犬隻肝膽疾病：動脈血氣異常的臨床意義與分析

本翻譯僅作學術交流用，無商業意圖，請勿轉載，如有疑議問請來信

這項研究顯示，犬隻肝膽疾病，尤其是外肝膽管梗阻（EHBO）和慢性肝炎，可能導致顯著的呼吸異常。血氣分析顯示，患有肝膽疾病的犬隻普遍存在低氧血症（PaO2 ≤ 80 mmHg）及較高的肺泡-動脈氧差（AaDO2）。這些呼吸異常可能是手術或麻醉過程中的風險因素，建議在術前進行常規的血氣分析，以便及早發現並處理呼吸問題。

Arterial blood gas anomaly in canine hepatobiliary disease

犬隻肝膽疾病中的動脈血氣異常

Kaneko Y, Torisu S, Kobayashi T, et al. Arterial blood gas anomaly in canine hepatobiliary disease. J Vet Med Sci. 2016;77(12):1633-1638. doi:10.1292/jvms.15-0169

https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC4710720/

Abstract

Arterial blood gas analysis is an important diagnostic and monitoring tool for respiratory abnormalities. In human medicine, lung complications often occur as a result of liver disease. Although pulmonary complications of liver disease have not been reported in dogs, we have frequently encountered hypoxemia in dogs with liver disorders, especially extrahepatic biliary obstruction. In addition, respiratory disorders account for 20% of perioperative fatalities in dogs. Therefore, in this study, we evaluated the respiratory status in dogs with hepatobiliary disease by arterial blood gas analysis. PaO2 and PaCO2 were measured. Alveolar-arterial oxygen difference (AaDO2), the indicator of gas exchange efficiency, was calculated. Compared to healthy dogs (control group), hepatobiliary disease dogs had significantly lower PaO2 and higher AaDO2. Hypoxemia (PaO2 of ≤80 mmHg) was observed in 28/71 dogs with hepatobiliary disease. AaDO2 was higher (≥30 mmHg) than the control group range (11.6 to 26.4 mmHg) in 32/71 hepatobiliary disease dogs. By classifying type of hepatobiliary disease, dogs with extrahepatic biliary obstruction and chronic hepatitis showed significantly lower PaO2 and higher AaDO2 than in a control group. Dogs with chronic hepatitis also had significantly lower PaCO2. The present study shows that dogs with hepatobiliary disease have respiratory abnormalities more than healthy dogs. Preanesthetic or routine arterial blood gas analysis is likely beneficial to detect the respiratory abnormalities in dogs with hepatobiliary disease, especially extrahepatic biliary obstruction and chronic hepatitis.

Keywords: arterial blood gas, canine, chronic hepatitis, extrahepatic biliary obstruction, hepatobiliary disease

摘要

動脈血氣分析是診斷和監測呼吸異常的重要工具。在人類醫學中，肺部併發症通常是由肝臟疾病引起的。儘管犬隻的肝臟疾病並未報告有肺部併發症，但我們經常在患有肝臟疾病的犬隻中發現低氧血症，尤其是外肝膽道梗阻。此外，呼吸系統疾病在犬隻的圍手術期死亡中佔有20%的比例。因此，在本研究中，我們通過動脈血氣分析評估患有肝膽疾病犬隻的呼吸狀況。我們測量了PaO2和PaCO2，並計算了肺泡-動脈氧氣差（AaDO2），這是氣體交換效率的指標。與健康犬隻（對照組）相比，肝膽疾病犬隻的PaO2顯著較低，AaDO2則較高。28/71隻肝膽疾病犬隻出現低氧血症（PaO2 ≤ 80 mmHg）。32/71隻肝膽疾病犬隻的AaDO2（≥30 mmHg）高於對照組範圍（11.6至26.4 mmHg）。通過分類肝膽疾病的類型，患有外肝膽道梗阻和慢性肝炎的犬隻顯示出顯著低的PaO2和較高的AaDO2。慢性肝炎犬隻的PaCO2也顯著較低。本研究顯示，患有肝膽疾病的犬隻比健康犬隻更容易出現呼吸異常。麻醉前或常規的動脈血氣分析對於檢測患有肝膽疾病的犬隻（特別是外肝膽道梗阻和慢性肝炎）的呼吸異常可能是有益的。

