文摘

背景。识别患者可能变得hypercapnic,或开发酸中毒的hypercapnic呼吸衰竭(AHRF)在慢性阻塞性肺疾病(COPD)是重要的为了避免住院并选择病人使用家庭和合。本研究旨在确定血碳酸过多症的存在和发展的相关因素。方法。患有慢性阻塞性肺病的患者1224例,637年和587年与α1抗胰蛋白酶缺乏症(AATD),从4先前建立病人群,包括横断面分析血碳酸过多症(帕科₂≥6.5 kPa或48.8毫米汞柱),专注于慢性阻塞性肺病和死亡率的表型特征。不断增加的帕科纵向关联₂也被评估。第二批160名慢性阻塞性肺病患者进行睡眠研究和1年随访,分析以类似的方式,将从他们的睡眠研究如果适当的附加信息。结果。血碳酸过多症通常是15倍比AATD慢性阻塞性肺病( )调整后的基线差异回归。高碳酸血症在慢性阻塞性肺病包括FEV的独立预测指标₁和当前使用的氧气;这些变量,加上缺乏肺气肿,解释方差的11%股份有限公司₂。增加帕科₂也与高死亡率( )。44/160的患者表现出睡眠障碍性呼吸。睡眠研究队列还显示一个低FEV的协会₁血碳酸过多症。AHRF住院也明显临床之前,作为一个功能的几乎两倍的数量hypercapnic测试和睡眠研究慢性阻塞性肺病患者人群。结论。低FEV₁和之前AHRF血碳酸过多症的主要协会在慢性阻塞性肺病,预后不良,尤其是恶化随着时间的推移。

1。介绍

呼吸系统最重要的功能是维持血液氧合和呼出二氧化碳,当呼吸衰竭定义为严重缺氧受损或没有血碳酸过多症可以开发。在慢性阻塞性肺疾病(COPD)、缺氧和高碳酸血症可能发生;在超过12 000例回顾作为欧洲慢性阻塞性肺病审计的一部分,中位数帕科₂5.8 kPa(43.5毫米汞柱),PaO吗₂是7 kPa(52.5毫米汞柱)在住院1]。在英国,35%的慢性阻塞性肺病招生有呼吸衰竭,44%有高架帕科₂,这表明酸中毒的hypercapnic呼吸衰竭(AHRF)相对比较频繁2]。

AHRF明确的慢性阻塞性肺病并发症,无创通气(NIV)是一种有效治疗这类患者(3]。和合也一直在家用夜间管理慢性呼吸衰竭在慢性阻塞性肺病4),现在是一个常用的治疗严重的疾病。一集的上下文中AHRF慢性阻塞性肺病是一个贫穷的预后标记,只有50%的患者存活一年后(5]。早期研究表明,稳态血碳酸过多症也是一个COPD患者预后的关键因素(6)的死亡风险比为2.90在帕科1年₂≥6 kPa(45毫米汞柱)测量入院急性加重的慢性阻塞性肺病(AECOPD) [7]。此外,在5年随访数据比较1型呼吸衰竭、急性的人2型呼吸衰竭,解决(式2.1)相比有更好的长期生存在那里坚持(式2.2)8]。符合这一流行病学证据,家里和合的治疗最大的好处是在持续的血碳酸过多症患者(9,10]。

据报道,很多因素在慢性阻塞性肺病导致血碳酸过多症,包括呼吸模式(11),吸气肌无力(11),恶性通货膨胀12),继续吸烟12],FEV₁低于36% (13]。然而,在这些研究中,总体比例的二氧化碳水平差异可以解释的变量报道很低。识别患者可能变得hypercapnic,慢性阻塞性肺病或开发AHRF,是重要的如果我们要避免住院的有害后果和选择病人使用和合及时回家。我们假设描述可能的原因,以前的研究不足无法构建一个适当的预测模型血碳酸过多症。特别是,我们觉得更多的数据在肺气肿,疾病,和睡眠参数将是重要的遗漏变量。当前研究旨在确认慢性阻塞性肺病患者倾向于高碳酸血症在慢性阻塞性肺病组通过一个综合的方法,包括一大群详细的慢性阻塞性肺病表现型,丰富的血碳酸过多症的风险,包括那些与先前AHRF或严重疾病(定义为当前LTOT使用),和一个新招募了集团也进行了详细的睡眠研究。

