洪逸銘 杜寶新 楊碧瑩
肌萎縮側(cè)索硬化(amyotrophic lateral sclerosis,ALS)是一種上、下運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元均受損害的神經(jīng)變性疾病,該病患者60%以上在起病3年內(nèi)死亡,約10%生存期可達(dá)8年以上[1]。其中呼吸功能障礙多在ALS確診后數(shù)年內(nèi)出現(xiàn),但ALS患者也有約3%以呼吸功能障礙為首發(fā)癥狀[2]。既往有文獻(xiàn)報(bào)道認(rèn)為,延髓部起病和早期呼吸肌受累往往預(yù)示患者生存時(shí)間較短[3-4]。因大多數(shù) ALS患者最終死于呼吸衰竭,故對(duì)ALS患者呼吸功能的認(rèn)識(shí)與研究極具重要性。為此,本文回顧分析了近年相關(guān)國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn),對(duì)ALS患者呼吸功能主要評(píng)估方法以及相應(yīng)對(duì)策進(jìn)行綜述。
ALS呼吸功能障礙是由于支配呼吸肌的神經(jīng)元受累,膈肌和肋間肌萎縮、無(wú)力,肺通氣不足所致,其中膈肌無(wú)力是關(guān)鍵環(huán)節(jié)。一般認(rèn)為,呼吸中樞是由大腦皮質(zhì)、間腦、腦橋、延髓和脊髓等共同調(diào)控,膈肌由頸段(第3~5頸髓)運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元支配,而呼吸功能障礙的ALS患者頸髓以及下位腦干(腦橋、延髓)的運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元選擇性受累[5]。
呼吸功能不全的臨床癥狀:極度疲勞、食欲減退、活動(dòng)后呼吸困難、端坐呼吸、焦慮、夜間睡眠不安等。體征:胸式呼吸減弱、呼吸頻率>30次/min、休息時(shí)須輔助肌肉參與呼吸、吸氣時(shí)腹部的矛盾運(yùn)動(dòng)等。由于本病早期起病隱匿,其呼吸功能不全癥狀亦缺乏特異性表現(xiàn),目前仍有較高的誤診率及診斷延遲率,常常延誤早期治療時(shí)機(jī)。值得注意的是,ALS早期呼吸困難易被誤認(rèn)為由心源性或肺源性疾病引起,故需注意進(jìn)行鑒別。當(dāng)就診出現(xiàn)病程短、進(jìn)展快或平臥后數(shù)分鐘內(nèi)即出現(xiàn)強(qiáng)迫體位的呼吸衰竭者,而既往不存在慢性肺心病變時(shí),應(yīng)重點(diǎn)考慮神經(jīng)肌肉疾病,行呼吸肌功能檢查可以起到重要的鑒別作用。
人體呼吸過(guò)程一般由肺通氣、肺換氣、氣體在血液中運(yùn)輸以及組織換氣4個(gè)環(huán)節(jié),ALS患者由于支配呼吸肌的神經(jīng)元受累,主要影響肺通氣功能這一環(huán)節(jié)。ALS患者呼吸功能評(píng)價(jià)目前常用的檢測(cè)方法有肺功能、呼吸肌力、膈肌肌電圖等。其中膈肌肌電圖是直接評(píng)價(jià)膈肌疲勞的重要神經(jīng)電生理方法,并可以進(jìn)一步了解病變累及呼吸肌的情況,但因其為有創(chuàng)性檢查,臨床應(yīng)用受到很大限制[6]。
2.1 肺功能 此檢查是臨床檢測(cè)呼吸功能最常用的方法,其中肺活量(VC)和用力肺活量(FVC)是反映限制性通氣功能障礙的指標(biāo)。ALS呼吸障礙的早期多表現(xiàn)為限制性通氣功能障礙[7]。VC是衡量呼吸肌強(qiáng)弱最直接、最簡(jiǎn)單易行的檢查,但其不能靈敏反映呼吸不全情況;FVC是ALS患者生存時(shí)間的重要預(yù)測(cè)指標(biāo)之一,其明顯下降多提示患者平均壽命縮短以及預(yù)后不良。當(dāng)ALS患者出現(xiàn)FVC明顯下降時(shí)需要采取干預(yù)措施,2012年中國(guó)ALS診斷和治療指南建議FVC<70%即可使用無(wú)創(chuàng)通氣(NIV)[8]。此外,用力呼氣高峰流量(PEF)和最大通氣量(MVV)可評(píng)估肺通氣功能儲(chǔ)備情況,PEF與患者的努力程度、呼吸肌肉力量有關(guān),可以間接反映呼吸肌功能;MVV的影響因素涉及神經(jīng)肌肉系統(tǒng)、胸腔與氣道,當(dāng)患者胸廓與肺組織彈性正常、氣道通暢時(shí),也可以間接反映患者的呼吸肌肉力量。