關鍵字：動脈血氣，犬隻，慢性肝炎，外肝膽道梗阻，肝膽疾病

**動脈血氣（ABG）分析是診斷和監測呼吸異常的重要工具，測量動脈氧氣分壓（PaO2）和二氧化碳分壓（PaCO2）提供有關肺功能的資訊[7]。在人類醫學中，肝臟疾病常常引發肺部和其他器官的併發症[9]。例如，在肝硬化中，超過70%的接受肝臟移植評估的患者抱怨呼吸急促[19]。在人類慢性肝病患者的篩查研究中，動脈血氣異常出現在多達45%的患者中[12]。肝肺綜合症已被報導為肝臟疾病的呼吸併發症。肝肺綜合症在人類中已被充分認識，並通過以下特徵來定義：1）肝臟疾病，2）低氧血症或高肺泡-動脈氧氣梯度（AaDO2），3）肺內血管擴張[11, 21, 23]。儘管犬隻肝臟疾病的肺部併發症尚未報告，但我們經常在患有肝臟疾病的犬隻中遇到低氧血症，特別是在外肝膽道梗阻的情況下。此外，呼吸系統疾病在犬隻的圍手術期死亡中佔20%，根據一項小動物圍手術期死亡研究，55%的死亡可歸因於呼吸或心血管系統疾病[5]。這些觀察結果突顯了在患有肝膽疾病的犬隻中，術前篩查呼吸異常的重要性。因此，我們在患有肝膽疾病的患者中常規進行術前動脈血氣分析。據我們所知，犬隻肝膽疾病的ABG檔案尚未報告。因此，本研究通過分析ABG來評估患有肝膽疾病犬隻的呼吸狀況。此外，我們將肝膽疾病分類為先天性門體分流、肝臟腫塊、無黃疸的膽囊疾病、外肝膽道梗阻和慢性肝炎，並評估每一項ABG結果、生命體徵和血液測試。**

材料與方法

本研究納入了71隻由2010年2月到2014年8月期間，因肝膽疾病而轉診至我們醫院的客戶飼養犬隻。這些犬隻在確診為肝膽疾病並確認未出現心肺疾病臨床症狀後，才納入研究。心肺疾病的有無由聽診和胸部X光檢查確定。患有肝膽疾病的犬隻被分類為先天性門體分流（n=17）、肝臟腫塊（n=13）、無黃疸的膽囊疾病（GBD）（n=12）、外肝膽道梗阻（EHBO）（n=18）和慢性肝炎（CH）（n=11）。所有病例都作為外科候選患者提出並在全身麻醉下進行手術，除了2例GBD和1例EHBO。肝臟腫塊包括肝細胞癌（n=6）、結節性增生（n=3）及各1例纖維肉瘤、未分化惡性腫瘤、癌症和肝細胞腺瘤。GBD包括膽囊黏液囊腫（n=5）、膽汁泥（n=4）和膽石症（n=3）。EHBO的原因包括膽囊黏液囊腫（n=9）、膽石症（n=6）和膽汁泥（n=3）。14隻健康的客戶飼養犬隻作為對照組，這些犬隻在全血計數、血尿素氮、血清肌酸酐、天門冬氨酸轉氨酶、丙氨酸轉氨酶和鹼性磷酸酶、聽診及其他體檢結果中均無異常。本研究中所有病例都已獲得飼主知情同意。

動脈血樣本於禁食並且在手術前，從外科病例的犬隻中在常規空氣中獲取。動物被放置並休息在側臥位，血液從股動脈用25號針頭和1毫升的肝素化注射器抽取（注射器中加入少量肝素鈉以潤濕整個注射器，並儘可能擠出）。ABG分析（i-STAT 300F分析儀；Fuso Pharmaceutical Industries，大阪，日本，配合i-STAT CG4+或EG7+卡匣；Abbott Laboratories，Abbott Park，IL，美國）在樣本收集後1分鐘內進行。測量了PaO2、PaCO2和pH。ABG分析儀自動計算鹼過剩（BE）和碳酸氫根（HCO3−）濃度。肺泡-動脈氧氣差（AaDO2），作為氣體交換效率的指標，根據PaO2和PaCO2以及吸入氧氣分數（FiO2）0.21（空氣），氣壓（PB）765 mmHg，水蒸氣壓（PH2O）50 mmHg和呼吸交換比（R）0.8，使用以下公式計算：AaDO2 = FiO2 × (PB – PH2O) – PaCO2 / R – PaO2。

激發生理鹽水對比經胸超聲心動圖是一種簡單且高度敏感的診斷程序，用於檢測肺內血管擴張[1, 3, 20]。當2毫升生理鹽水、0.2毫升血液和少量空氣進行激發並靜脈注射時，氣泡首先會在右心房被檢測到，然後移動到肺部血管床，但由於氣泡較大（≥15 µm），它們無法通過肺毛細血管循環（人類的毛細血管直徑為5至8 µm，犬隻為6.5 µm）[10]。因此，若氣泡立即出現在左心房，則表示心臟先天性畸形，如房間隔缺損或室間隔缺損[21, 23]。另一方面，如果氣泡在右心房可視化後4至6次心跳出現在左心房，則提示存在肺內血管擴張[21]。在本研究中，我們在8例慢性肝炎病例中進行了激發生理鹽水對比經胸超聲心動圖，旨在檢查是否存在肺血管擴張。

