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甲烷和氢呼气试验,E-mail: ,北美医学教育基金会,目录,前言 Quitron甲烷氢呼气产品特点 甲烷和氢呼气试验原理 甲烷和氢呼气试验的临床用途 甲烷呼气试验的重要性,好产品,深圳大学核技术应用联合研究所所长、研究员。,临床意义,对肝病患者常伴发的小肠细菌过增长有诊断价值及有效指导治疗，对国人高达80%以上的乳糖酶缺乏症的测定更是独一无二。 该技术的应用范围涵盖40%-60%的胃肠疾病。 消化科、儿科、体检中心、内分泌科、胃肠及肝胆外科等临床科室都可开展。,呼气氢试验在消化系疾病的诊断及治疗中有十分重要的意义，为消化系疾病的诊治开辟了一条崭新的道路。 李俊娜等，呼气氢试验在消化系疾病诊断治疗中的研究进展。河南科技大学学报（医学版），2006年12月24卷第4期，314-315.,临床意义,填补国际胰腺功能检查的盲区，诊断胰腺炎后的胰腺损伤程度可评价糖尿病的病因和预后。 诊断和治疗不明原因的长期腹泻及腹胀、消化不良综合症、儿童和成人的乳糖酶缺乏症、小肠细菌过度生长。 慢性便秘的病因测定肠道通过时间和回盲瓣功能障碍。 诊断糖尿病患者自主神经节病变所致的胃肠动力异常。 对慢性结肠炎合并碳水化合物吸收不良，确定其肠道感染状况及是否有吸收不良暨严重程度。 评价亚健康状况常伴有小肠细菌过度生长,市场有多大,Quitron甲烷氢呼气产品特点,Safe 安全 Simple 简便 Special 独特 Sensitive 灵敏 Specificity 特异 Speed 快速,Quintron技术特点,采用固态传感器 有流量控制设计，可以排除外界干扰，确保数据的准确性 有样品除湿装置，防止湿气对结果的干扰。 有双重除尘装置，防止空气污染的影响。 有排气泵，在每次检测后，可以有效地排出设备中的残余样品，确保每次检测的样品都在同样的基础。 有独特设计的样品采集器，不测量死腔的气体，确保检测的是真正肺泡中的气体。 可靠性强，优秀的可重复性。不受外界环境和病人呼气方式的影响。不受检测次数的影响。 还有校正因素，可以确保校正和测量的准确性，可以明确诊断处于边缘结果的病人。,甲烷和氢呼气试验原理,什么是呼气试验,给受检者口服一定量的试验底物，通过检测呼出气中的二氧化碳(CO2)、氢气(H2)、甲烷(CH4)等浓度的变化，进行生理及或疾病研究的方法。 是一种重要的无创检查胃肠与肝、胰功能的手段。在消化病临床与科研领域被有广泛应用价值。 具有无创、方便、灵敏、准确、可靠等优点。,呼气试验的优点,高灵敏性和特异性 几乎都达到100% 可以检测整个小肠 明显优于传统活检方法 检查项目多 根据不同底物,传统的诊断碳水化合物吸收不良症的方法需抽血或粘膜活检，操作需一定的专业技术，且给患者带来一定的痛苦。,甲烷和氢呼气原理,正常人体平静状况下是不产生甲烷和氢的，其唯一来源只能是与人体相伴的肠道内的细菌。 厌氧菌偏好代谢的糖类分子，糖分子作为发酵反应最初的阶段，被分解成短链脂肪酸(SCFA)，二氧化碳、甲烷和氢气。,肠内甲烷和氢气产生的机制,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。所产甲烷和氢气除大部分被排出外，约1421吸收后从肺呼出。 正常呼气中仅含极微量的甲烷和氢气，但肠内只要有2g以上的糖类物质发酵，呼气中的甲烷和氢气含量即可以明显增高，并可被准确检出。 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甲烷和氢气，并被检测出，而明确诊断。,甲烷和氢呼气试验的机制,正常人呼出气中氢气浓度变化,呼气氢仪器技术原理,气相色谱法:采用氢离子探头或以氢气为载体的热导气相色谱仪，近年采用以空气为载体的固相探头检测; 电化学检测法:采用电化学法使呼出气标本中H2氧化生成水，以百万分之一浓度10xl0-6/L或ppm表示H2含量。 