慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)不仅是一种以气流不可逆受限为特征的慢性气道疾病，而且是累及多器官或系统的全身性炎症性疾病，如心血管系统、中枢神经系统受累及骨骼肌功能障碍等[1-4]。越来越多的研究发现COPD患者存在肌细胞丢失、脂肪细胞浸润导致的骨骼肌肌力丧失、瘦体质量降低[5-7]。目前，国内关于COPD患者骨骼肌脂肪浸润、体重指数(body mass index，BMI)的相关研究鲜有报道，而且它们可能与COPD严重程度及预后存在着密切的关系[8]。因此，探讨骨骼肌脂肪浸润、BMI与COPD严重程度的关系具有重要的临床意义。
1 资料与方法
1.1 一般资料 收集2015年11月—2017年12月经河北北方学院附属第一医院呼吸科诊断为COPD的汉族男性患者137例，年龄48～88 岁，平均(65.0±8.6)岁。其中轻度组15例，50～81岁，平均(64.8±8.4)岁；中度44例，48～87岁，平均(65.2±9.1)岁；重度56例，52～88岁，平均(65.5±8.4)岁；极重度22例，52～86岁，平均(65.9±8.6)岁。
根据临床症状、体征、胸部X线检查、肺功能检查和血气分析结果，均符合2016年《慢性阻塞性肺疾病全球倡议》诊治指南。排除标准：COPD近期急性发作者；COPD合并脑卒中、心肌梗死、糖尿病及其他肌病者；因其他疾病而使用糖皮质激素者；罹患恶性肿瘤者。
1.2 影像数据采集 应用Phillips 3.0T MRI对研究对象的右小腿进行扫描，患者采取仰卧位足先进，扫描序列包括3D-mDixon,翻转角=10 °，体素=0.6 mm×0.6 mm×5.0 mm,视野=36 cm×36 cm,平均激励次数=1。选取比目鱼肌最大层面进行1H-MRS扫描。应用非抑水的PRESS序列，体素=2.0 cm×2.0 cm×2.5 cm,重复时间=2 000 ms,回波时间=40 ms，平均激励次数=96。用后处理工作站生成谱线。比目鱼肌肌间脂肪含量=脂峰下面积/(水峰下面积+脂峰下面积)。
1.3 BMI及COPD严重程度分级 BMI=体重(kg)/身高(m2)。采用适合国人的BMI分类标准：偏瘦<18.5，正常18.5～23.9，超重24～27.9，肥胖≥28。轻度COPD[1秒用力呼气容(forced expiratory volume in one second，FEV1)/用力肺活量(forced vital capacity，FVC)<0.70，FEV1≥80%预测值)；中度COPD(FEV1/FVC<0.70，FEV1<80%预测值)；重度COPD(FEV1/FVC<0.70，FEV1 30%～50%预测值)；极重度COPD(FEV1/FVC<0.70，FEV1<30%预测值或FEV1<50%预测值并慢性呼吸衰竭)。
1.4 统计学方法 应用SPSS 17.0统计软件分析数据。计量资料比较分别采用F检验和SNK-q检验；比较BMI、比目鱼肌肌间脂肪含量在诊断COPD严重程度中的ROC曲线下面积、敏感度、特异度、诊断指数。P<0.05为差异有统计学意义。
2 结 果
2.1 BMI、比目鱼肌肌间脂肪与COPD严重程度的关系 137例COPD中15例(10.9%)符合轻度COPD，44例(32.1%)符合中度COPD，56例(40.9%)符合重度COPD，22例(16.1%)符合极重度COPD；80例(58.4%)体态偏瘦，49例(35.8%)体态正常，6例(4.4%)体态超重，2例(1.4%)体态肥胖。BMI随着COPD加重而减小，比目鱼肌肌间脂肪含量随着COPD病情加重而增加(P<0.05)，见表1。
表1 不同严重程度COPD组BMI、比目鱼肌脂肪含量比较
组别例数BMI脂肪含量(%)COPD轻度组1521.24±3.4715.98±4.85COPD中度组4419.72±2.7918.89±3.36*COPD重度组5618.77±2.51*20.42±3.96*#COPD极重度组2218.12±1.80*#22.71±2.93*#△F值11.0725.334P值0.0000.000
*P值<0.05与COPD轻度组比较 #P值<0.05与COPD中度组比较 △P值<0.05 与COPD重度组比较(SNK-q检验)
