wartości Fef25-75% u pacjentów z prawidłową czynnością płuc mogą przewidywać rozwój przewlekłej obturacyjnej choroby płuc

wprowadzenie

przewlekła obturacyjna choroba płuc (POChP) jest przewlekłą chorobą dróg oddechowych, której można zapobiec i uleczyć;1 jednak obciążenie ekonomiczne końcowego POChP jest ogromne, a POChP jest główną przyczyną zgonów na całym świecie. Dokładne przewidywanie i wczesne wykrywanie POChP może zachęcić pacjentów do rzucenia palenia i pozwolić na odpowiednio zaplanowane leczenie.2 ostatecznie zdolność do przewidywania POChP może zapobiec przebudowie dróg oddechowych, poprawić rokowanie i zmniejszyć jego obciążenie medyczne i ekonomiczne.3,4 wielu badaczy próbowało zidentyfikować wczesne czynniki predykcyjne rozwoju POChP. Płucny test czynnościowy (PFT) jest bezpieczną i praktyczną procedurą, która jest szeroko wykonywana w celu wykrycia POChP. Ostatnio jako marker przewidujący rozwój POChP zasugerowano zmniejszenie natężonej objętości wydechowej w ciągu jednej sekundy (FEV1)5 lub zdolność dyfuzyjną płuc dla tlenku węgla (DLCO)6 w PFT (FEV1/forced vital capacity <0.7). W klinice często spotykamy pacjentów, którzy palą, mają objawy ze strony układu oddechowego i mają prawidłowe wyniki PFT. Postawiliśmy hipotezę, że u niektórych pacjentów z prawidłową czynnością płuc, w tym z prawidłowymi wartościami FEV1 i DLCO, wymuszony przepływ w połowie wydechu (FEF25-75%) może być wczesnym markerem predykcyjnym dla rozwoju POChP u osób wysokiego ryzyka.

fef25-75% jest najbardziej czułą miarą przepływu powietrza w obwodowych drogach oddechowych, gdzie powstaje pierwotna niedrożność przepływu powietrza, 7 i jest zmniejszona we wczesnych zaburzeniach oskrzeli, które są związane z chorobą małych dróg oddechowych.8-11 przebudowa dróg oddechowych, zatykanie śluzu i infiltracja komórek odpornościowych wywołana paleniem papierosów ostatecznie prowadzą do choroby małych dróg oddechowych, która jest główną cechą POChP.12 niektórzy badacze odkryli, że zmniejszenie FEF25-75% jest często obserwowane u pacjentów z POChP.13 możemy zatem założyć, że fef25-75% może być wcześniejszym markerem POChP niż inne markery, takie jak FEV1, DLCO i FVC. Jednak żadne prospektywne badanie nie zbadało FEF25-75% jako predyktora POChP.

Tak więc, w tym obserwacyjnym badaniu kohortowym, staraliśmy się ustalić, czy wartość fef25-75% zmierzona na początku może przewidywać rozwój POChP w ciągu 10 lat.

materiały i metody

pacjenci i przepływ badania

od 1 lipca 2007 do 31 czerwca 2009 zidentyfikowaliśmy 6624 pacjentów, którzy przeszli PFT w szpitalu Gangnam Severance. Wykluczono 4458 pacjentów z nieprawidłowym wynikiem PFT, zdefiniowanym jako co najmniej jedno z trzech następujących kryteriów: FEV1 / FVC , FVC i FEV1 . Dodatkowe 1859 pacjentów zostało wykluczonych z następujących powodów: brak zapisów dotyczących PFT przeprowadzonych ponad 1 rok po rozpoczęciu leczenia (n = 1297), w wieku poniżej 40 lat (N=156), w wywiadzie dotyczącym restrykcyjnej choroby płuc (n=137) oraz w wywiadzie dotyczącym astmy (N=125) i POChP (N=144). Na koniec przejrzeliśmy elektroniczną dokumentację medyczną pozostałych 307 pacjentów z prawidłowymi wynikami PFT na początku badania i pogrupowaliśmy ich według wartości FEF25-75% (Rysunek 1).

