早期肺癌患者心肺功能变化观察

王丹，陈伟，任梦怡，王心宇，冉欣，李瑾

1 南京市妇幼保健院 南京医科大学附属妇产医院疼痛科，南京210004；2 徐州市中心医院康复科；3 徐州医科大学附属徐州康复医院康复科

现已证实环境污染、吸烟、饮酒、高脂饮食习惯等与肺癌发病有关，近年来研究表明，缺乏体力活动锻炼也是肺癌发病的危险因素之一［1］。因此，有学者建议将运动能力低下纳入肺癌的临床诊断标准［2］。心肺耐力（CRF）即有氧运动能力已被纳入临床生命体征的评估。CRF水平与心血管疾病、全因病死率、各种恶性肿瘤病死率呈负相关。研究表明，相比吸烟、高血压、高胆固醇等危险因素，CRF预测心肺系统疾病的病死率效能更高，科学评估CRF有助于对不良结局的发生风险进行分级［3］。原发性肺癌患者兼有气道和肺实质病变，其心肺功能异常具有复杂、多样的特点［4］。心肺运动试验（CPET）可评估人体在运动中的应激表现、代谢需求增加等一系列生理反应，客观量化心血管和呼吸系统的功能［5］。本研究借助CPET，观察早期肺癌患者的心肺功能特点，为后续临床治疗及康复提供参考。

1 资料与方法

1.1 资料与方法 选择2019年8月—2021年8月在徐州市中心医院胸外科就诊的早期肺癌患者纳入肺癌组。纳入标准：①经纤维支气管镜活检、CT引导下肺穿刺活检或肺切除术后病理证实为原发性肺癌，根据TNM分期，均为Ⅰ期肺癌［6］；②年龄40 ～ 80岁，意识清楚，生命体征平稳，能良好沟通、配合检查；③治疗前均行CPET检查；④具有小学及以上文化水平，具有良好的理解力和依从性；⑤对本研究知情同意并签署知情同意书。排除标准：①合并冠心病、高血压病、代谢综合征、甲状腺功能亢进症、糖尿病、慢性阻塞性肺疾病等相关慢性疾病者；②有《美国胸科学会和癌症患者运动测试指南》规定的运动测试检查禁忌证者；③体育相关职业者；④接受过放化疗等肺癌相关治疗者；⑤同时合并其他肿瘤、尚在积极治疗期间，或近3年内曾接受过恶性肿瘤治疗的患者。选择同期于体检中心体检的健康人群46例纳入对照组，均排除肺部疾病。本研究经徐州市中心医院伦理审查委员会批准（XZXY-LJ-20191025-021）。对两组间部分差异有统计学意义的基线资料采用1∶1倾向性评分匹配降低混杂偏倚，卡钳值设定为0.03，最终两组各纳入25例。肺癌组男13例、女12例，年龄（60.96 ± 9.03）岁，BMI（24.14 ±3.68）kg/m2，周围型肺癌17例、中央型肺癌8例，有运动习惯15例、无运动习惯10例。对照组男14例、女11例，年龄（61.12 ± 6.76）岁，BMI（24.39 ±2.92）kg/m2，有运动习惯14例、无运动习惯11例。

1.2 心肺功能评估方法 采用南京瀚雅公司生产的HIGHERMed心肺运动测试仪（型号SMAX58CE）进行CPET检查，运动设备为功率自行车（型号V6001-0004），测定受试者从安静状态、热身、运动到恢复期整个阶段的血压、血氧饱和度（SPO2）、12导联心电图、各项肺通气及气体交换等数据。测试前需对仪器进行气体、容量和流量定标，根据患者个体情况选择10 ～ 20 W/min的Ramp方案，进行症状限制性最大负荷运动测试［7］。达到最大运动负荷后［8］，操作医师将负荷解除，之后进入3 min运动恢复期，运动停止后继续观察3 min终止测试，记录测试终止原因及测试过程中的相关指标。采用V-斜率法确定无氧阈（AT）。从测试系统中导出检测数据，包括峰值摄氧量（peakVO2）、峰值公斤摄氧量（peakVO2/kg）、无氧域时摄氧量（VO2@AT）及公斤摄氧量（VO2/kg@AT）、峰值氧脉搏（peak O2pulse）及峰值氧脉搏/预计值（peak O2pulse%）、二氧化碳通气当量最低值（VE/VCO2nadir）及斜率（VE/VCO2slope）、峰值分钟通气量（VE）、分钟通气量/预计值（VE%pred）、潮气末氧气分压（PETO2）、潮气末二氧化碳分压（PETCO2）、最大功率（peakWR）、峰值呼吸商（RERpeak）、静息心率（HRrest）、峰值心率（HRpeak）、峰值心率/预计值（HRpeak%）、收缩压（SBP）、舒张压（DBP）等指标。

1.3 统计学方法 采用SPSS22.0统计软件。经Shapiro-Wilk检验，符合正态分布的计量资料以表示，两组比较采用两独立样本t检验；不符合正态分布的计量资料以M（P25，P75）表示，两组比较采用Mann WhitneyU检验。计数资料采用χ2检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组通气功能指标比较 见表1。