2.2 BMI、比目鱼肌脂肪含量在诊断COPD严重程度中的价值比较 BMI、比目鱼肌肌间脂肪含量在诊断轻度与其他严重程度COPD的ROC曲线下面积、敏感度、特异度、诊断指数分别为0.71 vs 0.77、80.00% vs 80.00%、61.48% vs 71.31%、141.48% vs 151.31%。在诊断中度与其他严重程度COPD的ROC曲线下面积、敏感度、特异度、诊断指数分别为0.67 vs 0.70、59.32% vs 64.41%、67.95% vs 66.67%、127.27% vs 131.07%。在诊断极重度与其他严重程度COPD的ROC曲线下面积、敏感度、特异度、诊断指数分别0.67 vs 0.70、59.32% vs 64.41%、67.95% vs 66.67%、127.27% vs 131.07%。
3 讨 论
骨骼肌脂肪浸润可由多种因素引起，如神经功能障碍、脂质代谢异常、老龄化、肌病及COPD等[9-12]。Roig等[12]利用CT评价21例COPD大腿中间层面发现伸肌肌间脂肪像素个数为190.0±120.8，对照组为101.5±39.0，差异有统计学意义。随着MRI技术的不断进步，其在COPD中的研究日益丰富[13-14]。Shields等[15]利用水脂分离技术，发现COPD患者股四头肌平均肌间脂肪含量高出对照组32%，主要是股内侧肌、骨外侧肌、股中间肌肌间脂肪含量高于对照组，而股直肌肌间脂肪含量与对照组差异无统计学意义。以上研究充分证实了COPD患者骨骼肌存在着脂肪浸润，但尚未探讨比目鱼肌肌间脂肪含量、BMI与COPD严重程度的关系。本研究采用的1H-MRS技术,能够识别细胞内脂肪和细胞外脂肪，结果更为准确。比目鱼肌脂肪含量=脂峰下面积/(水峰下面积+脂峰下面积)是基于COPD患者比目鱼肌水含量与对照组差异无统计学意义的结果，计算脂肪质子量占总质子的比例[16]。Hogrel等[11]发现股四头肌肌间脂肪含量与性别、年龄等有关，并随着年龄的增大而增加。本研究对象均为男性且COPD严重程度分组中的年龄差异无统计学意义，比目鱼肌脂肪含量是随着COPD严重程度增加而增加，表明比目鱼肌脂肪含量可以预测COPD的严重程度；而且比目鱼肌脂肪含量在预测COPD严重程度中较BMI更具优势，这可能是由于COPD患者的比目鱼脂肪含量发生了较为明显的变化，而BMI变化不明显。骨骼肌肌间增多的脂肪会引起骨骼肌肌力的下降并影响预后[16]。所以，早期发现骨骼肌内异常增多的脂肪，采取合理的治疗手段或体育锻炼能够改善COPD患者的预后及生活质量，具有重要的临床意义[17-18]。
BMI是衡量人体营养状况的常用指标之一,COPD患者常存在营养不良，表现为体重减轻。本研究中有80例(58.4%)BMI<18.5，其中轻度COPD组4例(26.7%，4/15),极重度COPD组17(77.3%，17/22)例，BMI平均值随着 COPD严重程度加重而减小，BMI与COPD严重程度呈明显负性相关。与Gupta等[19]结果一致。从机体代谢方面来讲，COPD患者体重减轻主要是由于能量摄入的减少和基础代谢率的提高。同时血浆白细胞介素6、肿瘤坏死因子α等炎性因子水平升高可导致肌细胞凋亡、肌重量丢失，最终导致COPD患者体重减低[20]、BMI减低。本研究中有57(41.6%)例BMI≥18.5，这从某种程度上说明BMI并不能精确地反映身体的组成。COPD患者主要表现为体质量降低，脂肪组织增加，后者增加可能减弱或抵消了前者的变化。
本研究采用的1H-MRS是一种无创的活体内代谢物浓度检测技术，能够识别细胞内脂肪和细胞外脂肪，使结果更为准确；在国内率先探讨BMI、比目鱼肌脂肪含量与COPD严重程度的关系。但本研究存在局限性：样本量较小，不能十分精确地反映COPD人群相应参数变化；研究对象均为男性患者，女性参数特征有待于进一步探讨。总之，BMI随着COPD加重而减小，比目鱼肌肌脂肪含量随着COPD病情加重而增加。BMI、比目鱼肌脂肪含量对诊断COPD严重程度具有一定的诊断价值，且后者优于前者，可作为临床医师参考的一项重要参数。
[1] 虞玉英,胡克崇,徐慧芳.布地奈德联合孟鲁司特钠对慢性阻塞性肺疾病患者肺功能及血清中IL-6、IL-8和TNF-α的影响[J].中国生化药物杂志,2014,34(7)：153-155.