固态传感器检测法：,甲烷和氢呼气的临床应用,碳水化合物不耐受：吸收不良、过敏 胃肠通过时间 判断小肠粘膜完整性 小肠细菌过度生长 胃酸分泌 胰腺功能测定 消化系统肿瘤胃肠功能评估 肝病胃肠功能评估 用于食品营养学 消化道微生态学 结肠镜检查前肠道清洁程度评估等 药理学研究,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。,碳水化合物吸收不良,乳糖、乳果糖酶缺乏症 山梨醇吸收不良症 海藻糖酶缺乏症 木糖吸收不良症 果糖吸收不良症 葡萄糖吸收不良症 蔗糖吸收不良症 其它碳水化合物,呼气氢试验最早被用于乳糖吸收不良症的诊断。 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。 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。,儿童乳糖不耐受症与营养吸收,P Lanzkowsky等发现，儿童乳糖不耐受与严重铁缺乏性贫血(血红蛋白7.2 gL)有一定的联系。1O名贫血婴儿(820月，平均14.6月)血红蛋白平均仅为6.4gL(5.27.1gL)，血细胞比容平均21.8(17.5 24.3 )，血清中铁的含量平均24.3gL(1235gL)。而这1O名儿童中有6名乳糖不耐受。 PD Sadowitz等同样发现912个月的婴儿喂养牛奶会造成33.3 的铁缺乏。牛奶中的铁含量非常少，而且乳糖不耐受和乳糖吸收不良会造成铁吸收障碍，某种意义上牛奶成为了儿童和青少年铁缺乏的一种病原,Lanzkowsky P, et a1. Disaccharidase values in Irondeficient infantsJJournal of Pediatrics, 1981,123(99):605608,Sadowitz PD, Oski FA. Iron Status and infant feeding practices in an urban ambulatory centerJ. Pediatrics,1983,72 (1):3336,乳糖不耐受检测的重要性,乳糖酶缺乏(LD)所引起的乳糖吸收不良(LM)和乳糖不耐受(LI)极为常见，多年来临床对儿童认识不足，小儿腹泻常引起继发性乳糖不耐受症(SLI)，对因LI腹泻病患儿仍鼓励进食含乳糖丰富的母乳及奶制品，导致部分患儿腹泻加重或迁延。 小儿腹泻尤其是轮状病毒性肠炎时，应常规进行乳糖不耐受试验的检测，及早发现 ，避免滥用抗生素并及时指导治疗，有利于患儿早日康复。 腹泻婴幼儿应及早做乳糖不耐受试验，避免因腹泻而滥用抗生素，引起菌群失调，延误病情，加重经济负担。,中国儿童乳糖不耐受发生率,随机选择北京、上海、广州和哈尔滨4大城市的313岁健康儿童1168名,采用乳制品摄入量频率调查、乳糖耐量试验和氢呼气试验的方法,研究了中国儿童乳糖酶缺乏和乳糖不耐受的发生率.结果表明:35岁,78岁和1113岁组儿童中,乳糖酶缺乏的发生率分别为38.5%、87.6%和87.8%.乳糖不耐受发生率分别为12.2%、32.2%和29.0%.中国4大城市儿童乳糖酶降低或消失发生的年龄在78岁.当儿童食用50g奶粉(含1314g乳糖)时,吸收不良和不耐受的发生率显著下降,但学龄儿童中仍有39%41.7%为吸收不良、牛奶不耐受症状发生率14%16.7%.研究未发现乳糖酶缺乏的发生和儿童的喂养史、乳品摄入史有关。,杨月欣等，中国儿童乳糖不耐受发生率的调查研究，卫生研究，第28卷，第1期，44-46页。,果糖不耐受症,遗传性果糖不耐受症，又称果糖-1,6-二磷酸醛缩酶缺陷病，是婴儿饮食中开始含有果糖时出现的一种严重疾病，它是由于肝、肾、小肠中醛缩酶B活性缺乏所致。果糖-1,6-二磷酸醛缩酶催化果糖-1,6-二磷酸水解生成磷酸丙糖和磷酸甘油醛。此酶活性缺乏导致患者吸收果糖后，体内果糖-1-磷酸迅速聚集，引起 遗传性果糖不耐症患者在吸收果糖或者蔗糖（通常从水果、果汁或者糖化的谷类摄取）前无任何临床症状。若新生儿出生后即服用含这些糖类的食物或者配方奶粉，患儿会很快出现症状。 早期临床表现类似半乳糖血症，包括黄疸、肝大、呕吐、萎靡、易激惹和惊厥。实验室检查包括凝血时间延长、低白蛋白血症、胆红素转氨酶升高和近端肾小管功能障碍。急性果糖摄入导致患者出现低血糖症状；长期摄入果糖，患者会出现生长迟缓和肝脏病变。