Rysunek 1

parametry

zebraliśmy informacje kliniczne na temat płci, wieku, wskaźnika masy ciała (BMI), historii palenia tytoniu i następujących chorób współistniejących: nadciśnienie tętnicze, cukrzyca, choroba niedokrwienna serca (CHD), Stary incydent naczyniowo-mózgowy (CVA), alkoholicy., refluksowe zapalenie przełyku (re), choroba wrzodowa (PUD), refluks żołądkowo-przełykowy (Gerd), depresja i gruźlica płuc w wywiadzie. Te współistniejące choroby sprawdzano za pomocą elektronicznej dokumentacji medycznej. BMI obliczono dzieląc wagę w kilogramach przez kwadrat wysokości w metrach (kg/m2) podczas pierwszej spirometrii. Zgodnie z wcześniejszymi badaniami status palenia został sklasyfikowany jako niepalący, sporadycznie palący (<20 lat w opakowaniu) lub długotrwale palący (≥20 lat w opakowaniu).14 policzyliśmy paczki papierosów, mnożąc liczbę paczek papierosów palonych dziennie przez liczbę lat, które osoba paliła. To retrospektywne badanie zostało zatwierdzone przez Institutional Review Board (IRB) szpitala Gangnam Severance (numer: 2019-0556-001). Z powodu retrospektywnego charakteru badania zrezygnowano z wymogu świadomej zgody.

PFT

w okresie kohorty przeprowadzono wstępne badania spirometryczne przy użyciu spirometrów vmax229 i vmax22 (SensorMedics Corp., Italia). Zabiegi przeprowadzono zgodnie z kryteriami American Thoracic Society i European Respiratory Society, 2005,15, wszyscy pacjenci siedzieli i nosili klipsy do nosa. Procedura została powtórzona trzy razy, co jest akceptowalną i powtarzalną metodą wysiłku. Po przeprowadzeniu odpowiedniego badania spirometrycznego wartości FEV1 i FVC uznano za najbardziej znaczące wartości na krzywych FEV, a obie wartości można było określić na różnych krzywych. Dla badania uzyskano wartości FEV1, FEV1/FVC, FVC i FEF25-75%. Wszystkie wartości referencyjne zostały oparte na Global Lung Function Initiative 2012.16

rozwój POChP

pacjenci poddawani byli obserwacji PFT w odstępach od 6 miesięcy do 1 roku. Chociaż nie zgodnie ze standardowym harmonogramem, większość pacjentów w tym badaniu często poddawała się PFTs. Przyczyny obserwacji PFTs różniły się między pacjentami i były następujące: rutynowa obserwacja, objawy ze strony układu oddechowego, nieprawidłowe zmiany w obrazach klatki piersiowej, Prośba pacjenta i zalecenie lekarza. Jeśli w PFT wykazano wzór obturacyjny, przeprowadzono test rozszerzający oskrzela w celu oceny odwracalności niedrożności oskrzeli.

przejrzeliśmy wszystkie wyniki PFT, które zostały przeprowadzone przed 13 lipca 2019 roku. Zdefiniowaliśmy rozwój POChP, gdy po oskrzelach FEV1/FVC było mniejsze niż 0,7.

Analiza statystyczna

wszystkie analizy zostały wykonane przy użyciu pakietu statystycznego r (Wersja 4.0.2; Instytut Statystyki i matematyki, Wiedeń, Austria). Wartości są wyrażone jako średnie ± odchylenia standardowe dla zmiennych ciągłych oraz jako liczby i wartości procentowe dla zmiennych kategorycznych. Fef25-75% z-score traktowano w analizach jako zmienną ciągłą i kategorycznie zależną. Użyliśmy testów t dla zmiennych ciągłych i testów chi-kwadrat dla zmiennych kategorycznych do oceny zależności między wynikiem a zmiennymi niezależnymi. Do analizy czynników związanych z rozwojem POChP wykorzystano modele wielowymiarowych i wielowymiarowych zagrożeń proporcjonalnych Cox. W analizie jednowymiarowej istotne statystycznie były zmienne niezależne o wartości P <0,05 i zostały włączone do modelu wielowymiarowego. W celu zidentyfikowania różnic w skumulowanym rozwoju POChP (%) pomiędzy grupami o prawidłowej wartości FEF25-75% i małej wartości fef25-75% zastosowano proporcjonalną analizę ryzyka Coxa.

