文摘
特发性肺纤维化(IPF)的临床表现直接关系到多个肺功能改变。这些变化来源于一种复杂的疾病过程影响所有隔间的下呼吸道系统,从开展航空肺脉管系统。在本文中,我们审查的深刻改变肺力学(减少肺合规和肺容积),肺气体交换(减少扩散能力,增加死亡空间通风,慢性动脉低氧血)和气道生理(增加咳嗽反射,增加气道体积),以及肺血液动力学与IPF有关。这些改变的相对贡献在讨论IPF劳累型限制和呼吸困难。
文摘
生理障碍在IPF是复杂的,涉及到所有隔间的呼吸系统http://ow.ly/gyao30hdHUb
介绍
特发性肺纤维化(IPF)是最常见的特发性间质性肺炎,一个最常诊断间质性肺疾病(ILDs)。虽然这部小说antifibrotic代理pirfenidone和nintedanib减弱IPF进步的肺功能下降的特点(1),减少住院或恶化的风险2,3),和降低死亡的风险3- - - - - -5),IPF下降是一个非常严重的疾病,临床很常见。IPF特别感兴趣的是肺生理学家因为它的临床表现,其范围从劳力性呼吸困难发生在疾病早期终末期呼吸衰竭、肺生理变化直接相关。本文的目的是审查IPF的多个肺功能改变。IPF的诊断依赖于高分辨率ct (HRCT)扫描和病理研究[6,7),而不是这里讨论。肺功能的作用研究为预测和临床决策最近评论的焦点(8- - - - - -10]。几乎没有什么可用的数据关于额外的生理紊乱发生在IPF发作,所以目前评论集中在稳定或进步的IPF。
IPF的病理学和病理
因素驱动的IPF并不确定。当前概念表明慢性和/或重复microinjuries肺泡上皮的疾病的诱因。这些microinjuries包括环境污染物如香烟、酸愿望由于gastro-oesophageal回流,和病毒感染。上皮损害是紧随其后的是伤害和/或激活血管内皮细胞(毛细血管内皮细胞、周)和间质(居民间充质细胞包括肺泡成纤维细胞)隔间的肺,以及远端气道上皮细胞和巨噬细胞。最终,肺间质细胞积累,进行糖酵解重组(11myofibroblasts],区分,这被认为是纤维发生的效应细胞。是否epithelial-to-mesenchymal过渡循环纤维细胞的招募参与myofibroblast数字增加IPF的辩论。Myofibroblasts合成异常的细胞外基质(12),进一步通过mechano-transduced信号驱动器间充质细胞激活(13]。
IPF遗传因素的贡献是提出了IPF-like疾病的发生罕见的遗传病患者(14和家族性特发性间质性肺炎的病例15]。遗传因素分析提供了有价值的洞察IPF发病机理。发展的急性和慢性纤维化肺病患者的肺表面活性物质载脂蛋白的突变SFTPA2和SFTPC(15),或脂质运输基因等ABCA3(16),表明改变表面活性剂成分或代谢在IPF扮演重要的角色。IPF-like疾病的发生突变患者端粒酶复杂的组件(叔,,TERC)或其他telomere-associated蛋白(DKC1中,TINF2,RTEL1)表明,基因组不稳定性的贡献,有缺陷的细胞内稳态和/或细胞衰老IPF (14,17]。功能获得突变等位基因的启动子区域基因编码分泌粘蛋白MUC5B∼40%的患者中发现零星的特发性间质性肺炎,包括IPF患者,与9 - 10%的对照组(18,19),尽管增加粘蛋白生产的机制与肺泡纤维化是未知的。
IPF与下呼吸道的多个病理改变包括大多数隔间系统(图1)。肺纤维化是定义的替代正常的,兼容的肺细胞外基质,富含弹性蛋白,异常矩阵,富含胶原蛋白纤维(20.]。肺泡损伤符合通常的间质性肺炎(摘要)模式。摘要模式被定义为:1)空间异质性,正常的肺的病变相间的区域;2)时间异质性,伴随出现的离散病变在肺组织出现否则正常(称为成纤维细胞的疫源地)和纤维领域主要由密集的非细胞胶原蛋白;和3)蜂窝病变的存在,这是不正常的扩张空域与墙壁组成的纤维组织,上皮衬里的股票特征的气道上皮细胞(21,22]。组织的变化也存在在IPF的呼吸系统的其他部分。Ki67的表达、细胞增殖的一个标志检测进行气道上皮细胞(23,24]。