若持续摄入果糖，低血糖症状反复发作，肝肾功能衰竭进展，最终患者死亡。严重的毒性症状。,果糖不耐受,没有果糖不耐受：果糖氢呼气试验结果阴性。,果糖不耐受：果糖氢呼气试验结果阳性。,同一个人：糖不耐受试验,胃肠通过时间（口盲时间）,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60120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。,结论:1.胃肠通过时间75分钟：正常 2.无小肠细菌过增长 3.回盲瓣功能完好,胃肠通过时间（口盲时间）,口盲时间：氢呼气试验,判断小肠粘膜完整性,口服微量的且正常吸收量不大的碳水化合物（如山梨醇、木糖）后出现明显呼气氢浓度升高，提示广泛小肠粘膜损伤。用于乳糜泻等弥漫性小肠疾病早期筛查。,传统方法的问题,以往临床上缺乏简便有效的诊断方法，通常以小肠液细菌培养作为诊断的金标准。但此法需插管，给患者带来极大痛苦，且现已证明直接细菌培养诊断小肠细菌过生长并不可靠，不能作为评价其它诊断方法的参照标准。 首先，抽吸小肠液标本时无法避免口腔细菌的污染， 其次，实验证实直接细菌培养的重复性仅为， 并且小肠细菌过生长，标本培养仅限于小肠上段，而大多数小肠细菌过生长的发生是结肠型菌群向近段小肠移行。此时，远段小肠的细菌量显然是极度增多，然而要取得远段小肠液标本培养几乎是不可能的。,传统检查方法的缺点,正常情况下，小肠内是相对无菌的，但在胃大部切除术后污染综合症、盲肠综合症及肝硬化腹水等情况下进入小肠的细菌过多超出清除能力，引起小肠内细菌过度生长。以往是以小肠液培养为诊断的金标准，此法要求具有较高的操作技术和设备条件，同时给患者带来较大的痛苦，难以在临床推广，（1）不能完全避免口轻污染的影响，（2）直接培养从复性仅38%，（3）培养标本仅限于小肠上断。口服糖类物质和口服乳果糖作BHT，两种方法有高度显著相关性，说明BHT是一种测定小肠细菌过度生长比较准确可靠的方法。 乳糖不耐受因先天性酶表达异常或肠道损伤引起酶活性降低所致。BHT诊断该病优于乳糖耐受试验或空肠活检。,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（70100g）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灵敏性为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1215ppm时，对诊断更有帮助。如同时测定呼气中甲烷，则更可提高灵敏性与特异性。,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。,葡萄糖氢呼气试验-小肠细菌过度生长,有小肠细菌过度生长：葡萄糖氢呼气试验结果阳性。,没有小肠细菌过度生长：葡萄糖氢呼气试验结果阳性。,乳果糖呼气试验小肠细菌过度生长,乳糖氢呼气检测SIBO,Simrenetal.Gut2006;55:300-301,灵敏性：68%；特异性：44%,葡萄糖氢呼气检测SIBO,空肠细菌过度生长,回肠细菌过度生长,灵敏性：62%；特异性：83%,Simrenetal.Gut2006;55:300-301,胃和小肠细菌过度生长,胃泌素功能测定,胃泌素测定,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。 与五肽胃泌素刺激试验、99mTc胃照相法比较，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。,胰腺功能测定,测定胰腺外分泌功能：支链淀粉呼气试验 用一定负荷量的支链淀粉作试验餐，可诊断胰腺损伤程度，这个试验填补目前国内外胰腺功能无法检测的盲区。评估胰腺炎后胰腺功能损伤和糖尿病患者的病因和预后。,胰腺外分泌功能测定 选用支链淀粉（米粉）作为底物，如果胰腺分泌的胰淀粉酶不足，则服用的底物不会在小肠内完全分解，那么其进入大肠后会导致氢气大量产生。