2.2 呼吸肌力檢查 最大吸氣壓(MIP)和最大呼氣壓(MEP)是通常應(yīng)用于評(píng)價(jià)患者呼吸肌肌力下降的指標(biāo),對(duì)呼吸功能評(píng)判具有重要參考意義。其中MIP可以反映患者呼吸肌收縮引起的胸腔壓變化,MIP<30%預(yù)計(jì)值時(shí)容易出現(xiàn)呼吸衰竭。另有學(xué)者認(rèn)為FVC、MIP和MEP是綜合預(yù)測(cè)ALS患者1年生存率的最佳指標(biāo)組合[9]。
2.3 鼻腔吸氣壓(sniff nasal pressure,SNP) 由于FVC、MIP檢查時(shí)均要求患者用力吸氣,測(cè)定值受患者的努力程度和用力方式的影響,而行SNP檢查可避免此類缺點(diǎn)。Fitting等[10]發(fā)現(xiàn)SNP對(duì)輕至中度呼吸肌力下降敏感,可以較FVC、MIP更早期提示呼吸肌疲勞。不過(guò),SNP雖然具有很好的可行性,可避免因面肌無(wú)力導(dǎo)致的誤差,但是其準(zhǔn)確性易受鼻腔因素影響。
2.4 夜間血氧監(jiān)測(cè)和血?dú)夥治?隨著呼吸功能的進(jìn)一步惡化,ALS患者發(fā)生夜間通氣不足事件,這往往是呼吸功能惡化的重要反應(yīng)。當(dāng)ALS患者存在夜間呼吸不暢或睡眠不安甚至端坐呼吸時(shí)應(yīng)給予血氧監(jiān)測(cè)。睡眠血氧定量法研究顯示,針對(duì)血氧飽和度至少連續(xù)5min低于88%的一般患者,推薦使用無(wú)創(chuàng)通氣指征[11],而且此指征對(duì)ALS患者亦適用。
2.5 多導(dǎo)睡眠圖(polysomnogram,PSG) PSG運(yùn)用于睡眠狀況的評(píng)析,可客觀地量化患者睡眠的質(zhì)與量。有報(bào)道指出,伴有慢性CO2潴留的ALS患者睡眠障礙均較重[7]。當(dāng)患者有白天嗜睡、極度疲勞、夜晚失眠等主訴時(shí),應(yīng)進(jìn)行多導(dǎo)睡眠圖檢查。
上述各項(xiàng)評(píng)估指標(biāo)各有優(yōu)缺點(diǎn),臨床上通過(guò)合理監(jiān)測(cè)各項(xiàng)指標(biāo),在一定程度上有助于評(píng)估ALS患者呼吸功能情況以及作為治療后療效評(píng)判的重要參考。此外,臨床上存在部分患者出現(xiàn)呼吸功能不全表現(xiàn)而其肺功能檢查未見(jiàn)異常,抑或檢查時(shí)肺功能及呼吸肌力下降而患者呼吸功能不全表現(xiàn)并不明顯,表明兩者并非簡(jiǎn)單線性關(guān)系,對(duì)此可以嘗試篩選出合理組合式指標(biāo)或積極尋求敏感度、特異性更好的新指標(biāo)進(jìn)行評(píng)估。
ALS一旦確診即應(yīng)警惕呼吸衰竭的發(fā)生[12]。當(dāng)患者出現(xiàn)呼吸功能不全時(shí),可采取的對(duì)策包括氣道管理、營(yíng)養(yǎng)支持、無(wú)創(chuàng)通氣、機(jī)械通氣、膈肌起搏和功能鍛煉等。按病情輕重程度,大致可分三個(gè)階段治療:首先,考慮采用簡(jiǎn)單的措施減輕呼吸困難,防止肺部感染;其次,使用無(wú)創(chuàng)通氣緩解呼吸困難;最后,考慮使用有創(chuàng)通氣。
