二、影响疾病发生发展的因素
遗传因素可增加慢阻肺发病的易感性。有研究表明,有慢阻肺家族史的个体患慢阻肺的风险增大,且这种风险可能与共有的遗传基因有关,也可能与共同接触的环境因素有关。
目前,公认与慢阻肺相关的遗传病是α1-抗胰蛋白酶缺乏症(AATD),该酶是一种主要的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶抑制剂。尽管AATD仅与世界小部分人口相关,但它表明基因与环境之间存在交互作用,使个体易感性增加。欧美研究显示,重度α1-抗胰蛋白酶缺乏与肺气肿形成有关。我国人群中,α1-抗胰蛋白酶缺乏在肺气肿发病中的作用尚待明确。此外,还有一些研究表明,很多基因影响慢阻肺的易感性,如:基质金属蛋白酶12(MMP-12)基因与肺功能下降相关;过表达人MMP-1的转基因小鼠可发生与人类肺气肿极其相似的形态学表现。
基因多态性在慢阻肺的发病中也发挥一定作用。全基因组相关研究已发现与慢阻肺相关的基因位点,包括α-乙酰胆碱受体附近的标记物、刺猬因子相互作用蛋白(HHIP)等。但是,这些基因是否直接与慢阻肺相关,或仅是因果基因的标记物,至今尚不清楚。
年龄被认为是慢阻肺风险因素之一。随着年龄增长,呼吸道和肺实质会发生一些慢阻肺相关的结构性变化。
以往多数研究表明,慢阻肺男性患病率和死亡率均高于女性;但近年,更多来自发达国家的研究发现男女之间慢阻肺患病率相当。这可能反映了吸烟方式的变化,女性吸烟的现象极大地改变了性别在慢阻肺发病作用中的认识。虽然存在争议,仍有研究表明女性比男性更容易受到烟草烟雾的影响,从而导致更为严重的后果。这种观点已经在动物实验以及人类病理学标本上予以确认,在同等吸烟情况下,与男性相比,女性小气道病变更为严重。疾病的临床表现也可因性别不同而有一定差异,如患者对症状的感知力和报告力存在差异。男性主诉咳嗽和咳痰的情况多于女性,但主诉呼吸困难则更多见于女性。同时,女性呼吸道症状的诊断更容易被误诊,造成以往对女性慢阻肺诊断不足。
在孕期、新生儿期、婴幼儿期、学龄前期以及学龄期、青春期,诸多原因可以影响肺的生长发育。肺生长发育不良的个体可增加成人罹患慢阻肺的潜在风险,儿童时期的肺部疾病(如慢性新生儿肺炎、支气管肺发育不良、病毒性毛细支气管炎和哮喘)可能是成人慢阻肺的危险因素。有meta分析研究证实,婴儿出生体重和成人第一秒用力呼气容积(FEV1)之间呈正相关,体重对早期肺部感染亦产生影响。另外,通过队列研究表明,大约50%的慢阻肺患者FEV1会随着时间推移而加速下降,其余50%的患者则是由于肺的生长发育异常所致。对于肺生长发育不良与成人慢阻肺之间的关系,尚需更多临床观察和研究加以证实。
全球每年因吸烟死亡的人数约400万人。据预测,到2030年因吸烟死亡的人数将上升至500万人左右,其中发展中国家占70%。我国是吸烟人数最多的国家,逾67%的男性吸烟,约占世界吸烟人数的25%。目前公认,吸烟是引起慢阻肺最重要的危险因素,吸烟与慢阻肺的发生、发展密切相关。国内外大量流行病学调查结果显示,吸烟者患慢阻肺的人数比不吸烟者多3~5倍,吸烟量越大、吸烟时间越长、吸烟时烟草烟雾吸入气道越深、开始吸烟的年龄越早,则患慢阻肺的风险越大。据统计,吸烟人群中有10%~20%将发生慢阻肺,伴有呼吸道症状及肺功能受损,FEV1的年下降率和疾病死亡率均显著高于非吸烟者,有的吸烟者FEV1每年可下降100ml甚至更多。但是,只有部分吸烟者会发展成症状明显的慢阻肺,提示个体罹患慢阻肺的易感性因人而异。