所有統計分析均使用統計處理軟件（JMP 9，SAS Institute Japan，東京，日本）進行。根據Shapiro-Wilk正態性檢驗，數據不符合正態分佈。因此，所有數據均以中位數和範圍（最小值到最大值）表示，並通過非參數方法進行分析。Mann-Whitney U檢驗用於兩組獨立樣本之間的比較，Kruskal-Wallis檢驗用於多組之間的比較，當發現顯著差異時，對每對組進行Steel-Dwass檢驗。統計學顯著性設定為P<0.05。

結果

對照組中有7隻完整雄性和7隻雌性（4隻完整，3隻已去勢），中位年齡為3.0歲（0.7至10.0歲），中位體重為14.1公斤（6.6至26.9公斤）。71隻肝膽疾病犬隻[22隻雄性（15隻完整，7隻已去勢）和49隻雌性（27隻完整，22隻已去勢）]的中位年齡為8.8歲（0.3至14.0歲），中位體重為5.3公斤（1.6至32.0公斤）。對照組的中位年齡顯著低於肝膽疾病組（P=0.006）。在性別比例和中位體重方面，兩組之間未發現顯著差異。

肝膽疾病組的中位PaO2顯著低於對照組[84 mmHg（57至120 mmHg）對91 mmHg（81至100 mmHg）]（P=0.0016）（圖1A）。肝膽疾病組的AaDO2顯著高於對照組[29.4 mmHg（5.0至59.7 mmHg）對21.5 mmHg（11.6至26.4 mmHg）]（P<0.001）（圖1B）。PaCO2未顯示出顯著差異。在肝膽疾病組中，有28隻犬隻（39.4%）出現低氧血症（PaO2 ≤ 80 mmHg），32隻犬隻（45.1%）的AaDO2 ≥30 mmHg，這些結果偏離了對照組範圍（11.6至26.4 mmHg），提示可能存在肺部疾病[6]。

圖1.

對照組（n=14）與肝膽疾病犬隻（HBD，n=71）之間的（A）PaO2和（B）AaDO2比較。個別數值以點表示。每個框內的水平線表示中位數，框的上邊和下邊分別表示第25百分位數和第75百分位數。超出鬍鬚外的點是異常值，表示超過第75百分位數上方或第25百分位數下方1.5倍四分位範圍的數據。顯著差異（P<0.01）以（**）標示。注意肝膽疾病組的PaO2顯著較低，AaDO2顯著較高。

在各類肝膽疾病組的評估結果中，外肝膽道梗阻（EHBO）和慢性肝炎（CH）組的PaO2顯著低於對照組[分別為77 mmHg（57至98 mmHg）和80 mmHg（64至89 mmHg）]（P=0.024和P=0.038）（圖2A）。對於PaCO2，CH組[26.5 mmHg（21.7至32.2 mmHg）]顯著低於對照組[30.9 mmHg（25.1至38.3 mmHg）]（P=0.046）（圖2B）。AaDO2在EHBO組[32.1 mmHg（15.0至59.7 mmHg）]和CH組[37.0 mmHg（28.6至54.9 mmHg）]中顯著高於對照組（P=0.003和P=0.0004）（圖2C）。在先天性門體分流、肝臟腫塊和無黃疸的膽囊疾病（GBD）組，PaO2、AaDO2和PaCO2與對照組相比未見顯著差異。對照組與任何肝膽疾病類型之間在pH、鹼過剩（BE）和碳酸氫根（HCO3−）濃度方面未發現顯著差異（圖2D–2F）。

圖2.