當(dāng)ALS患者出現(xiàn)急性呼吸道感染時(shí),氣道分泌物增多常導(dǎo)致呼吸道堵塞,從而出現(xiàn)惡心、恐慌等不適,此時(shí)需緊急住院和氣管插管,有時(shí)會(huì)因氣管造口術(shù)而導(dǎo)致意外死亡[13]。因此,預(yù)防呼吸道感染、保持氣道暢通、感染時(shí)抗生素合理選用及對(duì)患者及其家屬的溝通與交代病情在此階段尤為重要。若患者氣道存在過(guò)多的分泌物時(shí)可選用阿米替林、東莨菪堿對(duì)癥治療。當(dāng)這些一線藥物使用無(wú)效時(shí),肉毒桿菌毒素注射到唾液腺可能是有一定療效的[14],但此藥物應(yīng)謹(jǐn)慎推薦給存在嚴(yán)重延髓性麻痹的患者使用,因其可提高發(fā)生吞咽困難風(fēng)險(xiǎn)[15]。
有效的營(yíng)養(yǎng)支持對(duì)呼吸功能間接起保護(hù)和支持作用。ALS患者伴隨嚴(yán)重營(yíng)養(yǎng)不良時(shí)會(huì)加重呼吸肌無(wú)力,進(jìn)而危及其生命?;颊唧w重降低可縮短其存活時(shí)間,如存在營(yíng)養(yǎng)不良則可以使其死亡風(fēng)險(xiǎn)增加7.7倍[16]。經(jīng)皮內(nèi)鏡胃造瘺術(shù)(percutaneous endoscopic gastrostomy,PEG)的有效運(yùn)用可降低吸入性肺炎發(fā)生風(fēng)險(xiǎn),防止呼吸功能進(jìn)一步加重。對(duì)于PEG時(shí)機(jī)的選擇,原則上宜早不宜遲,但尚無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn),治療應(yīng)遵循個(gè)體化原則,并且需要醫(yī)師和患者、家屬充分溝通。當(dāng)患者有明顯吞咽困難、體重下降、脫水或存在嗆咳誤吸風(fēng)險(xiǎn)時(shí),應(yīng)盡早行PEG。一般認(rèn)為快速的體重下降是PEG置放的關(guān)鍵指征,通常體重下降超過(guò)平時(shí)的10%或BMI<18.5kg/m2時(shí)要考慮PEG支持治療。
在無(wú)創(chuàng)通氣中,雙水平間歇正壓通氣(bi-level positive airway pressure,BiPAP)是運(yùn)用最多的醫(yī)療措施,其可以減少患者的疲勞度和糾正低氧狀態(tài),從而改善患者肺功能情況。研究顯示BiPAP可以延長(zhǎng)ALS患者的存活時(shí)間,減緩呼吸功能惡化速度[17]。另外,針對(duì)ALS患者本身存在能量消耗異常高的情況,NIV的使用[18]在一定程度上有益于患者減少能量消耗。2012年中國(guó)ALS診斷和治療指南中提及NIV的指征包括:端坐呼吸、SNP<40cmH2O、MIP<60cmH2O、夜間血氧飽和度降低或FVC<70%[8]。
當(dāng)ALS病情進(jìn)展,NIV不能維持血氧飽和度>90%,二氧化碳分壓>50mmHg,分泌物過(guò)多無(wú)法排出時(shí),患者不耐受NIV,F(xiàn)VC<50%或呼吸困難癥狀持續(xù)時(shí),可考慮選擇有創(chuàng)呼吸機(jī)輔助通氣。有創(chuàng)通氣的恰當(dāng)使用對(duì)ALS患者病情的進(jìn)一步惡化有延緩作用。有學(xué)者對(duì)1149例ALS患者進(jìn)行各項(xiàng)醫(yī)療干預(yù)后進(jìn)行生存分析,結(jié)果顯示同時(shí)接受利魯唑(2-氨基三氟甲氧基苯并噻唑)和氣管切開(kāi)術(shù)的患者具有最長(zhǎng)的生存期[19]。