因此,识别慢阻肺易感人群和易感性的发病机制有深远的意义。还有其他的吸烟形式,如烟斗、雪茄、水烟以及吸食大麻等,均为慢阻肺的危险因素。吸烟造成肺蛋白酶-抗蛋白酶失衡,是引起肺气肿的重要原因。被动吸烟也被称为环境性吸烟(ETS),主要通过有害颗粒、气体吸入等方式加重呼吸道症状,并促进慢阻肺的发生。孕期吸烟可能对胎儿构成风险,影响肺组织生长和发育,可能导致免疫系统激活。无论是成人主动吸烟,还是儿童、成人被动吸烟,都是呼吸道感染的危险因素,两者呼吸道感染的风险都显著高于非吸烟者。而且,反复呼吸道感染使得慢性支气管炎发生、发展,病情逐渐加重,并发展为肺气肿。
职业暴露,包括有机或无机粉尘、化学药剂和烟雾等,常常是导致慢阻肺且最容易被忽视的危险因素。虽然职业因素对慢阻肺发生、发展的影响已争论多年,但越来越多的证据显示,室内通风措施不良、接触职业性致纤维化尘埃(煤粉、硅石、石棉)及其混合物(混合性粉尘、煤气油烟混合物)均与慢阻肺的发生有关。美国有一个横断面研究显示,对于长期暴露于粉尘和烟雾的工人,通过CT、肺功能等检查发现,不仅出现气流受限和呼吸道症状,还存在肺气肿和过度充气,并且这种改变与性别无关。周玉民等在中国7个省市(北京、上海、广东、辽宁、天津、重庆和陕西)城乡40岁及以上人群行慢阻肺横断面调查的基础上,分析职业接触粉尘和烟雾对慢阻肺及呼吸道症状的影响。结果显示,职业粉尘、烟雾暴露是罹患慢阻肺的危险因素,而且职业粉尘、烟雾暴露与吸烟存在协同作用,可使患呼吸道症状的危险度增加。美国胸科学会(ATS)估计职业暴露约占慢阻肺患者10%~20%,然而职业暴露的风险在其他监管较少的地区则可能远远高于由北美或欧洲所报告的数据。
随着经济和社会发展,室内空气污染逐渐引起了人们的关注。譬如木柴、动物粪便、秸秆和煤,通常在未充分燃烧时,可能导致非常严重的室内空气污染。越来越多的证据表明,在通风不良的住所烹饪和取暖可造成室内污染,这是慢阻肺重要的危险因素之一。国内研究表明,室内空气污染程度往往要比室外环境污染程度严重,含有更多容易触发人体疾病的有害物质。全球近30亿人口将生物燃料和煤作为主要能源,用于做饭、取暖和其他家庭的需求,因此这些人群均处于罹患慢阻肺的较大风险之中。我国农村人口众多,低质量的煤和生物燃料仍是多数农村地区的主要能源,这些燃料可产生大量对健康有害的物质,造成呼吸系统损害,合并肺癌和其他严重呼吸道疾病的风险显著增加,成为农村居民的主要死因之一。
城市严重的空气污染可直接影响机体的呼吸和心血管系统。长期生活在室外空气污染的地区,可能是导致慢阻肺发生、发展的一个重要因素。对于已经罹患慢阻肺的患者,严重的城市空气污染则可能加重病情。但是,室外空气污染作为慢阻肺危险因素的作用尚不清楚。相对于成年人吸烟而言,室外空气污染的危害似乎比吸烟要少一些。然而,已有证据表明空气污染对肺成熟和生长发育可产生重大影响。洛杉矶有学者通过对1759名儿童近10年的纵向健康研究发现,长期暴露于二氧化氮(NO2)、颗粒物质2.5(PM2.5)等空气污染物中,可导致儿童肺发育和生长受阻。儿童暴露在空气污染最重的地区同暴露在空气污染最低的地区相比,肺功能FEV1降低(定义为FEV1占预计值比值<80%)增长近5倍。重要的是,通过对迁出研究地区120名儿童的追踪研究发现,减少接触环境中NO2和PM2.5的水平,可显著减轻肺受损的风险。因此,该研究提示在严重空气污染情况下,儿童应该减少室外活动。