中观察到明显的血管改变纤维区域和IPF肺保存地区。区域的密集的纤维化,血管密度急剧下降是观察到的25,26]。的墙壁肺动脉内膜纤维化和中肥大,并增厚(27,28]。肺静脉和小静脉松和内膜的纤维化减少口径(28]。在组织学上保存的地区,肺小静脉闭塞是频繁(65%的患者)和与肺泡毛细血管乘法(26)和/或muscularisation小动脉,而动脉病变是罕见的(28]。毛细血管密度增加与成纤维细胞的疫源地和蜂窝囊肿(接壤地区25]。
改变机械性能的肺
降低肺合规
肺合规描述肺扩张的能力,关键是描述肺从机械的角度。它被定义为肺容积的变化除以transpulmonary压力的变化。IPF导致深刻的减少肺合规。这减少肺合规管理是通过减少合规的肺细胞外基质和肺表面活性物质的改变。IPF患者,肺表面活性剂改变其血脂(降低磷脂酰甘油、磷脂酰肌醇增加和鞘磷脂含量增加,脂肪酸组成变化)(29日,30.),导致严重受损的表面活性与控制(29日]。IPF的协会与表面活性剂代谢相关的基因突变(15,16)或与端粒酶的突变复杂(14,17]开车加速上皮细胞衰老表明表面活性剂改变可能导致IPF的进步。
肺合规通常是在准静态条件下测量肺通货紧缩期间,当流中断在几点缓慢呼气的肺活量(TLC)。Transpulmonary压力被定义为口压力和食管压力之间的差异缺乏流动的情况下,假设下嘴接近肺泡压和近似于胸膜食管压力的压力。肺合规因此需要测量食管压力探头的位置。这种侵入性测量不是经常做的诊所。正常的静态肺合规·而言不啻是328±102毫升2O−1和正常动态合规·而言不啻是285±105毫升2O−1在瑞典男性,年龄的影响不大(31日]。
减少在IPF早期肺合规发生。在一个系列中,静态肺合规是减少但IPF患者的2532]。在31日IPF患者平均肺活量(VC) 79±17%的预测值,静态肺合规一直和明显减少(pred 44±6%) (33]。在另一个系列14 IPF患者,没有正常的静态肺合规(34]。据坊间传言,肺是明显减少患者biopsy-proven IPF但正常胸部HRCT扫描(35]。总之,这些数据表明,测量肺合规可能有利于IPF的早期诊断。
减少肺部合规可能与肺纤维化的程度紧密相关。23 biopsy-proven IPF患者中,静态肺合规与VC和薄层色谱,但是不是用肺一氧化碳(的扩散能力DLCO)[36]。重要的是,虽然没有相关标准之间观察到的生理研究(VC、TLC、DLCO)和病理严重程度、静态肺顺应性有密切关系的纤维化程度评估得分的肺活检。这样一个肺合规和纤维化的程度之间的联系并不是复制在另一项研究[34]。降低肺合规似乎与疾病进展。七终末期IPF患者需要机械通气、动态肺是大大减少(19·而言不啻±2.4毫升2O−1)[37]。减少动态合规发生在相同的程度上减少静态合规与ILD科目(38]。强迫振荡技术允许非侵入式近似动态合规的呼吸系统没有气道阻塞和IPF(可能感兴趣的39]。然而,在早期研究[40),没有观察到的相关性之间的五个病人肺遵从性和呼吸系统阻力或电抗。
还有待定义如何减少肺呼吸困难等合规与临床特征。这样一个协会极有可能,考虑到肺合规是呼吸肌肉的负荷的主要决定因素,因此工作的呼吸(41]。病变的分布是IPF的异类。因此预期合规的肺在肺中不均匀区域,就像一只羊肺纤维化模型所示(42),因此对流通风主要发生在肺部的影响较小的地区。支持这一假说,放射性标记气溶胶分布的主导在IPF肺的上部区域,而病变基底为主(43]。通风的分布影响较小的地区是一个障碍对IPF吸入疗法的发展。
减少肺容积