膈肌起搏(diaphragm pacing,DP)對(duì)膈肌呼吸有著重要的影響,但此方法目前研究尚不成熟,未在臨床展開(kāi)使用。Onders等[20]通過(guò)腹腔鏡對(duì)ALS患者隔膜行電極植入,從起始階段直至死亡行呼吸功能檢測(cè),發(fā)現(xiàn)DP可使膈肌運(yùn)動(dòng)幅度增大,增加肌肉的厚度,延緩FVC下降;其又在對(duì)27例ALS患者的研究中[21]得出植入DP的患者81%呼吸功能有改善。DP的運(yùn)用對(duì)ALS患者呼吸功能有著積極作用,隨后獲美國(guó)食品藥物管理局(FDA)批準(zhǔn)。但對(duì)于活動(dòng)受限的ALS患者,DP可提高靜脈栓塞的發(fā)病率[22]。由于DP仍在研究階段,其植入的恰當(dāng)時(shí)機(jī),還需進(jìn)一步深入探討。
呼吸肌訓(xùn)練:Nardin等[23]提出通過(guò)合理的膈肌訓(xùn)練來(lái)調(diào)節(jié)自身呼吸的方法,旨在提高呼吸肌肉的力量和效率。該研究表明只有半數(shù)受試者通過(guò)膈膜訓(xùn)練能夠成功地改變他們的呼吸模式。Pinto等[24]對(duì)26例ALS患者分實(shí)驗(yàn)組和對(duì)照組實(shí)施特定的吸氣肌訓(xùn)練(對(duì)照組采取安慰訓(xùn)練),結(jié)果表明兩個(gè)患者群體沒(méi)有明顯的區(qū)別。此方法目前處于初步研究階段,還需進(jìn)一步觀察探討。
綜上可見(jiàn),盡管大多數(shù)ALS患者最終死于呼吸衰竭或肺部感染,而且目前尚無(wú)有效的治愈方法,但是,通過(guò)近年來(lái)對(duì)ALS患者呼吸功能評(píng)估方法的不懈研究,以及營(yíng)養(yǎng)支持、氣道管理、防治感染、NIV、機(jī)械通氣、DP和功能鍛煉等干預(yù)措施的提出,均對(duì)ALS患者延長(zhǎng)存活期具有重要的臨床意義。當(dāng)然,現(xiàn)有的檢測(cè)、評(píng)估手段和治療仍存在不足,這仍需在今后的研究中深入探索,以期對(duì)ALS患者呼吸功能不全的認(rèn)識(shí)與干預(yù)取得更好的突破。
[1]Hardiman O,van den Berg LH,Kiernan MC.Clinical diagnosis and management of amyotrophic lateral sclerosis[J].Nat Rev Neuro1,2011,7(11):639-649.
[2]Gautier G,Verschueren A,Monnier A,et a1.ALS with respiratory onset:clinical features and effects of non-invasive ventilation on the prognosis[J].Amyotroph Lateral Scler,2010,11(4):379-382.
[3]Del Aguila MA,Longstreth WT,McGuire V,et a1.Prognosis in amyotrophic lateral sclerosis:apopulation-based study[J].Neurology,2003,60(5):813-819.
[4]Magnus T,Beck M,Giess R,et a1.Disease progression in amyotrophic lateral sclerosis:predictors of survival[J].Muscle Nerve,2002,25(5):709-714.
[5]Ferguson KA,Strong MJ,Ahmad D,et a1.Sleep disordered breathing in amyotrophic lateral sclerosis[J].Chest,1996,110(3):664-669.
[6]Stewart H,Eisen A,Road J,et al.Electromyography of respiratory muscles in amyotrophic lateral sclerosis[J].J Neural Sci,200l,191(1-2):67-73.
