抽象的
我们调查了如何定量的高分辨率计算断层扫描(HRCT)肺气肿和气道壁厚度(AWT)的措施因性行为,年龄和吸烟历史而异。
我们包括463例慢性阻塞性肺病(COPD)病例和431例对照。所有包括的受试者是≥40岁的当前或烟草吸烟者,并且所有肺活动量和HRCT检查。定量评估HRCT图像,在肺密度和气道尺寸上提供索引。
中位数(25-75百分位数)%LaA950(%低衰减区域<-950胡)分别为8.9(3-19)和4.7(1-16),分别为0.71(0.3-1.6分别为0.32(0.1-0.8)的男性和女性对照。在吸烟者中,%Laa950较高,随着年龄的增加而增加,随着包装数量的增加而增加。平均值SD.标准化AWT分别为雄性和雌性COPD病例的0.504±0.031和0.474±0.031,分别为男性和女性对照0.488±0.028和0.463±0.025。随着年龄的增长,随着年龄的增长,随着所有受试者的当前吸烟程度增加,AWT减少。
我们发现,在不同性别、年龄和吸烟组的对照组和COPD受试者之间,肺气肿和AWT的HRCT定量测量存在显著差异。
慢性阻塞性肺病(COPD)是一种复杂的疾病,其中许多参数相互作用,以产生慢性气流限制1.个人之间的COPD程度和表达存在差异,并且认为遗传学在疾病的发展中发挥着关键作用2.这些差异在于男性和女性中看到的卷烟烟雾的差异响应3.,4.然而,大多数研究调查COPD程度和性别之间的差异的基础是基于肺功能测试和呼吸系统症状5,6不幸的是,这并不能提供COPD的完整情况。
定量计算断层扫描(CT)已成为量化肺部结构变化的流行技术,并根据航空疾病和肺气肿的贡献分离COPD的不同亚型2,7,8.其他研究已经研究了对解剖改变的性别影响,并发现女性在各级气流阻塞的肺气肿较少3.,9.然而,关于CT导出的气道壁厚度(AWT)如何随年龄、性别和吸烟史而变化的数据非常有限10.,11..这些知识可以努力增加我们对男性和女性的普及的自然过程。
本研究的目的是在大型患者和基于社区的嗜睡剂样本中量化肺气肿和AWT,并确定这些解剖变量如何与性别,年龄和吸烟相互作用,以产生称为COPD的临床疾病。
方法
这项单一中心研究于2003年1月至2005年1月在挪威卑尔根进行。所有受试者均给予知情同意,当地伦理委员会和审查委员会(Bergen)批准了该研究。本研究纳入的受试者均参加了GenKOLS(遗传性COPD)研究12.,13.,并构成了大约一半的Genkols人群(1,909名受试者中的894个),他们接受了可选的高分辨率CT(HRCT)扫描。受试者从医院患者寄存器和两次一般人口研究中招募了受试者14.,15.,共用463例COPD病例和431个控件。报名标准是:1)自我报告的白种人;2)老年人> 40岁;3)当前或前吸烟者≥2.5包的吸烟历史;4)没有严重的α1- 钛合金缺乏。没有排除哮喘学。有关包含和排除标准的完整列表,请参阅补充数据。
受试者按照美国胸科协会标准进行肺活量测定16.,使用Vitalograph 2160 Sputometer(Vitalograph Ltd,MAIDS MORETON,UK)预先和后支气管,用400μgsalbutamol。在任何呼吸道感染后至少6周评估受试者,但没有被要求扣留正常用药。1 s中强制呼气量的本地参考值(FEV1)使用强制呼气至关重要的能力(FVC)17..COPD患者使用支气管扩张剂后出现FEV1/FVC <0.70和FEV1<80%预测1.对照有后支气管扩张剂FEV1/ fvc> 0.70和fev1> 80%pred。
CT检查
HRCT扫描均使用GE LightSpeed Ultra CT扫描仪(120kvp, 200ma;GE Healthcare, Milwaukee, WI, USA),采用1毫米厚度、20毫米间隔的全灵感悬吊(顶点至基底),平均每个受试者产生13.4±1.6片。CT扫描使用低空间频率重建算法(标准)进行密度测量,使用高空间频率算法(骨骼)进行气道测量。如前所述,所有图像都被转移到James Hogg iCAPTURE中心(加拿大BC省温哥华)进行定量分析18.,19..简而言之,使用具有先前定位知识的修改的寄宿程序跟踪算法,从胸壁和中央血管和气道进行肺部分段20..还获得CT衍生的肺积量。为了获得膨胀水平的代理,CT衍生的总肺体积被预测的总肺容量除以21..使用X射线衰减值小于(低衰减区域;%LAA)-950 Hounsfield单位(Hu)(%Laa950),评估肺体素百分比的程度。-950胡截止已被证明适用于该CT采集技术22.,但是肺气肿的数量也用-910 HU和-856 HU的临界值计算(数据未显示)。在CT扫描中识别横切面(短到长轴大于2:3)的气道,并使用半最大值全宽度算法进行测量8.为减少与非常小的气道相关的技术误差,仅包括内部周长> 6毫米的气道。为避免围绕受试者之间围绕呼气道尺寸的不同分布的潜在偏置问题,通过绘制气道壁区域的抵抗每个测量的气道的内部周长来导出AWT的标准化措施(图1⇓).得到的回归线用于计算具有10mm的内部周长(AWT-PI10)的“理论气道”的墙面区域的平方根2.