2。方法

2.1。慢性阻塞性肺病表型组

有四个病人来源,三个常见慢性阻塞性肺病和一个与慢性阻塞性肺病AATD有关。第一个与通常的慢性阻塞性肺病是伯明翰中心地带医院和合群体,人口已经要求你们AHRF[其它地方描述的那样14];替代患者疾病(例如,与肥胖相关的换气过度)被排除在外。患者在住院和血气分析放电后约3个月。第二平时COPD组包括从西米德兰兹郡COPD组所有患者,前面描述的(15]。第三通常COPD组是那些长期氧(LTOT)诊所16]。在这些军团,肺气肿的存在是由出现在计算机断层扫描(CT)扫描。如果存在,它的位置被定义为上部和下部区域,或两者兼而有之;定量分析是不可能由于不同的扫描仪和扫描协议。

第四组是AATD患者知道伯明翰AATD注册至少有一个稳态血液气体;评估程序其他地方描述(17]。每年,下降的速度在血气参数计算那些至少有3年以上4值,使用方法描述有关FEV在我们以前的工作₁下降(18]。肺气肿的存在和区是由外观和微(在可能的情况下),(如前所述19]。在合并后的队列,生存是在2014年底决定,使用医疗/ GP记录。当地伦理批准了研究人群,和患者知情同意。

2.2。睡眠研究队列

慢性阻塞性肺病患者临床诊断,证实了postbronchodilator肺量测定法,和至少1住院的COPD在过去12个月中从伯明翰大学医院NHS信托基金会招募了预期在2014年8月和2015;这项研究是伦理批准,所有患者知情同意。我们丰富了队列的患者血碳酸过多症的风险接近所有先前AHRF入学。病人回家和合或CPAP被排除在外。所有患者被评估在一个完整的病史的稳定状态,埃普沃思嗜睡评分(ESS)和猫问卷,肺量测定法,血液气体,和有限的信道多导睡眠描记术(ResMed Embletta黄金)在基线,重复这个过程,没有睡眠研究,在随访12个月后。综述了胸部CT扫描,这些以同样的方式与前面的人群。所有睡眠研究分析了只有有> 240分钟的睡眠记录和质量好;那些不符合这些标准被重复。研究报告由一个研究员根据发布评分手册2.2 (CD)和一个独立的睡眠技术员。

2.3。统计分析

在SPSS 24.0版的数据进行分析,结果认为统计学意义时 。确定数据正常视觉和Kolmogorov-Smirnov测试;通常和非正态的分布变量表示为(标准错误)或中位数(四分位范围),分别。21家和合与常规治疗的研究在我们的系统回顾,血碳酸过多症定义为PCO 12的研究₂> 6.5 kPa(48.8毫米汞柱)4];因此,这是在我们的研究定义血碳酸过多症。在慢性阻塞性肺病表型组,进行了单变量分析和变量然后向前,逐步的方式 多个逻辑回归模型评估有限公司₂血碳酸过多症,或上升有限公司₂在随访中。Cox-regression分析用于评估血碳酸过多症和公司上升的影响₂在死亡率上,使用逐步协变量确定方法。那些似乎与结果变量在睡眠研究队列,然后测试血碳酸过多症的人独立的多变量分析,有限公司₂,死亡率也进行了合并从他们的睡眠研究如果适当的附加信息。线性回归是用来评估有限公司₂定量的结果,结合之前的研究评估它以这种方式,给的什么比例的方差被包括解释变量。独立的协会阻塞性睡眠呼吸暂停(OSA)也寻求使用相似的技术。

3所示。结果

3.1。慢性阻塞性肺病表型组

患有慢性阻塞性肺病的患者1224例,637年和587年AATD,都包括在内。慢性阻塞性肺病患者的特点如表所示1存在分层的AHRF在慢性阻塞性肺病。这不是有关以来AATD患者都没有报道这一事件。AATD集团的特点补充表所示1。血碳酸过多症的患病率高的通常比AATD慢性阻塞性肺病( ),与通常的COPD患者14.82(95%置信区间:6.67—-32.92, )倍hypercapnic为基线差异调整后回归。因此,我们决定分析AATD和COPD组分别和现在AATD结果只有在补充通常允许关注慢性阻塞性肺病的主要手稿。在通常的慢性阻塞性肺病,有大量的血碳酸过多症之间的联系和FEV减少₁(但不是DLco或volumatic措施的气体捕获),使用LTOT,阿宝₂,更高的HCO₃多余的(表和基地1)。血碳酸过多症的独立预测指标在慢性阻塞性肺病包括FEV的多变量模型₁和当前使用LTOT(表2);这些变量解释方差的11%股份₂。在多变量分析中,血碳酸过多症的风险翻倍每kPa PaO低(7.5毫米汞柱)₂(优势比(或):2.05,95%置信区间:1.23 - -3.33, )和目前的吸烟状况授予血碳酸过多症的或9.69(95%置信区间:2.85—-33.08, );这些占28%的方差有限公司₂。肺气肿区域没有与两组血碳酸过多症,是否检查视觉(AATD)由微(458扫描; )。