[2] Spilling CA,Jones PW,Dodd JW,et al. White matter lesions characterise brain involvement in moderate to severe chronic obstructive pulmonary disease,but cerebral atrophy does not[J]. BMC Pulm Med,2017,17(1):92.
[3] 
elutkiené J,Balĉiünas M,Kabluĉko D,et al.Challenges of treating acute heart failure in patients with chronic obstructive pulmonary disease[J]. Card Fail Rev,2017,3(1):56-61.
[4] 牛艳慧,王鑫,王晓静,等.血清白三烯B4及C反应蛋白在慢性阻塞性肺疾病中的作用研究[J].河北医科大学学,2014,35(1):10-12.
[5] Costa TM,Costa FM,Moreira CA,et al. Sarcopenia in COPD: relationship with COPD severity and prognosis[J]. J Bras Pneumol,2015,41(5):415-421.
[6] Robles PG,Sussman MS,Naraghi A,et al. Intramuscular fat infiltration contributes to impaired muscle function in COPD[J]. Med Sci Sports Exerc,2015,47(7):1334-1341.
[7] Lee LW,Lin CM,Li HC,et al. Body composition changes in male patients with chronic obstructive pulmonary disease: Aging or disease process?[J]. PLoS One,2017,12(7):e0180928.
[8] 苗丽君,张瑞霞,王静,等.慢性阻塞性肺疾病患者长期预后与体质指数关系的研究[J].中华老年医学杂志,2014,33(1):35-38.
[9] Bifachnio-Zabielska A,Grycel S,Chaci
ska M,et al. The role of adipose tissue and excess of fatty acids in the induction of insulin resistance in skeletal muscle[J]. Postepy Hig Med Dosw(Online),2016,70:1142-1149.
[10] Torriani M,Townsend E,Thomas BJ,et al. Lower leg muscle involvement in Duchenne muscular dystrophy: an MR imaging and spectroscopy study[J]. Skeletal Radiol,2012,41(4):437-445.
[11] Hogrel JY,BarnouinY,Azzabou N,et al. NMR imaging estimates of muscle volume and intramuscular fat infiltration in the thigh: variations with muscle,gender,and age[J]. Age (Dordr),2015,37(3):9798.
[12] Roig M,Eng JJ,MacIntyre DL,et al. Deficits in muscle strength,mass,quality,and mobility in people with chronic obstructive pulmonary disease[J]. J Cardiopulm Rehabil Prev,2011,31(2):120-124.
[13] Kaireit TF,Gutberlet M,Voskrebenzev A,et al. Comparison of quantitative regional ventilation-weighted fourier decomposition MRI with dynamic fluorinated gas washout MRI and lung function testing in COPD patients[J]. J Magn Reson Imaging,2018,47(6):1534-1541.
[14] Mandrioli J,Ferri L,Fasano A,et al. Cardiovascular diseases may play a negative role in the prognosis of amyotrophic lateral sclerosis[J]. Eur J Neurol,2018,25(6):861-868.
[15] Shields GS,Coissi GS,Jimenez-Royo P,et al. Bioenergetics and intermuscular fat in chronic obstructive pulmonary disease-associated quadriceps weakness[J]. Muscle Nerve,2015,51(2):214-221.
[16] Robles PG,Sussman MS,Naraghi A,et al. Intramuscular fat infiltration contributes to impaired muscle function in COPD[J]. Med Sci Sports Exerc,2015,47(7):1334-1341.
[17] 葛炎,姚红,童娟,等.针刺疗法对稳定期慢性阻塞性肺疾病患者外周骨骼肌运动能力的影响[J].中国针灸,2017,37(4):366-371.
[18] 王龙兵,吴卫兵,刘晓丹,等.不同运动锻炼方法对稳定期慢性阻塞性肺疾病患者康复效果研究进展[J].中国运动医学杂志,2014,33(4)：364-369.
[19] Gupta SS,Gothi D,Narula G,et al. Correlation of BMI and oxygen saturation in stable COPD in Northern India[J]. Lung India,2014,31(1):29-34.
[20] Martin M,Almeras N,Després JP,et al. Ectopic fat accumulation in patients with COPD:an ECLIPSE substudy[J]. Int J Chron Obstruct Pulmon Dis,2017,12:451-460.