早期肺癌患者心肺功能變化觀察

王丹，陳偉，任夢怡，王心宇，冉欣，李瑾

1 南京市婦幼保健院 南京醫科大學附屬婦產醫院疼痛科，南京210004；2 徐州市中心醫院康復科；3 徐州醫科大學附屬徐州康復醫院康復科

現已證實環境污染、吸煙、飲酒、高脂飲食習慣等與肺癌發病有關，近年來研究表明，缺乏體力活動鍛煉也是肺癌發病的危險因素之一［1］。因此，有學者建議將運動能力低下納入肺癌的臨床診斷標準［2］。心肺耐力（CRF）即有氧運動能力已被納入臨床生命體征的評估。CRF水平與心血管疾病、全因病死率、各種惡性腫瘤病死率呈負相關。研究表明，相比吸煙、高血壓、高膽固醇等危險因素，CRF預測心肺系統疾病的病死率效能更高，科學評估CRF有助于對不良結局的發生風險進行分級［3］。原發性肺癌患者兼有氣道和肺實質病變，其心肺功能異常具有復雜、多樣的特點［4］。心肺運動試驗（CPET）可評估人體在運動中的應激表現、代謝需求增加等一系列生理反應，客觀量化心血管和呼吸系統的功能［5］。本研究借助CPET，觀察早期肺癌患者的心肺功能特點，為后續臨床治療及康復提供參考。

1 資料與方法

1.1 資料與方法 選擇2019年8月—2021年8月在徐州市中心醫院胸外科就診的早期肺癌患者納入肺癌組。納入標準：①經纖維支氣管鏡活檢、CT引導下肺穿刺活檢或肺切除術后病理證實為原發性肺癌，根據TNM分期，均為Ⅰ期肺癌［6］；②年齡40 ～ 80歲，意識清楚，生命體征平穩，能良好溝通、配合檢查；③治療前均行CPET檢查；④具有小學及以上文化水平，具有良好的理解力和依從性；⑤對本研究知情同意并簽署知情同意書。排除標準：①合并冠心病、高血壓病、代謝綜合征、甲狀腺功能亢進癥、糖尿病、慢性阻塞性肺疾病等相關慢性疾病者；②有《美國胸科學會和癌癥患者運動測試指南》規定的運動測試檢查禁忌證者；③體育相關職業者；④接受過放化療等肺癌相關治療者；⑤同時合并其他腫瘤、尚在積極治療期間，或近3年內曾接受過惡性腫瘤治療的患者。選擇同期于體檢中心體檢的健康人群46例納入對照組，均排除肺部疾病。本研究經徐州市中心醫院倫理審查委員會批準（XZXY-LJ-20191025-021）。對兩組間部分差異有統計學意義的基線資料采用1∶1傾向性評分匹配降低混雜偏倚，卡鉗值設定為0.03，最終兩組各納入25例。肺癌組男13例、女12例，年齡（60.96 ± 9.03）歲，BMI（24.14 ±3.68）kg/m2，周圍型肺癌17例、中央型肺癌8例，有運動習慣15例、無運動習慣10例。對照組男14例、女11例，年齡（61.12 ± 6.76）歲，BMI（24.39 ±2.92）kg/m2，有運動習慣14例、無運動習慣11例。

