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呼气氢试验临床应用与研究进展
中华消化杂志1999年2月第19卷第1期
作者单位：215008 江苏省苏州市第三人民医院，
苏州市消化系疾病与营养研究中心
郑家驹
关键词 呼气氢试验（BHT） 应用 进展
呼气氢试验（breathhydrogentest，BHT）作为一种非侵入性胃肠功能检查方法，1984年起在国内广泛开展应用，受到内儿科与消化科医师的重视［1～3］。由于该试验需使用气相色谱仪，在临床普遍应用受到一定限制。近年来，相对简单的收集、贮存与分析呼气氢方法，如电化学微量氢气分析仪，可同时测定甲烷分析仪等的不断改进与国产化，使该试验的扩大应用进一步得到发展［4，5］。本文兹就近年来国内外应用与研究进展作一简介如下。
一、肠内氢气产生的机制
适量的糖类物质摄入后，一般均能被小肠吸收。但一些在小肠内吸收较差的糖，如D-木糖，或小肠内不能消化的糖，如乳果糖、棉子糖及纤维素等，摄入后即直接进入结肠，并被结肠菌株分解或发酵产生氢气。所产氢气除大部分被排出外，约14％～21％吸收后从肺呼出。正常呼气中仅含极微量氢气，但肠内只要有2g以上的糖类物质发酵，呼气中的氢气含量即可以明显增高，并可被准确检出［1］。
当肠道吸收细胞病变或缺乏膜结合性双糖酶，如乳糖酶、蔗糖-异麦芽糖酶或麦芽糖酶等时，相应的糖摄入后均可直接进入结肠并产生氢气，并被检测出，而明确诊断。
二、碳水化合物吸收不良
呼气氢试验最早被用于乳糖吸收不良症的诊断［1，5，6］。其原理为在小肠乳糖酶缺乏者中，乳糖（或牛乳）摄入后不被小肠吸收，而由结肠内细菌发酵产生氢气，经血循环并由肺呼出［7～8］，经检测而明确诊断。该方法与诊断乳糖吸收不良症的其它方法，如空肠粘膜活检标本乳糖酶活性直接测定，或间接的乳糖耐受试验等相比，结果极为一致，而具有非侵入性及简便等优点。呼气氢试验诊断乳糖吸收不良症时，假阳性结果较少见，如发生，可能与操作因素，包括试验前抽烟、睡眠状态或膳食中纤维素过量等有关［1，5］。小肠细菌过度生长也可导致摄用试餐碳水化合物后呼气中氢浓度迅速升高反应。假阳性结果也较乳糖耐受试验为少，发生率约为5％～15％，系由多种因素所致，如小肠内缺乏乳果糖发酵菌株、试验前应用广谱抗生素、结肠内酸度过高以及腹泻或胃排空延迟等。在考虑假阴性结果时，可进一步测定呼气中甲烷（CH4）浓度（甲烷与H2同为乳糖在肠内发酵后的主要气体，并也可从呼气中排出），或采用乳果糖或服用硫酸镁（可降低结肠内酸度）后再测定呼气氢以作出正确判断［5］。
因先天或获得性因素所致的蔗糖或葡萄糖吸收不良时，也可在服用相应的糖作为试餐后，测出呼气中氢浓度的升高而明确诊断［1，5］。
三、小肠细胞过度生长
近年来，采用呼气氢试验来诊断小肠细菌过度生长的报道日见增多［5］。在胃酸分泌呈低下状态时，如萎缩性胃炎或多数老年人中，胃内细菌数可明显增加，并可在小肠内扩大繁殖。此外，小肠动力功能减低或其它原因引起的小肠郁滞，也可使结肠内细菌定居繁殖。当每毫升小肠内容物中细菌数＞105时，即可确定为小肠细菌过度生长。此时，口服的糖类物质在进入结肠之前，即被小肠过度生长细菌发酵分解产生氢气，故测定呼气中氢可反映小肠内菌群生长情况［1］。如口服葡萄糖（70～100g）或乳果糖（10g）后2小时内呼气中氢浓度升高≥12ppm时，即可诊断为小肠细菌过度生长。采用葡萄糖进行呼气氢试验诊断小肠细菌过度生长的敏感性为75％，特异性为90％。如果空腹时呼气中氢浓度＞20ppm，服用葡萄糖后进一步升高＞12～15ppm时，对诊断更有帮助。如同时测定呼气中甲烷，则更可提高敏感性与特异性。
采用呼气氢试验诊断小肠细菌过度生长，方法简便，不需插入鼻胃管抽取小肠内容物进行细菌培养。而且一些拟杆菌属或其它厌氧菌培养均较困难，培养结果往往并不一定能反映肠菌生长的真实情况。一般肠内有2g以上的糖被发酵，呼气中H2排出量即明显升高，且比较恒定地为肠内产H2量的14％。
四、胃泌素功能测定
口服金属镁后，它在胃内可与盐酸反应而产生H2，并经胃粘膜弥散入血而随呼气排出。呼气中H2排出量与胃内盐酸量呈正相关。因此，检测呼气中H2浓度即可反映其胃泌酸功能［9］。我们采用该法，并与五肽胃泌素刺激试验、99mTc胃γ照相法比较，表明无论在正常人或胃与十二指肠疾病患者中三种试验均呈显著的相关性。呼气氢胃泌酸功能测定方法具有不需要插入鼻胃管而引起患者不适的优点。
五、小肠传递时间测定