對照組與肝膽疾病類型之間的（A）PaO2，（B）PaCO2，（C）AaDO2，（D）pH，（E）鹼過剩（BE）和（F）碳酸氫根（HCO3−）比較。個別數值以點表示。框定的區域定義了第25百分位數和第75百分位數，箱中水平線表示中位數。超出鬍鬚外的點是異常值，表示超過第75百分位數上方或第25百分位數下方1.5倍四分位範圍的數據。顯著差異（P<0.05和P<0.01）以（*，**）標示。注意外肝膽道梗阻（EHBO）和慢性肝炎（CH）組的PaO2顯著較低，CH組的PaCO2顯著較低，EHBO和CH組的AaDO2顯著升高。對照組與任何肝膽疾病類型在pH、鹼過剩（BE）和碳酸氫根（HCO3−）方面未發現顯著差異。CPSS：先天性門體分流，HM：肝臟腫塊，GBD：無黃疸的膽囊疾病。

每個疾病組別的生命體徵和血液檢測結果如圖3所示。肝膽疾病各類型之間在體溫、心率和呼吸率方面未發現顯著差異（圖3A–3C）。對於呼吸率，標註為「喘氣」的數據以200次/分鐘表示。在白血球計數方面，EHBO組[25,923 /µl（5,800至68,900 /µl）]和CH組[14,300 /µl（3,800至25,300 /µl）]顯著高於GBD組[8,000 /µl（4,100至15,000 /µl）]（P=0.004和P=0.037，分別）（圖3D）。C反應蛋白在EHBO組[3.9 mg/dl（0.3至14.0 mg/dl）]顯著高於GBD組[0.6 mg/dl（0至5.0 mg/dl）]和CH組[0.8 mg/dl（0.3至13.3 mg/dl）]（P=0.0097和P=0.033，分別）（圖3E）。天門冬氨酸轉氨酶在EHBO組[156 U/l（35至1,000 U/l）]顯著高於CPSS組[50 U/l（38至272 U/l）]、HM組[35 U/l（27至409 U/l）]和GBD組[32 U/l（14至212 U/l）]（P=0.013、P=0.030和P=0.001，分別）。此外，CH組[98 U/l（46至348 U/l）]顯著高於GBD組（P=0.0097）（圖3F）。丙氨酸轉氨酶在EHBO組[616 U/l（47至2,986 U/l）]顯著高於CPSS組[91 U/l（34至606 U/l）]和GBD組[220 U/l（15至575 U/l）]（P=0.0101和P=0.0306，分別）（圖3G）。鹼性磷酸酶在EHBO組[4,561 U/l（2,417至11,551 U/l）]顯著高於CPSS組[359 U/l（84至1,244 U/l）]、HM組[925 U/l（132至10,500 U/l）]、GBD組[356 U/l（112至4,605 U/l）]和CH組[1,383 U/l（303至5,857 U/l）]（P=0.0001、P=0.0062、P=0.0003和P=0.0072，分別）。此外，CH組與CPSS組相比顯示出顯著更高（P=0.0140）（圖3H）。總蛋白在CPSS組[5.5 g/dl（3.4至6.5 g/dl）]顯著低於HM組[7.3 g/dl（6.1至7.8 g/dl）]和EHBO組[6.45 g/dl（5.7至8.4 g/dl）]（P=0.003和P=0.047，分別）（圖3I）。白蛋白在CPSS組[2.6 g/dl（1.7至3.3 g/dl）]顯著低於GBD組[3.5 g/dl（2.7至3.8 g/dl）]（P=0.019）（圖3J）。

圖3.

肝膽疾病類型之間的（A）體溫，（B）心率，（C）呼吸率，（D）白血球（WBC），（E）C反應蛋白（CRP），（F）天門冬氨酸轉氨酶（AST），（G）丙氨酸轉氨酶（ALT），（H）鹼性磷酸酶（ALP），（I）總蛋白（TP）和（J）白蛋白（ALB）比較。每種疾病類型下的病例數已顯示。個別數值以點表示。框定的區域定義了第25百分位數和第75百分位數，箱中水平線表示中位數。超出鬍鬚外的點是異常值，表示超過第75百分位數上方或第25百分位數下方1.5倍四分位範圍的數據。肝膽疾病類型之間在體溫、心率和呼吸率方面未發現顯著差異。注意，外肝膽道梗阻（EHBO）和慢性肝炎（CH）組的白血球顯著較高，EHBO組的C反應蛋白顯著較高。還需注意，EHBO和CH組的天門冬氨酸轉氨酶顯著較高，EHBO組的丙氨酸轉氨酶顯著較高，EHBO和CH組的鹼性磷酸酶顯著較高，先天性門體分流（CPSS）組的總蛋白和白蛋白顯著較低。HM：肝臟腫塊，GBD：無黃疸的膽囊疾病。

在8例慢性肝炎（CH）病例中進行了激發生理鹽水對比經胸超聲心動圖。激發生理鹽水製成的氣泡在注射後立即在右心被檢測到，然後在三例中經過第5次心跳後出現在左心。

討論

在本研究中，我們通過分析動脈血氣（ABG）來評估患有肝膽疾病的犬隻的呼吸狀況。在人類醫學中，肝臟疾病常常引起肺部併發症[9]。然而，犬隻的肝臟疾病並未報告有肺部併發症。在本研究中，我們觀察到患有肝膽疾病的犬隻有顯著下降的PaO2和增加的AaDO2。此外，約45%的肝膽疾病犬隻出現低氧血症和/或高AaDO2。因此，這是首次報告描述肝膽疾病與犬隻PaO2和AaDO2惡化相關的研究。