进行后续血液气体没有通常COPD组;因此,恶化的病人的数量有限₂可以评估是相对较小的,没有见过在单变量模型临床上重要的关联。尽管连续血液气体在所有AATD患者可用,一些发达血碳酸过多症和没有意义的回归分析可能是由于少量(补充表2)。

生存曲线对慢性阻塞性肺病和AATD人群分层的帕科血碳酸过多症或者正在上升₂,如图1。血碳酸过多症并不影响死亡率在通常的COPD组(OR: 0.93(95%置信区间:0.70—-1.25))。然而,越来越稳态帕科的存在₂是一个预测死亡率;患者1.65(95%置信区间:1.06—-2.56, )倍如果他们越来越帕科死去₂。

3.2。睡眠研究队列

他们招募了176名患者,其中16人排除在外,8由于呼吸量测定法不是诊断的慢性阻塞性肺病,3由于当前使用CPAP, 2家和合使用,和3由于无法获得足够的睡眠研究在2次。剩余的160,94年从未有过AHRF和66年之前需要和合AHRF在住院;其临床特点如表所示3分层AHRF之前存在的。34(21%)是吸烟者,其余所有曾经抽过烟。并发症是常见的;66例(41%)有高血压,33(20%)记录血管疾病(缺血性心脏病、心房纤颤和脑或周围性血管疾病),16(10%)和骨质疏松症。108/160例(68%)有CT扫描可用于分析;没有病人低区主要疾病。表型与血碳酸过多症相关的独立变量的群体,这是只有FEV复制₁( )。值得注意的是,血碳酸过多症通常是不太常见的在这个队列和LTOT使用频率更低(预计由于自然的招聘测试队列)。

44个病人表现出睡眠障碍性呼吸,43有阻塞性睡眠呼吸暂停综合症和1有中央apnoeic事件;其中,17了ESS > 10(即。,obstructive sleep apnoea hypopnoea syndrome, OSAHS), and all of whom were then offered CPAP. The only independent association of OSA in this group was baseline CO₂(补充表3和4)。在最近的一些差异和合承认见过;只有很少的时间增加和合和住院时间,虽然没有显著的多元变量分析(补充表5和6)。夜间肺换气不足似乎也在不同人或没有AHRF,如图所示时间期间,O₂饱和度的< 90%。阻塞性睡眠呼吸暂停综合症与血碳酸过多症的多变量模型没有改善的阳性预测值可能反映了一些hypercapnic阻塞性睡眠呼吸暂停综合症病例患者(n= 4,补充表2)。

没有病人失访,尽管15死亡发生在那些从未有过AHRF 5, 10,那些AHRF之前。尽管平均有限公司₂水平并未出现明显不同的随访,有更多的血碳酸过多症患者在那些AHRF和那些没有。基线血碳酸过多症也显著和死亡联系在一起1年(如果hypercapnic死亡人数的11/15,10/145没有; ,或:1.67(1.45 - -2.89),补充图1)。

4所示。讨论

我们的研究表明,AATD患者在低血碳酸过多症的风险相比,慢性阻塞性肺病患者。我们工作的主要小说发现纵向变化在有限公司₂可能比血碳酸过多症本身更重要的是在考虑死亡的风险,通货膨胀(不论其原因)可以更相关的发展比肺气肿本身血碳酸过多症。

4.1。慢性阻塞性肺病患者成为Hypercapnic吗?

我们选择研究定义血碳酸过多症,而不是帕科₂方差,我们觉得这更适用于临床决策。结果证实了以前的工作评估帕科₂(12),并存与先前的证据表明,可怜的肺功能和血碳酸过多症有关。在通常的COPD组,许多严重疾病的标记(FEV低₁或DLCOpp FRCpp更高,和当前LTOT处方)与血碳酸过多症有关。从历史上看,与血液气体参数相关肺量测定法一直不佳,但帕科₂FEV后迅速崛起吗₁低于40%的预测(13]。我们hypercapnic近一半患者在这个阈值相比,只有33%的eucapnic病人。这表明整体肺泡通气充足的一个阈值,超过这个很难维护。