限制性通气的缺陷,定义为静态的减少(TLC)和/或操作(VC)肺容积,是典型的IPF患者和其他ILDs [9]。减少肺部合规是限制因为胸壁关键合规(37)、呼吸肌肉力量的评估测量transdiaphragmatic压力(44)和最大吸气压口(45),主要是保存。
限制在诊断时通常是缺失的。96年,活检确诊IPF患者用力肺活量(FVC) pred范围从26%到112%,而TLC范围从42%到125% pred [46]。在最近的临床试验,意味着FVC接近80% pred,符合一半的病人在正常操作卷(47]。这些元素显示肺容积测量的灵敏度差IPF的诊断。尽管限制操作肺容积不断增加的死亡风险(9),它与呼吸困难或弱相关生活质量的改变在IPF (48),符合其他生理变化也扮演关键角色在疾病的临床表现。
尚不清楚是否缺乏限制在某些病人反映了IPF的自然历史,或说明一个限制以人群为基础的参考价值。例如,IPF受试者时比平均肺功能健康可能会出现明显正常肺容积前疾病严重的阶段。吸烟的混杂效应可以解释的保存静态肺容积的一小部分患者,由于共病的影响肺气肿肺符合性(49]。患者合并肺纤维化和肺气肿(CPFE)综合征患者残余体积和TLC高于IPF (50]。
改变肺气体交换
IPF与肺血管中的多个改变有关。与alveolar-capillary膜的改变,这些病变损害气体扩散和通气/灌注(V′/问′)关系在肺部,导致降低肺的扩散能力,增加死亡空间通风,增加alveolar-arterial氧张力差异(PA-aO2低血氧症)和慢性动脉。
降低肺的扩散能力
肺扩散能力几乎总是减少IPF患者。的DLCO减少98%的IPF患者初始评价的时候,虽然27%的患者有正常TLC和56%正常FVC [51]。减少DLCO结果从实质和血管病变,Roughton-Forster模型所描述的整个肺泡气体扩散障碍取决于膜电导(D相比)和血管电导,后者主要依赖于肺毛细管体积(41]。
DLCO通常是衡量一次呼吸测试主题吸入气体混合组成的不溶气体如氦(他)或甲烷(CH4)和一氧化碳。气体交换发生的体积(肺泡体积(V一个))和一氧化碳的传输常数(K有限公司)计算基于减少他/ CH4和一氧化碳浓度在呼出的气息。DLCO乘以计算V一个和K有限公司(52]。K有限公司也可以称为DLCO/V一个这学期,虽然是误导,因为它意味着DLCO是主要的测量的DLCO/V一个然后计算,当对方是正确的。总的来说,DLCO反映了一般gas-exchanging整个肺的功能,K有限公司反映了单位肺体积的气体交换。引用值DLCO,V一个和K有限公司在健康受试者获得完整的肺通货膨胀(53]。当肺下面膨胀的薄层色谱(即。低V一个),DLCO略微降低而K有限公司增加(54]。的增加K有限公司在低肺容量在正常个体是由于不完全膨胀(展开)肺泡壁导致增加gas-exchanging组织单位体积的质量。
这两个V一个和K有限公司在IPF均有不同程度的降低。值得注意的是,K有限公司是在正常范围内30%的IPF患者(55),尤其是在患者适度改变DLCO(56]。重要的是不要误解这一发现是指示性的保护气体交换单位,因为它可以猜测,全肺通货膨胀可能不会实现在IPF胸膜下纤维化肺损害的通货膨胀。在正常受试者,K有限公司在低肺容积增加,所以预计值不足以解释K有限公司在限制性疾病患者57]。此外,IPF的病变可能的空间异质性的影响K有限公司相对保存的肺部区域优先通风(43]。我们认为这是正常的K有限公司价值在IPF患者并不表明肺气体交换是正常的。DLCO关联更强烈K有限公司与劳累型增长PA-aO2在IPF (58]。DLCO和K有限公司都强烈与疾病的严重程度取决于得分的计算机断层扫描(59]。支持的重要性DLCO测量IPF的临床评价,DLCO与呼吸困难(都是高度相关的60和生存61年]。