與對照組相比，外肝膽道梗阻（EHBO）和慢性肝炎（CH）組顯示出顯著較低的PaO2和較高的AaDO2。然而，CH組的PaCO2顯著較低，而EHBO組未顯示出顯著差異。此外，慢性肝炎和EHBO顯示出不同的病因學和病理生理狀態。因此，這兩種情況中的呼吸異常狀態可能涉及不同的機制。

在外肝膽道梗阻中，細菌轉位和內毒素血症可能會刺激全身性炎症反應，從而產生自由氧自由基，這可能導致肺部損傷[2, 6, 15, 22]。刺激性炎症細胞在小氣道和肺部空間的積聚，也會導致肺泡上皮功能和微循環的受損。如果這些情況持續存在，急性呼吸窘迫綜合症（ARDS）可能會發展[17]。此外，在使用膽管結紮的實驗大鼠模型中， histologically顯示支氣管液體積聚和支氣管周圍的中性粒細胞浸潤[8]。我們在本研究中未進行肺部活檢，因為這項研究是在客戶飼養犬隻中進行的。然而，EHBO組觀察到較高的白血球計數和C反應蛋白，因此，可能涉及類似的肺損傷機制，導致EHBO犬隻的低氧血症。

在慢性肝病中，肺部併發症的發展，特別是肝肺綜合症，在人類中有充分的文獻記錄[11, 21, 23]。肝肺綜合症自1966年以來就被認識[4]，其特徵是：1）肝臟疾病，2）低氧血症或AaDO2增高，3）肺內血管擴張。儘管其確切機制尚未完全理解，但已經提出，由於肺內血管擴張或動靜脈瘺形成引起的通氣-灌注不匹配，是肝肺綜合症中低氧血症的原因。據報導，肝肺綜合症發生在10%至30%的肝硬化患者中[11]。然而，這種綜合症在犬隻中尚未描述。在本研究中，我們在8例慢性肝炎病例中進行了激發生理鹽水對比經胸超聲心動圖。在三例中，激發生理鹽水製成的氣泡在右心可視化後5次心跳出現於左心。這表明存在肺內血管擴張。因此，肝肺綜合症可能也存在於犬隻中。此外，本研究中的CH組顯示PaO2和PaCO2降低以及AaDO2增加，這些結果與人類慢性肝炎病例中伴有肺內血管擴張的情況相符[3]。

此外，值得注意的是，外肝膽道梗阻（EHBO）犬隻的圍手術期死亡率高達28%至64%[14]。在本研究中，17隻經手術治療的EHBO犬隻術後（術後一週內）未見死亡。在我們的醫院中，術前和/或術後常規進行動脈血氣分析，並在必要時，動物會在重症監護病房接受氧氣治療，儘管尚不清楚這些圍手術期管理措施是否有助於低死亡率。在與麻醉相關的死亡研究中，20%的圍手術期死亡與犬隻的呼吸系統疾病有關[5]，且本研究中許多患有肝膽疾病的犬隻具有明顯較低的PaO2和較高的AaDO2，因此將血氣分析納入肝膽疾病犬隻的麻醉前篩查中似乎非常重要。此外，肝肺綜合症與人類肝硬化患者的預後不良相關[18]。因此，應重新評估慢性肝炎犬隻的呼吸狀況。

在本研究中，通過體檢、聽診和胸部X光檢查排除了預先存在的心肺疾病。未來的研究可能需要更詳細的評估，如超聲檢查和計算機斷層掃描。此外，肝膽疾病群體的中位年齡顯著高於對照組犬隻。然而，在犬隻中，年齡對動脈血氣的影響似乎可以忽略不計。先前的研究報告指出，年輕犬（未報告年齡）和老年犬（≥8歲）之間的PaO2和AaDO2水平相似[13]，且禁食的PaO2和PaCO2在年輕犬（1歲）和老年犬（10至12歲）之間也無顯著差異[16]。因此，儘管我們研究中的肝膽疾病犬隻的中位年齡為8.8歲，但年齡的影響被認為是微不足道的。

總結來說，本研究表明，患有肝膽疾病的犬隻可能會出現呼吸併發症，特別是外肝膽道梗阻和慢性肝炎。在這些犬隻中，術前或常規動脈血氣分析可能對檢測呼吸異常有益。

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