血碳酸过多症倾向于不太可能如果有肺气肿CT。在某种程度上这是意想不到的先前的研究有关的恶性通货膨胀,困气的测量,并可能因此间接衡量肺气肿,更高的帕科₂(6,20.]。相反,经典的恶病的“粉红河豚”与肺气肿一直被认为更可能有1型2型呼吸衰竭(不21]。研究表明,肺气肿的位置可能有直接的生理效应,因为不同的机械部队,为低区肺气肿直接损害膈运动(22];然而,在我们的数据,肺气肿的位置没有影响血碳酸过多症,此外,在AATD(大多数病人较低区主要疾病),血碳酸过多症是明显不太常见。虽然视觉CT扫描检查可能被视为一个粗糙的方法来量化肺气肿的程度,甚至微,这是评估对于许多AATD患者,没有透露一个协会的肺气肿区与血碳酸过多症或严重程度,表明任何影响隔膜本身是不足以引起肺泡肺换气不足。直接测量膈函数可能会加强证据支持这一假设,但这是不可能的在我们的研究中。

同时肺气肿没有将积极与血碳酸过多症的存在,我们承认一个定量CT分析COPD组无法完成;因此,它可能是困气有关,其他代理标记(降低DLCOpp,增加恶性通货膨胀以FRCpp)与血碳酸过多症有关。这样可能会出现困气呼吸道疾病或肺气肿。众所周知,和合稳定hypercapnic COPD患者减少恶性通货膨胀中其他参数(23白天PaO),进而增加₂,减少白天帕科₂。这表明,恶性通货膨胀的独立的存在或数量的肺气肿可能更对帕科产生影响₂。其他潜在的不可测量的影响相关的肺气肿和血碳酸过多症之间的关系包括VQ配对的程度,这可以通过影响区不同,从动态的而不是静态的恶性通货膨胀和贡献。

4.2。血碳酸过多症的预后是什么?

尽管hypercapnic患者短期死亡率报告了由其他人(8)和确认我们的数据(尽管不像早期的研究发现高的风险)如果存在生存超过2年,当然在未来10年,似乎没有任何明显的差异相比nonhypercapnic COPD患者(24]。最近的一项研究表明,5.12%的慢性阻塞性肺病eucapnic队列进行开发血碳酸过多症(帕科₂> 6 kPa或45毫米汞柱)在长期随访(25)和13.3%的可逆出院后血碳酸过多症。因此,慢性阻塞性肺病eucapnic实际上可能代表subphenotype而不只是仅仅是慢性阻塞性肺病的“初级阶段”,最终将发展血碳酸过多症。在同一群中国患者,平均生存期更长了eucapnic vs hypercapnic组(6.5 vs 5年, )(25]。随着国内和合作为治疗被证明能减少死亡率(9和住院10)在慢性阻塞性肺病,预后可能将继续改善,但前提是这些识别高危患者早期治疗。

4.3。慢性阻塞性肺病患者应该有睡眠研究吗?

阻塞性睡眠呼吸暂停综合症患者更有可能AHRF的历史,但是这并没有增加的可能性低,因此这类患者未必会给医疗服务与嗜睡的症状。此外,即使意味着帕科₂低组略高(5.68 vs 5.4),它不具备统计学意义;这意味着识别低在慢性阻塞性肺病患者需要广泛的筛选,因为有限公司₂将是一个不够敏感的特点采用为例发现方法。这类病人似乎也推迟了断奶急性和合,尽管这也没有显著的多元变量分析由于小通风时间的差异受严格的协议在我们单位(断奶26这可能会限制我们的能力来检测任何关系。常规non-AHRF人群的睡眠研究的价值是值得怀疑,因为重大问题发生在只有15%的病人。

的帕科₂是一个成熟的生理差异仅在COPD-OSA重叠和慢性阻塞性肺病患者。二百一十三年连续的病人相比,在一项研究中有一个意味着帕科₂差5.94 kPa(44.5毫米汞柱)和5.28 kPa(39.6毫米汞柱)27]虽然尚不清楚为什么会发生这种情况。回归分析在同一队列只能部分解释血碳酸过多症的发生,减少呼吸功能和超重的结合,这表明这种现象显然是一个多因子的元素。在我们的群体中,与人体测量特征被认为没有关联,但值得注意的是,一些病人表现出很高的BMI。