目前尚不清楚改变alveolar-capillary膜或肺血管的主要机制DLCO减少IPF。K有限公司呈负相关与肺泡通气和氧扩散限制和(V′一个)/问′不匹配,如图所示的多个惰性气体消除技术(MIGET) [62年]。同时一氧化碳和一氧化氮扩散测量可以帮助解剖在多大程度上改变alveolar-capillary膜或肺血管有助于减少DLCO。一氧化氮反应几乎立即与血红蛋白,所以一氧化氮肺(的扩散能力DLNO)主要是独立于血管电导和等于alveolar-capillary膜电导的一氧化氮(DmNO)。因为DmNO/D相比都是固定的,D相比和血管电导可以与计算DLCO/DLNO技术(63年]。这样的研究表明严重和类似的减少膜电导和IPF患者肺毛细管体积(64年),这表明改变肺泡膜和肺血管导致气体扩散的障碍IPF (65年]。然而,值得注意的是,在一项研究中,毛细管体积是在正常范围内的一半30 IPF患者(66年]。目前尚不清楚这些研究之间的差异反映了不同的病人选择或者是由于数据采集的差异,不同的设备和程序被用于一氧化碳和一氧化氮测量。有趣的是,在一项研究中,DLNO相关比DLCO与纤维化病变的程度评估HRCT [66年]。基于hyperpolarised最近的方法129年Xe磁共振成像表明,受损的膜电导和转移到血红细胞参与了肺气体交换在IPF (67年]。
死亡空间通风
IPF患者增加了生理死腔通风(增加死腔体积比潮汐卷(VD/VT))在休息和锻炼62年,68年]。这个特性结果从两个增加解剖死腔由于体积的增加进行航空公司(69年),从区域的增加V′/ Q′比率,即。肺泡死亡空间。V′/ Q′肺扫描证明纤维化病变,尤其是蜂窝病变,非常灌注差虽然他们仍然得到一些通风(70年]。
有趣的是,严重的死亡空间通风IPF的可能是一个独特的特性与其他ILDs相比,IPF患者不能减少VD/VT在锻炼62年),在与石棉沉滞症患者71年]。VD/VT在运动强烈相关DLCO在IPF (55]。现在还不知道是否直接或间接的措施VD/VT静止和运动提供额外的信息相比,休息测量肺部的气体扩散,尽管经验获得在肺动脉高压(PH)的背景下72年)或心力衰竭(73年)表明这可能是如此。
慢性动脉低氧血
改变机械性能的肺,肺血管的异常和扩散障碍导致早发性劳累型慢性动脉低氧血和later-onset休息在IPF慢性动脉低氧血。肺泡肺换气不足(血碳酸过多症),而在IPF清醒不常见和被认为是终末期疾病的功能74年),当呼吸肌肉失败面对高机械负荷增加(强烈降低肺合规)。肺泡肺换气不足是经常在睡眠期间IPF (75年]。的增加PA-aO2是主要的机制导致IPF(低氧血62年]。PA-aO2从动脉氧张力计算(PaO2)和动脉二氧化碳张力(P华2)使用理想肺泡气体方程[41),可以增加,因为减少了V′/ Q′比率,从右到左的分流或氧气扩散的障碍本身(过去称为“alveolar-capillary块”)。在一系列的15例,MIGET证明V′/ Q′不匹配和扩散障碍导致慢性动脉低氧血IPF (62年]。在这个研究中,灌注心输出量的2%和4%的地区(档)或改变(低缺席V′/ Q′分别)通风,而呼吸室内空气静止,这表明从右到左分流在这些患者在生理范围内。MIGET允许的计算预测PaO2基于观察到的值V′一个/问′不匹配,在假设扩散限制的条件下不发生。IPF的观察PaO2低于预测值,允许19%的归因PA-aO2扩散限制(62年在休息的时候。在练习中,V′/ Q′和分流占60%PA-aO2和扩散限制为40% (62年]。这些数据符合最近MIGET研究[76年]。现在还不知道是否夸大了减少中心静脉氧张力导致低氧血IPF在休息的时候。轻快的高频运动,混合静脉血氧张力的IPF患者29毫米汞柱(62年),类似于健康受试者(77年]。