正常小肠粘膜并无可水解乳果糖的酶。因此，口服乳果糖时，仅在抵达结肠后，才被细菌酶分解而产生H2。口服小肠不吸收性糖如乳果糖后，呼气中H2排出升高所需的时间，即代表口至盲肠传递时间，即小肠传递时间，正常为60～120分钟。由于乳果糖可保留肠腔内水分，并可增加肠动力，因此一般以小剂量（10g）作为标准剂量。如果受检者为不产生氢气者（可高达25％），则可测定口服乳果糖后呼气中CH4。现有报道，用山梨醇代替昂贵的乳果糖来测定小肠传递时间，两者结果极为一致。我们采用山梨醇对52例正常人进行测定，平均小肠传递时间为73．9±20．4分钟，与放射学方法测得的72．7±18．2分钟比较差异无显著性（P＞0．05），且重复性佳［10］。
也可用乳糖代替乳果糖作为底物。—15—中华消化杂志1999年2月第19卷第1期 ChinJDig，February1999，Vol．19，No．1在确定为乳糖吸收不良者中，以乳糖（18g）作为底物测得的小肠传递时间为146．8±65．9分钟［11］。此外，也有报道以牛奶或自行配制的试餐（以便更符合日常生理状态）作为底物，然后测定小肠传递时间。其测定结果如附表［12］所示。由于各个体间乳糖酶缺乏程度差异较大，因此以牛奶为试餐测得的小肠传递时间也各人不一，其范围为31～195分钟，平均为113±9分钟，变异系数为13％±14％（n＝6）；而以乳果糖作为底物时，相应的变异系数为39％±16％（n＝10）。以牛奶为底物时，还有不产H2频率低、不适症状轻及重复性佳等优点。但目前多数研究报道仍以乳果糖作为标准底物，并作为其它方法的对照。
附表 呼气氢试验测定小肠传递时间可应用的底物
| 底物 |
剂量（g／ml） |
口至盲肠传递时间（分钟） |
| 乳果糖 |
10 |
73．0±6．5 |
| 乳糖［15］ |
18 |
146．8±65．9 |
| 山梨醇［13］ |
15 |
73．9±20．4 |
| 牛奶［16］ |
300 |
113±9 |
| 试餐［17］ |
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192±16 |
利用呼气氢方法进行小肠传递时间测定，对小肠动力学研究具有重要价值，已被广泛地应用于药代动力学、生理学、营养学以及临床多种疾病状态时的研究，并证明呼气氢试验是一种简易、灵敏及重复性好的口至盲肠传递时间的测定方法。乳果糖（10～20g）呼气氢试验证明，服用易蒙停（2～12mg）或苯乙哌啶（7．5mg）分别使口至盲肠传递时间从56．3±6．7分钟或60分钟，延长至100．0±10．2分钟或75分钟；而口服胃复安则使相应时间从90分钟，缩短至45分钟［13］。吸烟与尼古丁（4mg）则可使这一时间从100分钟延缓至120分钟［14］。含多糖的碳水化合物食物，如摄食Gnar（瓜儿胶），果胶、欧车前（康赐尔）、纤维素及其饮料摄食后呼气中氢及甲脘的变化［15，16］，以及许多疾病状态，如腹泻与功能性消化不良等时的口至盲肠传递时间等均有研究与报道［17］。在一组34例患有各种不同胃肠道症状的I型糖尿病患者中，发现其口至盲肠时间（服用10g乳果糖后）比对照组明显延长，分别为106．4±31．1分钟与84．2±27．1分钟。并发现糖尿病人中H2产生绝对量较正常人为低。因此，可以认为糖尿病可影响胃肠道生理功能。
六、其它
在英格兰与美国均有报道，采用呼气氢试验作为致死性新生儿坏死性小肠炎的早期诊断［1，5］。因为，对监护中的早产儿观察表明，在肠炎发作前，呼气中氢增多。此外，较多的研究均指出同时检测呼气氢与甲烷可用于诊断某些蛋白水解酶的缺乏［5］。在这些疾患中，一些粘多糖或更复杂的物质可未在小肠内水解而进入结肠，由细菌分解，使H2与CH4产生增多，并从呼气中排出，胰功能不全所致胰淀粉酶缺乏时，给予一定的负荷剂量淀粉试餐可能未在小肠内被水解而进入结肠，产生过多的H2与CH4，从呼气中排出。此外，某些艾滋病，或所谓的哮吼症（crfoup，即格鲁布症，为一种喉头炎）患者发生的一些胃肠道症状均可能与肠菌过度生长有关，也可通过微量气体试验协助诊断［5］。
总之，自本世纪60年代Calloway及Levitt分别报道可通过测定呼气中的微量气体，来诊断乳糖酶缺乏所致乳糖吸收不良症以来，呼气试验已被广泛应用于胃肠病诊断。值得指出的是，在呼气氢试验中同时测定CH4，对避免假阴性结果及提高小肠细菌过度生长的确诊率更有意义。随着测定技术的改进，目前已有可用来同时测定呼气中H2与CH4的分析设备（如美国生产的ModelDP型Microlyzer等）。相信随着对呼气试验认识的提高与设备的改进，该试验将会更多地被应用于胃肠病临床工作中去。
参考文献略
本文编辑：夏维新
收稿：1997-07-28 修回：1998-01-04
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