隔夜缺氧在重叠综合症相比,已被证明是更严重的慢性阻塞性肺病单独作为慢性阻塞性肺病和阻塞性睡眠呼吸暂停综合症导致稀释(28]。然而,在一大群nonobese,严重的慢性阻塞性肺病患者,患者需要补充氧气的数量没有阻塞性睡眠呼吸暂停综合症和重叠综合征患者之间差异(29日]。其他的研究也发现意味着氧饱和度在慢性阻塞性肺病和重叠组之间相似的水平30.]。我们的数据表明,在睡眠时间低于90%饱和度的研究更多的阻塞性睡眠呼吸暂停综合症的病人。然而,在平均饱和度没有差别,这表明有更多的极端缺氧事件时,慢性阻塞性肺病患者似乎更有apnoeic或hypopnoeic事件的风险。而一夜之间简单的血氧定量法在慢性阻塞性肺病屏幕阻塞性睡眠呼吸暂停综合症出现吸引力基于这一特性,它不是统计学意义在阻塞性睡眠呼吸暂停综合症的回归模型寻求独立的预测因子,所以时间低于90%饱和度不太可能是一个有用的筛查工具。因此,我们提出一种算法来检测COPD-OSA重叠,任何病人AHRF和出院时仍然hypercapnic应该重复血液气体在4周,如果他们仍然hypercapnic,有限的频道做睡眠研究应该为了正式计算你好。

4.4。我们的数据告诉我们关于自然历史的慢性阻塞性肺病?

两个群体研究由一个非常广泛的疾病严重程度(AATD组)和一些更加均匀(COPD组);在一定程度上,这与军团被招募的方式,所有的慢性阻塞性肺病患者提出经常呼吸服务而一些AATD患者症状可能是诊断无症状由于家庭筛选。在这个更广泛的群体中,我们观察到少血碳酸过多症,甚至长期的随访和小发展的血液有限公司₂的水平。然而,更均匀,更严重的慢性阻塞性肺病组恶化这个参数是显著的和相关的生存。结合我们之前的结果,我们建议在严重疾病和恶性通货膨胀的发展有助于血碳酸过多症的发展只有在先进的疾病。一旦开发,进一步恶化的象征的终末期疾病死亡风险高的,这就是为什么上涨有限公司₂在这组和死亡联系在一起。这些人可能是集团最相关回家和合和活跃的姑息治疗。

4.5。优势和局限性

大群研究,评估更广泛的表型特征和结果,复制队列中,并有效地评估COPD-OSA重叠的优势。尽管我们关注高危患者血碳酸过多症(AHRF LTOT使用和前几次),有好的表示疾病的严重性;hypercapnic病人有FEV的五分之一₁> 50%的预测。此外,包含AATD人口允许包含那些轻微的疾病,然而在迅速发展的风险。但是有明显的局限性;“提高帕科的测量₂”不是有效的,我们没有使用合并症分数(例如,Charlson)来调整这个多变量分析。最后,AATD队列可能倾向于收购的偏见,因为那些血碳酸过多症可能生存,差或少旅行的能力评估;然而,大量的非常严重的慢性阻塞性肺病患者看到表明这不是一个主要因素。

5。结论

低FEV₁和之前AHRF稳态血碳酸过多症的主要协会在慢性阻塞性肺病,预后不良,特别是如果它恶化随着时间的推移,在稳定的状态。同时睡眠障碍性呼吸发生,临床上重要,进行睡眠研究可能只会是有价值的在患者持续hypercapnic处于稳定状态。

数据可用性

合理的请求数据。

的利益冲突

特纳教授的报告从ResMed非金融支持,期间进行的研究,从NIHR赠款,资助,个人费用,从阿斯利康和非金融支持,赠款和非金融基耶西的支持,从健康基金会赠款,资助从α1基金会赠款at基金会和个人费用和非金融勃林格殷格翰集团的支持,在提交工作。穆克吉博士报告个人费用和非金融支持辉瑞,勃林格殷格翰集团的个人费用,和个人费用从ResMed外提交的工作。Stockley教授和商业活动或现在或过去属于当前提交的资助,但冷科学委员会的一员并贡献每年更新的战略文件虽然不参与讨论出版物上他是一个作家。否则,作者声明没有关于这篇文章的出版的利益冲突。

作者的贡献

CD收集和分析所有数据。AMT构想的研究和起草了手稿。BMF西南,RM, RAS审查和编辑手稿。

确认

作者要感谢呼吸生理学系的中心地带医院辅助睡眠研究和报告,以及与谁发生的讨论结果的影响。CD资助在医院研究中心地带,ResMed提供的睡眠研究,设备和经费审查AATD患者在过去是由Grifols biotherapeutics。

补充材料

补充表1:AATD群的特征。补充表2:病人的动脉有限公司的特点₂随着时间的推移恶化。补充表3:慢性阻塞性肺病患者或无阻塞性睡眠呼吸暂停综合症的特征。补充表4:独立协会COPD-OSA重叠。补充表5:诊断阻塞性睡眠呼吸暂停综合症的影响与AHRF之前住院。补充表6:独立诊断阻塞性睡眠呼吸暂停综合症协会。补充图1:睡眠组血碳酸过多症和生存。(补充材料)