虽然V′/ Q′不匹配和扩散限制的主要贡献者是增加PA-aO2IPF,解剖从右到左的分流可能造成患者的一小部分。在研究15 IPF患者呼吸100%的氧气,的意思PaO2和P华2481毫米汞柱和38毫米汞柱(62年),转化为12%的分流分数据分流方程。与先前的报告方差(62年,78年),静脉注射后大脑成像99米Tc-labelled白蛋白聚集了从右到左分流两个22的IPF患者(79年]。这不是报道对比超声心动图证实是否解剖分流的存在,目前还不清楚是否分流的IPF疾病过程或偶然在这些病人。识别一些解剖分流患者可能是临床上重要的。据报道,关闭异常沟通部分纠正在IPF患者(慢性动脉低氧血80年]。然而,分流闭包的好处应该精确评估因为并联可以维持生命的,如果病人伴有PH值。
变化的结构和功能进行航空公司
据悉,IPF肺泡区域主要涉及。几行的证据,然而,表明IPF也影响着航空公司。IPF肺表明气道上皮细胞增殖(23和分化69年),以及增加数量的细支气管远端地区(24]。符合这些观察,改变的功能进行航空公司曾被观察到。
诱导痰的海拔神经生长因子水平,即优先近端航空公司样本,提出假说,近端航空公司可能参与IPF (81年]。IPF患者有咳嗽反射增加吸入辣椒素。P物质的吸入一些IPF患者诱发咳嗽,不发生在正常人(59]。这些数据显示功能upregulation IPF的气道感觉神经元。咳嗽,但是,可能不会改变进行相关航空公司,作为胸壁的直接刺激可以诱发咳嗽IPF患者(82年]。
进行的多个数据显示减少阻力IPF的航空公司。55 IPF患者平均年龄为71岁,平均的比例在1 s (FEV用力呼气量1),FVC (FEV1/ FVC)是0.8356),这是高于预期(0.75 0.74男性,女性据欧洲呼吸协会参考方程)(188bet官网地址83年]。用力呼气流量的比值FVC (FEF的25 - 75%25 - 75%),FVC (FEF25 - 75%/ FVC)相关积极IPF的HRCT指数(39),这表明气道扩张发生疾病过程的一部分。FEV的增加1/ FVC和FEF25 - 75%/ FVC是一致的数据获取与aerosol-derived形态测量学,这显示气道尺寸增加肺部深处在IPF (84年]。最近,我们测量的体积进行航空公司通过体积capnography IPF患者,其他ILDs和健康对照组。有趣的是,气道IPF的成交量高于在控制和non-IPF ILDs,建议增加气道体积可能有些IPF-specific [69年]。坊间证据表明减少扩张性的IPF的近端航空公司,尽管目前尚不清楚这是否与减少气道壁的合规或气道透壁的压力变化由于肺反冲的增加(85年]。
肺血液动力学改变
血管病变导致不成比例的增加,肺血管阻力(PVR)和PH值的子集IPF患者。右心catheterisation PH值的诊断的金标准,这是定义为一个平均肺动脉压(肺动脉平均)≥25 mmHg静止(86年]。
PH值与IPF的IPF可能代表一个特定的表型。488年一系列的IPF患者最小蜂窝状改变(< 5%的肺)和轻度到中度限制(pred意味着FVC之间的67%和69%),右心衰catheterisation显示PH值在14%的病人没有毛细血管楔压力升高,PH值与楔压力升高5%,和孤立楔压力升高4%87年]。PH患者和正常毛细血管楔压力较低DLCO和增加血红蛋白稀释在运动。有趣的是,PH值似乎并没有在这些患者迅速进展,如重复catheterisation在48周收益率水平基线(非常相似87年]。
PH值的患病率是46.1%在严重IPF患者列入移植(88年]。严重的PH值与毛细血管楔压力升高,这表明参与IPF患者的左心室功能障碍的PH值(88年]。PH值的流行似乎低IPF相比,结缔组织疾病ILD类似的严重程度(89年]。PH值是IPF与死亡率增加有关。在一系列的135名患者,有一个2.4增加的死亡风险比(人力资源)肺动脉平均每10毫米汞柱增加,同时增加PVR的木材单元与1.4增加人力资源相关死亡率(90年]。
