸困难或疾病的加重,患者常去医院就诊。

3.Ⅲ级 重度COPD:其特征为气流受限进一步恶化(30%≤FEV1<50%预计值),气短加剧,并且反复出现急性加重,影响患者的生活质量。

4.Ⅳ级 极重度COPD:为严重的气流受限(FEV1<30%预计值)或者合并有慢性呼吸衰竭。也可影响心脏,导致肺源性心脏病(右心功能不全)。此时,患者的生活质量明显下降,如果出现急性加重则可能有生命危险。虽然FEV1%预计值可以反映COPD严重程度和健康状况,预测病死率,但FEV1并不能完全反映COPD复杂的严重情况。除FEV1以外,已证明体重指数(BMI)和呼吸困难分级在预测COPD生存率等方面有意义。BMI等于体重(以kg为单位)除以身高的平方(以m2为单位),BMI<21kg/m2的COPD患者死亡率增加。

功能性呼吸困难分级:可用呼吸困难量表来评价:0级:除非剧烈活动,通常无明显呼吸困难;1级:当快走或上缓坡时有气短;2级:由于呼吸困难,比同龄人步行慢,或者以自己的速度在平地上行走时需要停下来呼吸;3级:在平地上步行100米或数分钟后需要停下来呼吸;4级:明显的呼吸困难而不能离开房屋或者当穿脱衣服时气短。

如果将BMI作为反映营养状况的指标,FEV1可作为反映气流阻塞(ObstructioN)的指标,呼吸困难(dyspnea)分级作为症状的指标,再加上6分钟步行距离作为运动耐力(exercise)的指标,将这四方面综合起来建立一个多因素分级系统(BODE),被认为可比FEV1更好地反映COPD的预后。

生活质量评估:广泛应用于评价COPD患者的病情严重程度、药物治疗的疗效、非药物治疗的疗效(如肺康复治疗、手术)和急性发作的影响等。生活质量评估还可用于预测死亡风险,而与年龄、FEV1及体重指数无关。常用的生活质量评估方法有圣乔治呼吸问卷(SGRQ)和治疗结果研究(SF-36)等。

此外,COPD急性加重次数也可作为COPD严重程度的一项监测指标。

COPD病程可分为急性加重期与稳定期。COPD急性加重期是指患者出现超越日常状况的持续恶化,并需改变基础COPD的常规用药者,通常在疾病过程中,患者短期内咳嗽、咳痰、气短和喘息加重,痰量增多,呈脓性或黏脓性,可伴发热等炎症明显加重的表现。稳定期则指患者咳嗽、咳痰、气短等症状稳定或症状轻微。


诊断

CoPD的诊断应根据临床表现、危险因素接触史、体征及实验室检查等资料,进行综合分析确定。

病史

既往史和系统回顾:童年时期有无哮喘、变态反应性疾病、感染及其他呼吸道疾病史如结核病史;COPD和呼吸系统疾病家族史;吸烟史(以包年计算)及职业、环境有害物质接触史等。

症状

主要为慢性咳嗽,咳痰和/或呼吸困难,多于冬季发作或加重。

鉴别诊断

一些已知病因或具有特征病理表现的气流受限疾病,如支气管扩张症、肺结核纤维化病变、肺囊性纤维化、弥漫性泛细支气管炎以及闭塞性细支气管炎等,均不属于COPD。COPD应与支气管哮喘、支气管扩张症、充血性心力衰竭、肺结核等鉴别(表3、表4)。

表3 COPD与哮喘的鉴别

与支气管哮喘的鉴别有时存在一定困难。COPD多于中年后起病,哮喘则多在儿童或青少年期起病;COPD症状缓慢进展,逐渐加重,哮喘则症状起伏大;COPD多有长期吸烟史和(或)有害气体、颗粒接触史,哮喘则常伴过敏体质、过敏性鼻炎和/或湿疹等,部分患者有哮喘家族史;COPD的气流受限基本为不可逆性,哮喘则多为可逆性。然而,部分病程长的哮喘患者已发生气道重塑,气流受限不能完全逆转;而少数COPD患者伴有气道高反应性,气流受限部分可逆。此时应根据临床及实验室所见全面分析,必要时作支气管舒张试验和/或最大呼气流量(PEF)昼夜变异率来进行鉴别。在一部分患者中,这两种疾病可重叠存在。

表4 COPD的鉴别诊断

支气管哮喘主要症状为喘息、两肺广泛呼气相哮鸣音,多与接触变应原有关,对糖皮质激素治疗反应良好。虽然哮喘与COPD都是慢性气道炎症性疾病,但二者的发病机制不同。大多数哮喘患者的气流受限具有显著的可逆性,是其不同于COPD的一个关键特征;但是,部分哮喘患者随着病程延长,可出现较明显的气道重塑,导致气流受限的可逆性明显减小,临床很难与COPD相鉴别。COPD和哮喘可以发生于同一位患者,由于二者都是呼吸系统最常见的疾病,因此这种概率并不低。


治疗


处置建议

非药物治疗

极重度COPD稳定期、合并阻塞性睡眠呼吸暂停综合征推荐使用无创通气

手术治疗

肺大疱切除术、肺减容术、支气管镜下肺减容术、肺移植术对于部分患者可改善症状

用药建议

支气管扩张剂

主要治疗,多为吸入药物
抗胆碱能药、长效β2-受体激动剂、茶碱

糖皮质激素

不推荐单独吸入激素治疗。严重气道阻塞者(FEV1≤50%预计值且有症状,及反复加重者)需吸入糖皮质激素治疗,可联合支气管扩张剂治疗
吸入性糖皮质激素、吸入糖皮质激素/β2受体激动剂

磷酸二酯酶-4抑制剂

抑制细胞内环腺苷酸降解减轻炎症
罗氟司特

对症治疗

祛痰药、抗氧化剂、中成药等

检查建议

确诊检查

肺功能检查为诊断金标准,且用于评估病情。需行肺通气功能和舒张试验

鉴别诊断

胸部X线和胸部CT

并发症检查

FEV1<40%预计值时需检测SpO2。SpO2<92%,行血气分析
PaO2<55mmHg,行血常规了解Hb

患者指导

危险因素控制

戒烟、控制职业性或环境污染

营养

达到理想体重,避免摄入高碳水化合物和高热量饮食

运动

肌肉训练,包括全身运动(步行、登楼梯和踏车)和呼吸肌锻炼(腹式呼吸训练)

康复

呼吸生理治疗,适应症:进行性气流受限、严重呼吸困难,且很少活动者
帮助咳嗽,促进排痰,使病人放松,缩唇呼吸及避免快速浅表呼吸

预防

每年秋季1次或秋冬2次接种流感疫苗,接种肺炎球菌疫苗

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