,判定标准: 胰腺外分泌功能轻度低：H2数据高于本底值10-20ppm，伴相关临床症状： 胰腺外分泌功能中度低下：H2数据高于本底值20-30ppm，伴相关临床症状： 胰腺外分泌功能重度低下：H2数据高于本底值30ppm及以上，伴相关临床症状：,慢性肝炎患者乳果糖氢呼气试验结果分析,casafont morencos等采用葡萄糖氢呼气试验检测89例酒精性肝硬化患者小肠细菌过度生长情况，小肠细菌过度生长的发生率为30.3，其发生率随肝功能child-pugh积分的增加而上升（a级13.1；b级27.0；c级48.3）；bode等采用氢呼气试验检测45例慢性酒精性肝病的小肠细菌过度生长情况，37.8的患者存在小肠细菌过度生长。 本研究采用lhbt检测38例慢性乙型肝炎患者，表明31.6慢性肝炎患者lhbt阳性，与上述文献报道相近，提示部分慢性肝炎患者存在小肠细菌过度生长。本研究亦发现随着肝功能损害的加重，小肠细菌过度生长发生率增加。以上结果表明，小肠细菌过度生长发生率随着肝功能恶化而增加，提示慢性肝炎患者肝功能损害是导致小肠细菌过度生长的原因之一，而小肠细菌过度生长又可通过影响营养物质的吸收及有毒代谢产物的增加而重肝功能的损害。,35%的乳糖不耐受氢呼气不上升,氢气,甲烷,同一个人：小肠细菌过度生长,小肠细菌过度生长同时测量氢气和甲烷呼气试验，氢气呼气试验结果为阴性，甲烷呼气试验结果为阳性。,消化系肿瘤如肝癌、结肠癌患者，免疫功能低下，肠粘膜屏障往往受到破坏，结肠内细菌可移位至小肠，引起小肠细菌过生长及胃肠动力障碍，出现纳差、腹胀、低热、腹泻、口臭、腹水感染等症状，影响病人的进一步治疗，降低生活质量。,消化系肿瘤病人测定呼气氢浓度的价值,呼出气甲烷和血胆固醇相关,From these results we can conclude that in IGT subjects, a positive methane producing status increases post-prandial serum acetate which may contribute to the increased serum total cholesterol concentration.,肥胖与肠道菌群,美国加州洛杉矶Cedars-Sinai医学中心的研究人员发表论文，公布了他们对792名胖人、瘦人和中等身材人士口腔呼出气体的普查结果。呼出高浓度甲烷和氢气者体重指数和脂肪比偏高。 当消化道内寄居着史氏甲烷短杆菌时，就能大量呼出上述两种气体。 史氏甲烷短杆菌利用其他细菌产生的氢气来合成甲烷，这样就促进了产氢细菌的疯长，导致它们从食物中更有效地摄取营养，人体也会因食物消化吸收更彻底而“多吃多占”，这就是为什么说，肥胖不完全取决于吃什么或吃多少，而是由肚子里面的“小精灵”史氏甲烷短杆菌说了算。,在儿科的重要性,氢呼气试验由于方法简便，无创伤性，且适合于各年龄组儿童患者，因此可广泛应用于胃肠病临床，成为诊断胃肠病的有效手段之一。 乳糖氢呼气试验用于诊断乳糖吸收不良。 蔗糖氢呼气试验用于诊断原发性蔗糖-异麦芽糖缺乏。 氢呼气试验可用于诊断小肠细菌过度生长。,婴儿对乳糖不耐受的情况较常见。当婴儿不能产生足够消化乳糖的酶时会使乳糖在肠道内聚积，这些乳糖在细菌作用下分解成有机酸分子，使肠道内渗透压增加，体内水分渗透至肠道内而造成腹泻。这时大便主要表现为水样便，还可出现腹痛、呕吐等症状。 简单的检查有助于诊断。进一步确诊须行小肠黏膜活检或氢呼气实验。,氢呼气检测：2个月儿童，持续腹泻,全球有10%-20%的成人和青少年具有IBS的症状，女性多于男性。IBS可严重影响患者的生活质量，导致大量的医疗费用。 在中国，IBS患者多都市里的脑力劳动者，据调查超过10%的城市脑力劳动者已深受其害，曾是急性胃肠炎的患者也很大几率患上IBS。IBS发病人群日趋年轻化，以青年女性居多，男女比例为1:2，,小肠不耐受和回肠炎反流,Breath test curve with early increase. Test result: H2 increase within 60 min, no drop until 90th min and appearance of symptoms. Interpretation: intest