表1 两组通气功能指标比较（）

表1 两组通气功能指标比较（）

注：与对照组相比，*P＜0.05。

组别肺癌组对照组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 两组运动能力指标比较 肺癌组peakVO2、peak-VO2/kg、VO2/kg@AT低于对照组（P均＜0.05）。见表2。

表2 两组运动能力指标比较（）

表2 两组运动能力指标比较（）

注：与对照组相比，*P＜0.05。

组别n peak O2 pulse %肺癌组对照组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 两组其他CPET指标比较 两组其他CPET指标差异无统计学意义（P均＞0.05）。见表3。

表3 两组其他CPET指标比较（）

表3 两组其他CPET指标比较（）

组别肺癌组对照组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 讨论

研究发现，CRF水平与多种恶性肿瘤发病风险呈负相关［9-10］，其中包括肺癌。相对于晚期肺癌，早期肺癌患者的日常活动耐受性相对较好，但鲜有研究对比其与健康人的心肺功能。因此，本研究对拟行治疗的早期肺癌患者CRF变化进行观察和分析。CPET能够客观、定量评价活动耐力、心脏储备功能，反映受试者从静息、热身、运动期到恢复期各个阶段的通气水平和气体交换效率，有助于治疗前筛查CRF异常的个体，为后续康复治疗提供参考。

VE/VCO2即体内排出1 L的CO2所需要的VE。VE/VCO2slope异常升高通常表示死腔通气增加，机体通气效率下降［11］，通气效率主要受无效腔/潮气量比值（VD/VT）、动脉血CO2分压的影响。肺通气—灌注失衡以及解剖无效腔的体积尤其会影响VD/VT。本研究中，肺癌组运动测试中VE/VCO2nadir、VE/VCO2slope均显著高于对照组，表明肺癌患者运动过程中与肺血流实现气体交换的无效通气远远高于正常人。有研究表明，可使用VE/VCO2最低值或AT时的VE/VCO2来衡量心功能不全患者肺部气体交换的效率［12］。异常增高的VE/VCO2slope已被证实可作为慢性阻塞性肺疾病患者伴肺动脉高压的标志，VE/VCO2slope还可用于慢性心力衰竭患者预后评估和通气系统障碍分级［13］。静息时PETCO2正常值为36 ～ 42 mmHg，在轻度到中度运动时通常上升3 ～ 8 mmHg（受呼吸模式影响）［14］。虽然不能经由PETCO2对受试对象（尤其肺部疾病患者）精确预测动脉血CO2分压值，但其可用于观察动脉血CO2分压变化。肺癌组运动时PETCO2显著低于对照组，提示肺癌组肺灌注受限。

本研究结果还显示，肺癌组peakVO2及peak-VO2/kg低于对照组。反映早期肺癌患者循环系统转运至肌群的氧气供应和肌肉代谢的氧气需求失衡。peakVO2/kg是预测肺癌患者外科手术治疗后肺部并发症发生的重要指标之一。有指南指出，当peak VO2/kg数值高于20 mL/（kg·min）时，术后肺部并发症发生风险较低；当数值低于10 mL/（kg·min）时，并发症发生风险较高［15-16］。研究发现，肺癌患者无论是否合并慢性阻塞性肺疾病，其运动耐量均呈降低趋势，尤以合并慢性阻塞性肺疾病者更为显著［17］，与本研究结果相似。相对于peakVO2/kg，VO2/kg@AT反映的是肌肉线粒体利用氧的能力，可反映亚极量运动负荷，不受人为因素的影响，重复性更好。本研究中肺癌组VO2/kg@AT低于对照组，提示早期肺癌患者存在氧运动能力的下降。

O2pulse指摄氧量与心率的比值，即心脏每搏量与动静脉血O2差的乘积［18］。血红蛋白的利用率、肺里动脉血氧饱和度及外周摄取氧的能力都能影响动静脉血O2差。O2pulse下降，提示心肺功能较差，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响因素之一。本研究中，肺癌组peak O2pulse低于对照组，但无统计学意义，可能与本研究样本量不足有关。

耿灿茹等［19］研究发现，术前预康复有助于提高60岁以上肺癌患者的肺功能和运动耐力，降低术后并发症的发生率。李露等［20］研究认为，系统呼吸训练可改善肺癌患者术后短期呼吸运动功能，缩短术后住院时间。本研究结果显示，早期肺癌患者即存在运动能力下降，通气功能、气体交换效率下降。上述结果提示，早期肺癌患者有必要进行系统的康复训练，有助于降低术后肺部并发症的发生率。

本研究尚存在一些不足之处：本研究为单中心回顾性分析，上述研究结果仍需扩大样本量、多中心研究以进一步验证。未来我们将通过建立和完善随访系统，全面了解早期肺癌患者接受康复治疗后的心肺功能动态改变。