统计分析
使用Chi平方测试测试比例,而使用kruskal-wallis试验使用Anova和中值进行比较平均值。用多元线性回归检查LN(%LAA)和AWT-PI10与解释变量的关联。在这些分析中,使用自然对数转换%LAA值,因为%LAA值和回归残差都是正确的倾斜。基于一个单独测试以下相互作用先天的评估:sex×age, sex×pack-yrs和age×current吸烟相对%LAA, sex×age和sex×current吸烟相对AWT-PI10。我们还测试了COPD案例控制状态×Pack-YRS交互相对%LAA和AWT-PI10在整个材料上。应用了0.05的显着性水平。所有分析都与Stata 9进行(Statacorp LP,College Station,TX,USA)进行。
结果
对于两性,COPD病例比控制较大,更多的COPD病例是目前的吸烟者,它们的总数的包装数量高于对照(表1⇓).雄性患者和控制中的包装数量与女性高于女性,而目前吸烟者的患病率在女性比男性高于男性。男性和雌性COPD病例同样地分布在全球慢性阻塞性肺病(金)阶段的全球倡议上;〜60%归类为II阶段,28%作为第三阶段,其余的阶段IV为阶段。
COPD病例中位数%LAA950评分较高,男性较高(表2⇓).无论疾病状态如何,AWT-PI10在COPD病例中较高,雄性较高(表2⇓).分析的腔面积和分析的空气道数量略高,但COPD病例和对照之间没有显着差异。
在COPD患者和对照组中,LAA950 %随年龄增长而增加(表2)⇑).AWT-PI10在COPD病例中随着年龄的增长而略微下降,但在对照中的年龄没有变化。在出吸烟者中,%Laa950比目前的吸烟者更高。它在包装年份方面也略有吸烟,但在每天吸烟时的卷烟数量并没有变化。无论疾病状态如何,都会看到这种模式。AWT-PI10略有增加,每日卷烟消耗量较高,并越来越多的COPD病例和控制中的包装数量(表2⇑).
在性别、年龄、是否吸烟等因素的多元线性回归分析中,性别、年龄与肺气肿评分及AWT指标的关系依然存在(表3)⇓).调整性别,年龄和每日卷烟消耗量后,COPD病例中的包数量增加了%LAA950分数,而AWT-PI10随着控制的数量增加而增加。该调整后的分析(表3⇓[还表明,随着COPD病例中吸食的每日数量的每日卷烟,%LAA950降低。AWT-PI10与当前每天烟熏的香烟没有显着变化。
每个受试者中检查的呼吸道数量也被添加到气道模型中而不影响整体结果。体重指数,后支气管扩张剂FEV1将%预测,CT测量的总肺体积和总肺体积分别加入到表3的模型中预测(通货膨胀水平的代理)的一部分⇑.可解释的变异显著增加,但观察到的关系在大小和方向上明显保持不变。
我们还计算了%LAA910和%LAA856(数据未显示)。使用表3所示的相同的多元线性回归模型对它们进行分析⇑,显示了使用%LAA950找到的相同的总体关系。
互动分析
的先天的然后将定义的交互项分别添加到多元回归模型中。在对照组中,性别和年龄对%LAA950的影响表现出显著的交互作用,表明随着年龄的增长,女性的%LAA950的增长速度比男性快(图2)⇓).年龄和目前的吸烟组在COPD病例中对其对%LAA950作用的显着相互作用,表明%LAA950随着目前吸烟者的增加而越来越迅速增加(图3⇓).性和包年与肺气肿的关系没有相互作用。性行为和吸烟习惯对AWT也没有影响。
我们还将COPD病例组合并将案例/控制状态添加到表3中的模型中的解释变量⇑.案例/控制状态和包组在AWT-PI10对其作用的影响显着互动,表明AWT在对照组中越来越多地增加了比COPD病例(图4)⇓).