wyniki

wyjściowa charakterystyka kliniczna włączonych pacjentów zgodnie z grupami i optymalną wartością graniczną dla niskiej FEF25-75%

aby zaklasyfikować pacjentów z prawidłowymi wynikami PFT do grupy niskiej i normalnej FEF25-75%, wstępnie oszacowaliśmy optymalną wartość graniczną fef25-75% z-score do przewidywania rozwoju POChP za pomocą metody wskaźnika Youdena.17 optymalna wartość odcięcia dla fef25-75% z-score wynosiła -0,8435 (czułość 0,7037 i swoistość 0,7905). Wśród 307 pacjentów 216 (70,4%) i 91 (29.6%) pacjentów włączono odpowiednio do prawidłowych FEF25-75% i niskich fef25-75% (Tabela 1). Wyjściowa charakterystyka kliniczna, w tym BMI, współistniejąca zachorowalność, gruźlica płuc w wywiadzie i palenie tytoniu nie różniły się znacząco między tymi dwiema grupami. Jednak mężczyźni byli bardziej dominujący w grupie o niskiej wartości FEF25-75% niż w grupie o normalnej wartości fef25-75% (73, 6% vs 36, 1%, P<0, 001). Ponadto średni wiek pacjentów był niższy w grupie z niską wartością FEF25-75% niż w grupie z prawidłową wartością fef25-75% (58,9±10,1 vs 62,5±10,5, P=0,006). Jeśli chodzi o współistniejące choroby, depresja była bardziej rozpowszechniona w grupie o niskiej wartości FEF25-75% niż w grupie o normalnej wartości fef25-75% (12, 1% vs 1, 9%, P<0, 001) (Tabela 1).

Tabela 1 75% Z-score

wyjściowa czynność płuc w zależności od grup

podczas porównywania wyjściowych wyników PFT między grupą normalną i małą, wartości FEV1, FEV1/FVC i FVC w grupie niskiej fef25-75% wynosiły wszystkie znacznie niższe niż w normalnej grupie fef25-75% (tabela 2). Jednak wszystkie wyniki PFT mieściły się w normalnym zakresie na początku badania.

Tabela 2 Wyniki badania czynnościowego płuc według FEF25-75% Z-score

istotne czynniki predykcyjne rozwoju POChP

w ciągu 10-letniej obserwacji, u 54 pacjentów (17,6%) wystąpiła POChP wśród 307 pacjentów. Częstość występowania POChP w grupie z niską wartością FEF25-75% była istotnie większa niż w grupie z prawidłową wartością fef25-75% (38 pacjentów, 41, 8% vs 16 pacjentów, 7, 4%; p<0, 001). Zidentyfikowaliśmy istotne czynniki rozwoju POChP za pomocą proporcjonalnej analizy ryzyka Coxa. W analizie wieloczynnikowej, wiek, depresja, palenie tytoniu, FEV1, FEV1/FVC i fef25-75% z-score były istotnymi czynnikami rozwoju POChP (Tabela 3). W analizie wielowymiarowej wybraliśmy istotne czynniki i włączyliśmy je do analizy wielowymiarowej. Jednak współczynnik inflacji wariancji FEV1 z-scores wynosił 6,390 w wielowymiarowym modelu analizy i nie był analizowany ze względu na wielokolinearność z innymi zmiennymi. Analiza wielowymiarowa wykazała, że istotnymi czynnikami rozwoju POChP były wiek (HR , 1,088; 95% przedział ufności, 1,050–1,128), stan palenia (sporadycznie palący HR, 4,586; 95% CI, 1,913–10,993 i długotrwały palacz HR, 2,179; 95% CI, 1,115-4,258), FEV1/FVC Z–score (HR, 0,452; 95% CI, 0, 219-0, 936) i fef25–75% Z-score (HR, 0, 453; 95% CI, 0, 267-0, 766). Depresja nie była jednak istotnym czynnikiem rozwoju POChP w analizie wielowymiarowej (HR, 1,550; 95% CI, 0,674–3,566) (Tabela 3).

Tabela 3 istotne czynniki rozwoju POChP

grupa o niskim współczynniku fef25-75% była również istotnym czynnikiem ryzyka rozwoju POChP w analizie wielowymiarowej (HR, 3,308; 95% CI, 1,650–6,632). W krzywej Kaplana-Meiera skumulowany rozwój POChP był znamiennie większy w grupie z niskim poziomem FEF25-75% niż w grupie z prawidłowym poziomem FEF25-75% (fig. 2; p<0,001).

Rysunek 2 różnice w łącznym rozwoju POChP (%) między normalnymi grupy fef25-75% i niskie fef25-75%.

porównanie parametrów PFT do prognozowania rozwoju POChP

uzyskaliśmy i porównaliśmy krzywą charakterystyki operacyjnej odbiornika (Roc) każdego parametru PFT do prognozowania rozwoju POChP (Rysunek 3). Pole pod krzywą ROC było największe dla FEF25-75% z-score (0,779; 95% CI, 0,715–0,843) i FEV1/FVC Z-score (0,783; 95% CI, 0,716–0,851), a następnie FEV1 Z-score (0,649; 95% CI, 0,578–0,720) i FVC Z-score (0,783; 0, 557; 95% CI, 0, 480–0, 634).