病变导致IPF PH值的确切性质还不清楚。之间没有相关性肺动脉平均和操作肺容积(87年,91年]。先验在26个肺移植的相关分析显示,肺动脉平均与受损的肝纤维化程度显著相关区域,但之间不存在相关性肺动脉平均和灾情地区静脉病变的程度28]。很可能稀疏的船只在纤维领域的贡献在IPF PH值,所显示的存在重大缺陷V′/问′肺扫描(92年]。有可能是全球血管稀疏(之间的差异93年)和毛细管的更高密度船只IPF肺的肺泡隔94年网站属于变异的活检。
损伤的肺血液动力学检测到静止在IPF后期,虽然早期改变可能会检测到运动。增加肺动脉平均IPF患者在运动中观察到在最大负荷的60%,而PVR并不减少观察正常人(62年]。支持在IPF血管损伤的早期发病,肺动脉平均增加从20毫米汞柱40毫米汞柱七轻度到中度患者IPF (76年]。在锻炼,增加氧气扩散障碍MIGET记录,符合alveolar-capillary接触时间的减少后续心输出量的增加,很可能表明减少招聘IPF(肺血管的62年]。
超声心动图测量收缩期肺动脉压力的缺乏对PH值的诊断敏感性和特异性IPF (75年]。其他超声心动图指标可能是有用的右心室功能障碍的识别和博士对左心室右心室直径比> 1是与5.4增加人力资源相关死亡率IPF (90年],而严重右心室功能障碍,被三尖瓣环平面收缩偏差< 1.6厘米,与7.5增加,表明超声心动图可能确实有一个角色识别的IPF患者临床上显著的肺血管损伤(90年]。HRCT测量直径的肺动脉不准确地显示在IPF PH值,可能由于混杂效应减少胸膜腔的压力导致扩张胸廓内的器官(76年]。无创测量肺血流量使用六氟化硫的含服可能是一个有趣的工具的探索血液动力学的限制在IPF (77年]。
中央控制的通风
改变肺力学和气体交换驱动持续激活的中央司令部IPF的通风。高架通气,检测到100 ms阻塞上升压力(P0.1ILD患者),据报道,在休息和二氧化碳含服(44,95年]。之间的相关性P0.1肺合规和VC在IPF观察,表明增加通气驱动反映了机械载荷施加的纤维化(96年,97年]。还观察到一个协会之间P0.1和K有限公司ILD患者,表明气体交换障碍导致通气驱动(98年]。隔膜在IPF激活增加与健康受试者相比,在二氧化碳含服(99年),在锻炼38),符合保护命令的通风的疾病。
在IPF并发症对肺功能的影响
因为IPF通常影响老年患者和吸烟者,多个并发症会影响IPF患者(One hundred.,101年]。特别是,慢性阻塞性肺疾病(COPD)和肺气肿是常见的。肺气肿IPF患者的患病率,它定义了CPFE综合症,范围从6%到67% (One hundred.]。肺气肿与更高的FVC和TLC在IPF患者诊断(102年]。CPFE明显降低DLCO,特别是当肺气肿肺地区存在不受纤维化(103年]。值得注意的是,肺功能障碍的类型CPFE相当不同于慢性阻塞性肺病。一些,但不是全部,CPFE目前患者气道阻塞和恶性通货膨胀104年]。脉冲高频指示显示,呼气的电抗增加呼吸系统在低频率(5赫兹),这表明呼气远航空公司的崩溃,在CPFE远远低于在慢性阻塞性肺病104年),符合CPFE[缺乏动态的恶性通货膨胀104年]。现在还不知道是否影响肺合规CPFE IPF没有肺气肿程度一样。9.1%的IPF患者表现出可逆的气流阻塞显示200毫升和FVC或FEV增加12%1吸入支气管扩张剂后,尽管目前尚不清楚这是否反映了共病哮喘或慢性阻塞性肺病,或IPF的一个内在特征105年]。
心脏病是一种常见的发生在IPF患者。冠心病的患病率已报道的范围从3.2%到68% (One hundred.]。9%的轻到中度IPF患者和左心室射血分数≥40%的肺动脉楔压增加,表明神秘心力衰竭(87年]。在肺功能方面,心力衰竭可以与限制,阻碍,降低DLCO(106年,107年和PH值108年]。心力衰竭与保存射血分数降低DLCO(109年]。静脉血栓也可能导致低DLCO在IPF患者的一小部分。静脉血栓形成是两倍频繁IPF患者在控制人口110年),而肺栓塞的发生率是IPF的6.4倍高于一般人群。