讨论
在目前的研究中,我们使用大型COPD案例控制群体来执行定量CT数据的子组分析,并发现肺气肿估计和AWT的估算中具有相当大的性别,年龄和吸烟的相关差异。这些数据表明,男性和烟草中有更多的肺气肿,并且由于COPD案例/控制状态,随着年龄和包装数量增加,肺气肿的程度增加。艾滋病较高,在COPD病例和对照中,随着年龄的增加,较高,略有下降。相互作用分析表明,随着女性和当前吸烟者的年龄增加,肺气肿比得分更多。它还表明,随着对照组中的包装数量越来越多,AWT增加了更多。
性差异
本研究中的数据确认了以前的发现,即男性在女性中有更多的肺气肿;3.,9并扩展了之前的结果,包括了没有气流阻塞的对照组。这种性别差异与吉文瓦的研究结果相反等等。23.,谁没有发现CT肺密度测定法的任何性差异;但是,该研究可能仅包括42名科目。
男性肺气肿评分较高可能有几个原因。肺气肿的量化对吸入量非常敏感,但即使男性的肺更大17.,没有迹象表明男性启发更深,我们确实调整了鼓舞人心的分析。环境原因是另一种可能的解释,因为男性更接触职业空气传播剂,这可能对肺部有害24..当我们的研究小组在生命的头十年,男性吸烟的流行率是女性的两到三倍。由于儿子和父亲在一起的时间比女儿多,他们更有可能被动吸烟。有数据表明,儿童时期的被动吸烟可能对成年后的肺部有独立的影响26..我们的研究结果也可以通过剩余的混杂化吸烟来解释,但我们无法检查从不吸烟者的性别差异,因为这些没有包括在研究中。但是,我们确实将主题与<10包 - YRS进行比较,并在整个样本中观察到男性和女性之间的差异相同(数据未显示)。因此,我们发现剩余的混杂可能不太可能。
据我们所知,我们是第一个描述性别差异的CT测量气道尺寸。我们的发现与NETT研究(国家肺气肿治疗试验)中101名受试者的组织学结果相矛盾,其中女性的总管壁面积相对于管腔周长较高3..然而,这些研究不可媲美,因为Nett研究中的受试者是肺粪池减少手术的高度选择的候选者。此外,网站受试者都是免疫吸烟者,没有明显的痰液产生,而我们的研究包括基于社区的当前和出吸烟者的样本,具有广泛的呼吸道症状和肺功能。最后,Nett数据基于使用肺部的切除和大多数肺部部分的组织学测量的通气道<2mm的直径,而我们的CT检查基于来自肺部所有区域的通气道> 2mm。
以前描述的肺气肿评分的环境暴露的性别差异也可以解释气道差异。此外,男性比女性更大的肺部17.,这可能解释了为什么我们测量的男性气道数量略多,管腔略大。然而,AWT-Pi10对这种差异进行了调整,在模型中加入身高或CT得到的肺总容积后,性别差异仍然存在。有人可能会说,CT得出的肺总容积取决于吸气的程度。因此,我们也将CT得到的总肺容量作为预期总肺容量的一部分进行了调整。AWT中的性别差异仍然存在,这支持了一个事实,即这是一种真正的性别差异,与性别之间的大小差异无关。
年龄差异
在我们的研究中发现随着衰老的增加的肺气肿分数与之前的横截面符合23.和纵向27.调查。如果年龄和性别在对肺气肿评分的影响中互动的情况下审查了这些研究,而我们发现肺气肿评分的性别差异随着对照的增加而显着下降(图2⇑).这可能有几个解释。它可能表明,肺的自然老化逐渐降低了雄性更暴露的环境风险因素的相对重要性。由于年龄性互动仅存在于对照组,它也可能是男性比女性更明显的选择效果。最后,它可能与衰老相关的体脂的增加沉积主要是腹部腹部,并且更均匀地分布在女性中28.,29..衰老雄性的腹部脂肪量增加可能,在仰卧CT测量位置,按下膈肌,导致肺部密度增加并减少密度<-950胡的组织百分比。为了支持这一点,我们还发现老年男性对照中CT测量的肺体积略微减少。值得一提的是,这种年龄是一种更强大的预测因子,肺气肿比吸烟在患者和对照中都是吸烟,这符合最近在大胆的研究中报告的数据(慢性阻塞性肺病的负担)30..