社会经济状态对疾病的影响一直受到人们的关注,较低的社会经济地位与慢阻肺风险增加相关,即社会经济地位较低的人群发生慢阻肺的概率较大,但贫困对慢阻肺风险的影响尚不清楚。迄今为止,国内外关于社会经济地位与慢阻肺之间关系的报道较少,但现有的证据表明慢阻肺的发生、发展与社会经济地位呈负相关,这可能与低社会经济阶层存在室内外空气污染、居住环境拥挤、营养不良、感染以及其他状况有关。丹麦哥本哈根的一项研究表明,社会地位最高人群和最低人群的FEV1出现差距,该研究同时反映出社会经济地位较低的人群因慢阻肺住院的危险性较经济地位最高的群体高出3倍,且该差异不受吸烟因素影响。
社会经济地位还会影响居住条件和接触污染环境的机会。国内有研究报道,居住条件较差的居民慢阻肺的患病率显著高于其他居住环境的居民,饮用河塘沟渠水或井水的居民患慢阻肺的危险性大幅度升高,说明居室条件差、灰尘污染重、卫生条件差可加快慢阻肺的发生、发展。随着社会经济差异的不断出现,社会经济状态对慢阻肺的影响越来越受到重视,应将其作为独立的危险因素进行干预。
慢阻肺与支气管哮喘(简称哮喘)是最常见的慢性气道炎症性疾病,慢阻肺的气流阻塞通常呈进行性加重且可能有部分逆转,而哮喘则以不同程度的可逆性气流受限为特征。
哮喘是慢性气流受限以及慢阻肺发展的危险因素之一,并与遗传和环境双重因素有关。一项有关气道阻塞性疾病的流行病学研究表明,成人哮喘患者在排除吸烟因素后,发展为慢阻肺可能性是普通人群的12倍。另有纵向研究表明,经过26年追踪随访,43%的哮喘患者存在可逆性气流受限,约20%发展为不可逆性气流受限,并且出现弥散性通气功能降低。还有研究对哮喘持续发作的儿童进行持续追踪,并根据其肺功能情况分层,结果显示约11%的哮喘患者出现了肺功能受损,并且符合慢阻肺诊断标准,提示儿童哮喘持续状态和肺功能降低是不可逆性气流受限乃至成人早期慢阻肺的高危因素。欧盟有一项健康调查发现,气道高反应性是仅次于吸烟的慢阻肺主要高危风险因素,人群归因危险度约15%(吸烟人群约39%)。通过对存在慢性气流受限的非吸烟哮喘患者以及吸烟的非哮喘患者气道病理结果分析,显示两者存在显著性差异,这表明虽然两者均可以表现为肺功能下降,但两种疾病本质上还是存在很大不同。其实,有时从慢阻肺患者中区分出哮喘,还是比较困难的事情。值得一提的是,气道高反应性可存在于无症状的哮喘患者。气道高反应性是研究慢阻肺和呼吸道疾病死亡率的独立预测指标,并是预测轻度慢阻肺患者肺功能过度下降的危险因素之一。
Fletcher等学者研究表明,慢性支气管炎与肺功能的加速下降无相关性。然而,随后的研究发现,与气道黏液高分泌和FEV1加速下降相关。而且,在吸烟的年轻人中,慢性支气管炎的存在增加了发展为慢阻肺的可能性。同时,慢性支气管炎也与急性加重的次数、严重程度相关。
儿童时期严重呼吸道感染与成年时肺功能降低、呼吸道症状相关。有气道高反应性的儿童患重度感染的机会大大增加,而气道高反应性被认为是慢阻肺的危险因素之一。慢阻肺急性加重(AECOPD)可能与急性上呼吸道病毒感染有关,呼吸道病毒感染的发生率为7%~64%,包括常见的呼吸道合胞病毒、腺病毒、流感病毒、副流感病毒等。细菌是导致慢阻肺急性加重的重要原因,尽管细菌感染在慢阻肺发病中的作用一直有争议,但目前倾向于认为细菌感染主要起加重慢阻肺相关肺损伤和临床症状的作用。易感性在慢阻肺急性发作中发挥重要作用,但是在疾病的发生、发展的中作用尚不明确。人类免疫缺陷病毒(HIV)感染可加快吸烟相关的肺气肿和慢阻肺的进程,HIV所致的肺部感染可能在此过程中发挥一定作用。肺结核也是慢阻肺的危险因素,结核病既是慢阻肺的鉴别诊断,也是其可能的合并症。