肺功能指标的预后指标和结果在临床试验中
肺功能障碍的严重程度的诊断和肺功能的下降随着时间的推移,都与在IPF生存紧密相关。损伤的操作肺容积、静态肺容积和一氧化碳在IPF转移与预后差相关,与最强大的协会观察FVC、TLC和DLCO分别为(111年]。在一个大组(n = 1156), FVC pred和< 80%DLCO≤45% pred与死亡率增加有关112年]。> 5%的绝对下降以来FVC (% pred)及下降≥15%DLCO(% pred)超过6个月也高度相关的死亡率(112年),后续调查确定IPF患者的预后至关重要。的预后影响肺功能可以使用综合评估指数等综合生理指数,结合FVC, FEV1和DLCO(113年),或性别年龄生理评分,结合FVC和DLCO与性别和年龄114年]。
FVC下降的速度是最常见的主要结果在最近的临床试验终点在IPF,表示在每年毫升(47]或预期值的百分比115年- - - - - -117年]。目前讨论FVC随时间变化是否最优结果在IPF的临床试验。肺气肿的存在影响了IPF FVC的速度下降。更多的肺气肿患者表现出更少的减少FVC,DLCO下降,提高假设FVC肺气肿患者可能不是最好的端点(118年]。在一系列的32 IPF患者和中度到重度肺气肿,FVC也未能预测死亡率下降10% (119年]。此外,尽管FVC(10%)和下降DLCO(15%)所做的预测死亡率在随后的一年,无论是预测肺功能变化在随后一年(120年]。这些限制使用FVC下降导致的使用无进展生存时间定义为全因死亡或降低分类从基线FVC % pred,在最近的一次审判LOXL2抗体(121年]。
IPF生理变化如何整合?运动限制和呼吸困难
IPF的多个肺生理变化转化为深刻改变运动能力和呼吸困难。耗氧量、电力、潮汐和体积PaO2减少在IPF患者与健康对照组相比,运动(38,68年),而PA-aO2和VD/VT是增加了。
目前尚不清楚是否减少肺合规、血流动力学障碍,低氧血或增加VD/VT是呼吸困难和劳累型限制在IPF的主要决定因素。短期的治疗干预研究解决这个问题。减轻负载的呼吸肌肉轻快的无创性通气在高频运动导致增加耐力时间和动脉血红蛋白饱和度,和减少呼吸困难122年]。这些数据清楚地表明,改变呼吸系统的力学性能起着重要的作用在IPF患者运动限制,和符合操作肺容积的减少和增加横膈活动锻炼(38]。
PH值可能在病人的一个子集上发挥了关键作用。当PH值存在,它能降低氧气脉冲运动,符合血液动力学的限制(123年),更严重的动脉血红蛋白稀释在锻炼87年)和增加VD/VT所显示的比例增加每分通气量(V′E)消除二氧化碳(V′有限公司2在通气阈值()124年]。同样,6分钟步行试验的距离之间存在的相关性肺动脉平均和PVR [125年]。目前尚不清楚这些协会反映肺血液动力学的改变之间的因果关系和劳累型限制IPF患者没有严重的博士7 IPF患者(意思是pred FVC 60%,DLCO52% pred),两人肺动脉平均略超过25毫米汞柱静止,轻快的吸入一氧化氮在高频运动减少肺动脉平均的增加和减少PVR,但没有增加心输出量或PaO2并没有减少VD/VT(76年]。然而,口服西地那非的12周的课程,强化内源性一氧化氮的影响,取得了临床显著的好处而言,呼吸困难,晚期IPF患者的生活质量126年]。