Rysunek 3 Porównanie krzywych ROC.

dyskusja

. Fef25-75% było niezależnym czynnikiem ryzyka POChP, nawet po dostosowaniu do wieku, historii palenia tytoniu i FEV1/FVC na początku badania. O ile nam wiadomo, jest to pierwsze badanie, które ujawniło znaczący związek między FEF25-75% a rozwojem POChP. Mała niedrożność dróg oddechowych jest podstawową cechą POChP, a fef25-75% odzwierciedla małe choroby dróg oddechowych.Jednak wcześniejsze badania wykazały, że FEF25-75% ma dużą zmienność, a zatem jego normalny zakres jest duży.Dlatego FEF25-75% nie był badany pod kątem stosowania medycznego. Chociaż fef25-75% może mieć słabą powtarzalność w oparciu o wcześniejsze badania, moc prognostyczna fef25-75% dla rozwoju POChP może obejmować duży zmienny zakres FEF25-75%. W tym badaniu, aby zmniejszyć zmienność FEF25-75%, przeanalizowaliśmy wynik z, kalibrując wiek, płeć, wzrost i rasę każdego pacjenta. Przewidywalność i HR fef25-75% dla rozwoju POChP były równoważne z parametrem FEV1/FVC, używanym w diagnostycznej definicji POChP.

fef25-75% mierzy natężenie przepływu w drogach oddechowych na segmencie FVC, który opisuje przepływ ze średnich do małych dróg oddechowych. Upośledzenie FEF25-75% wskazuje na upośledzenie średnich i małych dróg oddechowych.U pacjentów z nadmierną reakcją oskrzeli w astmie lub alergicznym zapaleniu błony śluzowej nosa często obserwuje się zaburzenia Fef25-75%.U dzieci z alergicznym zapaleniem błony śluzowej nosa/astmą i obniżoną wartością FEF25-75% stwierdzono podwyższone wartości wydychanego ułamkowego tlenku azotu.Upośledzenie fef25-75% jest markerem wczesnego upośledzenia oskrzeli w alergicznym nieżytu nosa i oskrzeliolitis obliterans.8,9 nie wykazano jednak wyższości FEF25-75% nad FEV1/FVC pod względem czułości.W POChP fef25-75% zmniejsza się u palaczy w porównaniu do osób zdrowych.Ponadto, fef25-75% jest zmniejszona u osób narażonych na palenie wtórne11 lub u osób z pułapkami powietrza obserwowanymi w tomografii komputerowej klatki piersiowej.Jednakże rola FEF25-75% jako czynnika predyktora rozwoju POChP nie została dobrze zbadana. Zamiast tego w kilku badaniach zbadano parametry związane z fef25-75% i chorobą obturacyjną.Chociaż brakuje obiektywnych kryteriów analizy, wklęsłość krzywej przepływ-objętość jest często wykorzystywana do klasyfikacji obturacyjnego wzorca pacjentów.Ostatnio stwierdzono, że globalny wskaźnik wklęsłości (100*/referencyjny FEF50%) i wskaźnik wklęsłości obwodowej (/referencyjny FEF75%) są związane z chorobą obturacyjną.26 konieczne są jednak dalsze badania.

POChP jest przewlekłą chorobą dróg oddechowych wywołaną długotrwałym narażeniem na toksyczne cząstki, w tym składniki papierosów. Małe drogi oddechowe narażone na działanie toksycznych substancji chronicznie wykazują wyraźne przebudowanie z zagęszczoną ścianą dróg oddechowych.27 ta przebudowa jest spowodowana gojeniem się ran w odpowiedzi na obrażenia przez materiały toksyczne, w tym palenie papierosów, wirusy i bakterie. Przebudowa dróg oddechowych obejmuje grubość ścianek dróg oddechowych, zwiększoną gęstość komórek zapalnych, zwłóknienie i rozrost mięśni gładkich. Zatyczki śluzowe, które są istotną cechą POChP, prowadzą również do małych dysfunkcji dróg oddechowych.Infiltracja komórek immunologicznych wywołana przez palenie tytoniu poprzedza zwłóknienie małych dróg oddechowych i utratę tkanki płucnej.Powyższe mechanizmy mogą identyfikować subklinicznych pacjentów z POChP z zaburzeniami czynności małych dróg oddechowych przed upośledzeniem czynności płuc i mogą ujawnić upośledzenie fef25-75% wcześniej.