[7]Tsara V,Serasli E,Steiropoulos P,et a1.Respiratory function in amyotrophic lateral sclerosis patients.The role of sleep studies[J].Hippokratia,2010,14(1):33-36.
[8]中華醫(yī)學(xué)會(huì)神經(jīng)病學(xué)分會(huì)肌電圖與臨床神經(jīng)電生理學(xué)組,中華醫(yī)學(xué)會(huì)神經(jīng)病學(xué)分會(huì)神經(jīng)肌肉病學(xué)組.中國(guó)肌萎縮側(cè)索硬化診斷和治療指南[J].中華神經(jīng)科雜志,2012,45(7):531-533.
[9]Schmidt EP,Drachman DB,Wiener CM,et a1.Pulmonary predictors of survival in amyotrophic lateral sclerosis:use in clinical trial design[J].Muscle Nerve,2006,33(1):127-132.
[10]Fitting JW,Paillex R,Hirt L,et a1.Sniff nasal pressure:a sensitive respiratory test to assess progression of amyotrophic lateral sclerosis[J].Ann Neurol,1999,46(6):887-893.
[11]American College of chert physicians.Clinical indications for noninvasive positive pressure ventilation in chronic respiratory failure due to restrictive lung disease,COPD,and nocturnal hypoventilation—a consensus conference report[J].Chest 1999,116(2):521-534.
[12]杜寶新,鄭瑜,張成.肌萎縮側(cè)索硬化患者的呼吸功能評(píng)價(jià)進(jìn)展[J].中華神經(jīng)科雜志,2010,43(6):447-449.
[13]Oppenheimer EA.Treating respiratory failure in ALS:the details are becoming clearer[J].J Neurol Sci,2003,209(1-2):1-4.
[14]Gilio F,Lacovelli E,F(xiàn)rasca V,et al.Botulinum toxin type A for the treatment of sialorrhoea in amyotrophic lateral sclerosis:a clinical and neurophysiological study[J].Amyotroph Lateral Scler,2010,11(4):359-363.
[15]Winterholler MG,Eebguth FJ,Wolf S,et al.Botulinum toxin for the treatment of sialorrhoea in ALS:serious side effects of a transductal approach[J].J Neurol Neurosurg Psychiatry,2001,70(3):417-418.
[16]Desport JC,Preux PM,Truong TC,et a1.Nutritional status is a prognostic factor for survival in ALS patients[J].Neurology,1999,53(5):1059-1063.
[17]Bourke SC,Tomlinson M,Williams TL,et a1.Effects of non-invasive ventilation on survival and quality of life in patients with amyotrophic lateral sclerosis:a randomized controlled trial[J].Lancet,2006,5(2):140-l47.
[18]Georges M,Morelot-Panzini C,Similowski T,et al.Noninvasive ventilation reduces energy expenditure in amyotrophic lateral sclerosis[J].BMC Pulm Med,2014,14:17.
[19]Lee CT,Chin YW,Wang KC,et al.Riluzole and prognostic factors in amyotrophic lateral sclerosis long-term and shortterm survival:A population-based study of 1149cases in Taiwan[J].J Epidemiol,2013,23(1):35-40.
[20]Onders RP,Elmo M,Kaplan C,et al.Final analysis of the pilot trial of diaphragm pacing in amyotrophic lateral sclerosis with long-term follow-up:diaphragm pacing positively affects diaphragmrespiration[J].Am J Surg,2014,207(3):393-397.
[21]Onders RP,Elmo M,Kaplan C,et al.Extended use of diaphragm pacing in patients with unilateral or bilateral diaphragm dysfunction:a new therapeutic option[J].Surgery,2014,156(4):776-784.
[22]Rezania K,Gottlieb O,Guralnick A,et al.venous thromboembolism after diaphragm pacing in amyotrophic lateral sclerosis[J].Muscle Nerve,2014,50(5):863-865.
[23]Nardin R,O′Donnell C,Loring SH,et al,Diaphragm training in amyotrophic lateral sclerosis[J].J Clin Neuromuscul Dis,2008,10(2):56-60.
[24]Pinto S,Swash M,de Carvalho M.Respiratory exercise in amyotrophic lateral sclerosis[J].Amyotroph Lateral Scler,2012,13(1):33-43.