气体交换异常在IPF在运动中非常普遍。轻度到中度的IPF患者和正常或接近于正常的休息PaO2有显著的6分钟步行试验的[动脉后血红蛋白饱和度下降127年]。多个因素在IPF劳累型动脉低氧血,与改变V′/问′比率(128年和扩散129年扮演关键的角色。不受控制的回顾(130年,131年和未来的132年]研究表明增加行走性能、更好的生活质量和减少呼吸困难在IPF患者补充氧气。这种效果都被观察到患者的动脉低氧血,病人没有休息休息动脉低氧血(131年,132年]。氧气疗法的效果是否与安慰剂效应还有待争论。对照研究,补充氧气在练习IPF患者劳累型动脉低氧血但是没有休息6分钟步行试验的距离和动脉低氧血未能改善呼吸困难与安慰剂相比(空气),尽管改善动脉血红蛋白饱和度(133年),而另一项研究报道有利影响对持续时间和呼吸困难134年]。间接证据表明关键角色的死亡空间通风的起源呼吸困难,尽管缺乏实验修改的可能性VD/VT比例不可能进行演示。在一系列25 IPF患者V′E/V′有限公司2坡,紧密相关VD/VT强烈的生理参数与patient-reported劳力性呼吸困难(135年]。除了改变肺解剖学和生理学、贫血偶尔会导致气体交换异常IPF患者。这种情况可能更普遍的病人轴承突变的端粒酶复杂136年]。
呼吸困难的主要抱怨是IPF患者。劳力性呼吸困难与标记减少肺合规和改变肺气体交换(98年,137年]。可想而知,增加V′E需要维护P华2在正常水平的高VD/VT,结合减少肺合规要求更高的努力增加通风和小额/ high-respiratory-rate呼吸模式(38),负责增加了IPF的通气驱动器和呼吸困难。之间存在很强的相关性提高隔膜激活和呼吸困难在锻炼38),以及两者之间P0.1在休息和patient-reported劳力性呼吸困难(98年]。增加呼吸驱动,二级弹性负载的增加和异常的肺气体交换所需的通风水平较高,是一个关键因素IPF患者呼吸困难(138年]。
生理作用的测试诊断的IPF患者呈现呼吸困难的增加仍有待定义。在这种情况下一个关键目的是确定临床恶化与IPF的自然历史,或其他条件。IPF和并发症如感染加重或心力衰竭可能导致恶化的限制,扩散障碍和低氧血。因为生理变化是特异性的,目前还不清楚这些测试是否会给临床带来额外的诊断信息,生物和成像研究中急性或亚急性呼吸困难,尽管肺栓塞可能与一个孤立的减少DLCO(139年]。偶尔,特定生理测试可能有助于识别IPF的鉴别诊断。例如,呼吸肌肉的研究可以帮助识别polymyositis-associated ILD [140年]。
结论
不仅在IPF,病理过程影响肺泡呼吸系统的其他地区,如肺脉管系统和开展航空公司。因此,IPF患者显示多个改变肺生理(总结表1和图2),结合每个病人到另一个学位,还有罕见的或罕见的病变如严重的PH值或从右到左的分流。我们主张,尽管肺量测定法DLCO测量提供关键信息并保持的支柱的功能评价IPF患者生理测试时可能不仅限于这些测试问题仍然存在的解释给病人的临床情况。在这样一个背景下,测量肺合规、血气分析而呼吸100%的氧气,评估通气肺血液动力学和探索的驱动,以及运动测试和量化的死亡空间通风,可能提供有用的信息,当相关并发症如心脏衰竭或贫血都被排除了。这方面可能是特别重要的clinical-physiological疾病表型的定义,类似与其他领域如严重哮喘(141年]。未来的研究将通知我们的各自的角色选择生理测试一般IPF的护理策略。
确认
作者感谢Benoit Wallaert(里尔大学、里尔、法国)的建议。
作者的贡献如下。l .译注:准备手稿的初稿。c . Bancal答:caz、t。Dinh-Xuan Marchand-Adam和b .作出了重要伽马安基丁酸知识输入和修改了手稿。所有作者都同意最后的内容。
脚注
利益冲突:没有宣布。
出处:提交文章,同行评议。
- 收到了2017年5月22日。
- 接受2017年10月15日。
- 版权©2018人队。
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