1.2 心肺功能評估方法 采用南京瀚雅公司生產的HIGHERMed心肺運動測試儀（型號SMAX58CE）進行CPET檢查，運動設備為功率自行車（型號V6001-0004），測定受試者從安靜狀態、熱身、運動到恢復期整個階段的血壓、血氧飽和度（SPO2）、12導聯心電圖、各項肺通氣及氣體交換等數據。測試前需對儀器進行氣體、容量和流量定標，根據患者個體情況選擇10 ～ 20 W/min的Ramp方案，進行癥狀限制性最大負荷運動測試［7］。達到最大運動負荷后［8］，操作醫師將負荷解除，之后進入3 min運動恢復期，運動停止后繼續觀察3 min終止測試，記錄測試終止原因及測試過程中的相關指標。采用V-斜率法確定無氧閾（AT）。從測試系統中導出檢測數據，包括峰值攝氧量（peakVO2）、峰值公斤攝氧量（peakVO2/kg）、無氧域時攝氧量（VO2@AT）及公斤攝氧量（VO2/kg@AT）、峰值氧脈搏（peak O2pulse）及峰值氧脈搏/預計值（peak O2pulse%）、二氧化碳通氣當量最低值（VE/VCO2nadir）及斜率（VE/VCO2slope）、峰值分鐘通氣量（VE）、分鐘通氣量/預計值（VE%pred）、潮氣末氧氣分壓（PETO2）、潮氣末二氧化碳分壓（PETCO2）、最大功率（peakWR）、峰值呼吸商（RERpeak）、靜息心率（HRrest）、峰值心率（HRpeak）、峰值心率/預計值（HRpeak%）、收縮壓（SBP）、舒張壓（DBP）等指標。

1.3 統計學方法 采用SPSS22.0統計軟件。經Shapiro-Wilk檢驗，符合正態分布的計量資料以表示，兩組比較采用兩獨立樣本t檢驗；不符合正態分布的計量資料以M（P25，P75）表示，兩組比較采用Mann WhitneyU檢驗。計數資料采用χ2檢驗。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組通氣功能指標比較 見表1。

表1 兩組通氣功能指標比較（）

表1 兩組通氣功能指標比較（）

注：與對照組相比，*P＜0.05。

組別肺癌組對照組PETCO2（mmHg）37.90 ± 2.86*42.60 ± 3.35 n 25 25 VE/VCO2slope 29.32 ± 4.19*24.72 ± 3.10 VE/VCO2nadir 29.60 ± 3.25*25.70 ± 2.89 VE（L/min）46.95 ± 9.64 41.88 ± 11.01 VE%pred 68.32 ± 12.46*51.28 ± 10.83 PETO2（mmHg）115.71 ± 4.60*112.35 ± 4.17

2.2 兩組運動能力指標比較 肺癌組peakVO2、peak-VO2/kg、VO2/kg@AT低于對照組（P均＜0.05）。見表2。

表2 兩組運動能力指標比較（）

表2 兩組運動能力指標比較（）

注：與對照組相比，*P＜0.05。

組別n peak O2 pulse %肺癌組對照組peak O2 pulse（mL/bpm）9.17 ± 2.19 10.04 ± 2.12 25 25 Work rate（watt）109.52 ± 25.23 121.88 ± 29.84 peakVO2（mL/min）1 274.60 ± 246.35*1 480.64 ± 315.78 peakVO2/kg［mL/（kg·min）］17.00 ± 1.18*20.15 ± 2.02 VO2@AT（mL/min）875.80 ± 184.14 912.80 ± 204.91 VO2/kg@AT［mL/（kg·min）］11.68 ± 2.56*13.98 ± 2.81 90.20 ± 17.66 93.40 ± 13.87

2.3 兩組其他CPET指標比較 兩組其他CPET指標差異無統計學意義（P均＞0.05）。見表3。

表3 兩組其他CPET指標比較（）

表3 兩組其他CPET指標比較（）

組別肺癌組對照組n 25 25 RERpeak 1.15 ± 0.10 1.15 ± 0.06 HRrest（次/分）79.04 ± 12.60 75.16 ± 8.71 HRpeak（次/分）146.04 ± 19.75 142.36 ± 27.84 HRpeak%91.76 ± 11.96 86.00 ± 16.46 ΔSBP（mmHg）57.52 ± 16.40 46.84 ± 25.72 ΔDBP（mmHg）8.96 ± 11.25 6.68 ± 12.45