w tym badaniu odkryliśmy, że starość i palenie tytoniu były znaczącymi czynnikami predyktorami rozwoju POChP. Wiek i historia palenia są dobrze znane czynniki krytyczne dla POChP.1 wykazaliśmy, że dobrze znane czynniki rozwoju POChP są istotne statystycznie w naszej próbie. FEV1 jest dobrze znanym znacznikiem niedrożności dróg oddechowych i służy do pomiaru stopnia niedrożności dróg oddechowych i może przewidywać śmiertelność.29 w naszej analizie jednostkowej FEV1 był znaczący. Wykazywał on jednak wielokolinearność z FEF25-75% i FEV1/FVC i dlatego nie został włączony do wielowymiarowego modelu analizy. Spekulowaliśmy, że w porównaniu z FEV1, fef25-75% jest lepszym predyktorem rozwoju POChP w porównaniu z ROC u pacjentów z prawidłową czynnością płuc. Możemy zatem przyjąć, że fef25-75% może być wcześniejszym markerem POChP niż FEV1.

wczesna diagnostyka i przewidywanie POChP są niezbędne dla poprawy rokowania pacjentów z POChP.1 możemy zidentyfikować pacjentów podatnych na rozwój POChP i zapewnić interwencje zapobiegające POChP. Ponadto, należy zalecić pacjentom z obniżonym FEF25-75% rzucić palenie i edukować ich na temat kwestii związanych ze stylem życia, w tym unikanie kurzu, odpowiednie szczepienia, regularne ćwiczenia i wsparcie żywieniowe, nawet jeśli nie mają objawów lub wykazują obniżoną czynność płuc.Wczesna interwencja, zarządzanie i ścisłe monitorowanie pomogą zapobiec postępowi POChP. Regularna obserwacja pacjentów może wykryć POChP we wczesnym stadium, co prowadzi do poprawy czasu leczenia, zapobiegania przebudowie dróg oddechowych oraz poprawy nasilenia i rokowania.

to badanie miało pewne ograniczenia. Po pierwsze, badanie to przeprowadzono w jednym Instytucie z ograniczoną liczbą pacjentów. W związku z tym nie można uogólnić optymalnej wartości odcięcia fef25-75% stosowanej w tym badaniu. Dlatego potrzebne są dalsze badania na dużą skalę. Mieliśmy jednak wystarczającą liczbę pacjentów, aby uzyskać znaczące wyniki dobrze znanych czynników ryzyka, w tym wieku i historii palenia tytoniu. Po drugie, wiadomo, że wartość FEF25-75% ma znaczną zmienność, a zakres normalny okazał się dość szeroki we wcześniejszych badaniach. Jednak wcześniejsze badania wykazały również, że fef25-75% jest stosunkowo wiarygodne, gdy FVC i FEV1 są w normie.29 objęliśmy pacjentów z prawidłowym FVC i FEV1, w szczególności w celu oceny FEF25-75%. Ponadto, ponieważ wszystkie wartości zostały skalibrowane jako wynik z, możemy zmniejszyć zmienność fef25-75%. Po trzecie, uwzględniliśmy pacjentów, których oceniano za pomocą dwóch różnych typów spirometrów, co skutkowało potencjalnymi systematycznymi różnicami w pomiarach czynności płuc.30 wreszcie, odstęp między PFTs zróżnicowane. W Korei Narodowe ubezpieczenie zdrowotne obejmuje prawie wszystkich Koreańczyków, umożliwiając pacjentom częste i szybkie korzystanie z usług medycznych. Tak więc często PFT są zwykle prowadzone. Większość badanych pacjentów przechodziła PFT w odstępie od 6 miesięcy do 1 roku. Uważamy, że ten zróżnicowany przedział PFT nie jest poważnym problemem, który osłabiłby siłę wyników niniejszego badania.

wnioski

to retrospektywne, obserwacyjne badanie kohortowe wykazało, że wartość FEF25-75% u pacjentów z prawidłową czynnością płuc może być przydatna w przewidywaniu rozwoju POChP. Powinniśmy zatem uważnie monitorować pacjentów z niską wartością FEF25-75%, którzy są podatni na POChP, nawet jeśli mogą mieć prawidłową czynność płuc. Wczesne interwencje u tych pacjentów, w tym zaprzestanie palenia tytoniu, czasowe szczepienia, wystarczające ćwiczenia i opieka nad środowiskiem, mogą pomóc poprawić rokowanie.