吸烟有关的差异
越来越多的包装患者患者患有COPD病例中的肺气肿评分增加有关,即使在调整性别,年龄和当前吸烟状态后也是如此(表3⇑).这与Soejima的研究结果一致等等。27.,随之而来的83名吸烟者,每年CT为5年,即使他们没有调整年龄。这些数据也符合先前的呼吸生理研究,这些研究报告了包装年来是一种独立的肺气诊断的独立预测因素31..肺气肿与包年之间的关系,以及当前吸烟者随着年龄的增加肺气肿的增加更大(图3)⇑),只在我们的COPD案件中看到。然而,对照吸烟,并吸烟显着较低,并且比COPD病例显着降低肺气肿。
在COPD病例中增加每日烟雾消耗量的%LAA950减少(表2⇑和3⇑)最有可能是由于幸存者效应,即那些疾病更严重的人更有可能减少或戒烟。
目前吸烟的数量没有看到明确的趋势。但是,包数的数量与控制中的增加持续增加(表3⇑;无花果。 4⇑).这可能意味着观察到的气道壁增厚,平均在COPD病例中平均较大,是由于COPD病例中的不同潜在的病理生理机制引起了比对照32.- - - - - -35..然而,我们的研究是横截面,并阐明这些关系需要纵向设计。
研究的优势和局限性
本研究的实力是它是单一中心研究,所有对照受试者都以高响应率的群落研究取样36.- - - - - -38..此外,非反应者的调查表明,研究样本是在性别,年龄和吸烟方面的大量人口36.,我们认为我们发现的外部有效性很高。最后,使用相同的扫描仪进行所有CT扫描。
然而,本研究也存在一些局限性。1)尽管研究中包括了总吸烟史低至2.5包年的受试者,但我们不包括从不吸烟的人。2) COPD患者中男性较多,年龄较大,但这些差异均在多因素分析中进行了调整。3)本研究未包括GOLD i期,但GOLD II-IV期为临床重要期30..4)CT扫描并未螺旋测压,但已经表明定量CT试验的可重复性高,并且通过使用肌肉门控不太可能改善39..此外,调整所有分析的通胀水平。5)我们无法确定测量的通气道的几代,并且几代人可能会在肺部大而大的肺部之间不同。但是,测量的肺部量,腔尺寸或空气道数量的调整没有改变表3中观察到的关系⇑.最后,已经表明使用此处使用的技术的小气道壁尺寸的CT测量极为变量40..因此,我们在分析中只使用较大的气道。虽然COPD是一种小型气道疾病已被证实41.,42.,研究表明,小气道中的炎症反应也可以在大气道中看到43.,并且AWT的CT估计与小气道墙尺寸的组织学测量相关联8.因此,我们相信我们的结果确实反映了小型气道中发生的变化。
总之,本研究表明,研究人群的性别,年龄和吸烟组成对肺气肿和AWT的定量CT措施产生了强烈影响,并且在比较CT研究时必须考虑。只要考虑这些人口特征,量化CT是一种有价值的工具,用于进一步表征不仅具有COPD表型,而且是理解肺的自然历史的健康受试者。
支持声明
这项工作得到了Glaxosmithkline的支持。
感兴趣的语句
H.O. Coxson, S. g . Pillai和S. Sharma的兴趣声明和研究本身可以在www.www.qdcxjkg.com/misc/statements.dtl.
致谢
我们要感谢e.Thorsen在编制这份手稿时有价值的评论,C. Storness-Bliss用于定量分析和A-T。TRAN用于开发和维护分析软件和数据库。
- 收到了2008年11月5日。
- 接受2009年2月26日。
- ©ers Journals Ltd