3 討論

研究發現，CRF水平與多種惡性腫瘤發病風險呈負相關［9-10］，其中包括肺癌。相對于晚期肺癌，早期肺癌患者的日常活動耐受性相對較好，但鮮有研究對比其與健康人的心肺功能。因此，本研究對擬行治療的早期肺癌患者CRF變化進行觀察和分析。CPET能夠客觀、定量評價活動耐力、心臟儲備功能，反映受試者從靜息、熱身、運動期到恢復期各個階段的通氣水平和氣體交換效率，有助于治療前篩查CRF異常的個體，為后續康復治療提供參考。

VE/VCO2即體內排出1 L的CO2所需要的VE。VE/VCO2slope異常升高通常表示死腔通氣增加，機體通氣效率下降［11］，通氣效率主要受無效腔/潮氣量比值（VD/VT）、動脈血CO2分壓的影響。肺通氣—灌注失衡以及解剖無效腔的體積尤其會影響VD/VT。本研究中，肺癌組運動測試中VE/VCO2nadir、VE/VCO2slope均顯著高于對照組，表明肺癌患者運動過程中與肺血流實現氣體交換的無效通氣遠遠高于正常人。有研究表明，可使用VE/VCO2最低值或AT時的VE/VCO2來衡量心功能不全患者肺部氣體交換的效率［12］。異常增高的VE/VCO2slope已被證實可作為慢性阻塞性肺疾病患者伴肺動脈高壓的標志，VE/VCO2slope還可用于慢性心力衰竭患者預后評估和通氣系統障礙分級［13］。靜息時PETCO2正常值為36 ～ 42 mmHg，在輕度到中度運動時通常上升3 ～ 8 mmHg（受呼吸模式影響）［14］。雖然不能經由PETCO2對受試對象（尤其肺部疾病患者）精確預測動脈血CO2分壓值，但其可用于觀察動脈血CO2分壓變化。肺癌組運動時PETCO2顯著低于對照組，提示肺癌組肺灌注受限。

本研究結果還顯示，肺癌組peakVO2及peak-VO2/kg低于對照組。反映早期肺癌患者循環系統轉運至肌群的氧氣供應和肌肉代謝的氧氣需求失衡。peakVO2/kg是預測肺癌患者外科手術治療后肺部并發癥發生的重要指標之一。有指南指出，當peak VO2/kg數值高于20 mL/（kg·min）時，術后肺部并發癥發生風險較低；當數值低于10 mL/（kg·min）時，并發癥發生風險較高［15-16］。研究發現，肺癌患者無論是否合并慢性阻塞性肺疾病，其運動耐量均呈降低趨勢，尤以合并慢性阻塞性肺疾病者更為顯著［17］，與本研究結果相似。相對于peakVO2/kg，VO2/kg@AT反映的是肌肉線粒體利用氧的能力，可反映亞極量運動負荷，不受人為因素的影響，重復性更好。本研究中肺癌組VO2/kg@AT低于對照組，提示早期肺癌患者存在氧運動能力的下降。

O2pulse指攝氧量與心率的比值，即心臟每搏量與動靜脈血O2差的乘積［18］。血紅蛋白的利用率、肺里動脈血氧飽和度及外周攝取氧的能力都能影響動靜脈血O2差。O2pulse下降，提示心肺功能較差，常因心排血量降低所致，肺疾病患者的肺血氧含量低也是影響因素之一。本研究中，肺癌組peak O2pulse低于對照組，但無統計學意義，可能與本研究樣本量不足有關。

耿燦茹等［19］研究發現，術前預康復有助于提高60歲以上肺癌患者的肺功能和運動耐力，降低術后并發癥的發生率。李露等［20］研究認為，系統呼吸訓練可改善肺癌患者術后短期呼吸運動功能，縮短術后住院時間。本研究結果顯示，早期肺癌患者即存在運動能力下降，通氣功能、氣體交換效率下降。上述結果提示，早期肺癌患者有必要進行系統的康復訓練，有助于降低術后肺部并發癥的發生率。

本研究尚存在一些不足之處：本研究為單中心回顧性分析，上述研究結果仍需擴大樣本量、多中心研究以進一步驗證。未來我們將通過建立和完善隨訪系統，全面了解早期肺癌患者接受康復治療后的心肺功能動態改變。