导读
临床上，氢/甲烷呼气试验用于帮助诊断许多常见的胃肠疾病，包括小肠细菌过度生长(SIBO)和肠易激综合征(IBS)，碳水化合物消化不良和口腔-盲肠运输功能障碍或改变。但是关于氢/甲烷呼气试验的适应症、准备、实施和结果解释的标准化仍然缺乏，导致不同中心和从业人员之间存在相当大的异质性。因此，《美国胃肠病学杂志》发布了《以氢气和甲烷为基础的呼气试验应用于胃肠道疾病:北美共识》（以下简称北美共识），为实施呼气试验的医生提供易于遵循的指南，并为未来的共识指南奠定基础，确定呼气试验方面的知识缺口，指导未来的研究计划。
摘要
目的
呼气试验对碳水化合物消化不良综合征和小肠细菌过度生长(SIBO)的诊断具有重要意义。然而，在检测适应症、检测方法和结果解释方面缺乏标准化。召开了一次专家共识会议，为临床医生和研究制定指导方针。
方法
会前调查问题包括五个领域;适应症、准备、实施、结果解释和知识缺口被发送给17名临床科学家，其中10人参加了现场会议。采用循证方法，专家工作组对28项声明进行了最终定稿和匿名投票。
结果
就涵盖所有5个领域的26项声明达成共识。
① 乳果糖、葡萄糖、果糖和乳糖呼气试验的一致剂量分别为10、75、25和25克。
② 葡萄糖和乳果糖呼气试验仍然是诊断SIBO的侵入性最小的替代方法。
③ 呼气试验可用于诊断碳水化合物消化不良、甲烷相关便秘和评估腹胀/胀气，但不适用于评估口腔-盲肠运输时间。
④ 在葡萄糖或乳果糖呼气试验诊断SIBO时，氢气90分钟内较基线升高≥20ppm被认为是阳性的。
⑤ 甲烷浓度≥10ppm为甲烷阳性。
⑥ 诊断碳水化合物吸收不良应在呼气试验前排除SIBO，以避免假阳性。
⑦ 在呼气试验期间，氢气浓度从基线上升≥20ppm被认为是消化不良的阳性反应。
结论
呼气试验是一种有效、廉价、简单、安全的诊断方法，可用于评估常见的胃肠疾病。这些共识声明应有助于规范呼气试验在临床实践和研究中的适应症、准备、实施和结果解释。
声明汇总与详解
一、 呼气试验前的准备工作
呼气试验的准备工作对于确保试验结果的准确性至关重要。准备工作有助于建立一个准确的基线，即试验前的正常呼气水平，以便后续比较和分析。通过控制可能影响试验结果的因素，如饮食、药物和其他生活习惯，可以减少假阳性或假阴性的风险。标准化的准备步骤有助于确保不同时间或不同患者之间的试验结果具有可比性。
声明详解
1 我们推荐：在呼气试验前4周内避免使用抗生素。
① 使用抗生素已被清楚地证明可以改变呼出气体的氢气和甲烷组成，尽管没有明确的数据存在，但通常建议在停止抗生素治疗和测试表现之间间隔4周。
② 呼气试验与抗生素使用之间的时间间隔可能取决于进行检测的目的；例如，可在停止抗生素治疗后不久进行呼气试验，以确认根除。
2 由于缺乏在呼气试验前停止或继续使用益生菌/益生元的结论性数据，因此无法达成坚定的立场声明。
虽然益生菌已被证明对呼气试验中的氢气水平有影响，但由于缺乏在呼气测试前停止或继续使用益生菌或益生元的结论性数据，因此无法得出明确的立场声明。
3 我们建议：如果患者耐受，促胃肠动力药物和泻药应在呼气试验前至少一周停止使用。
① 促进胃肠动力的药物（如替加色罗）和泻药（如镁化合物）会影响呼出气体的组成。促进胃肠动力药物导致的更快的转运时间将导致底物更早地到达结肠，并增加假阳性结果的概率。
② 先前建议在停止促动和呼气试验之间间隔4周。然而，对于便秘或胃轻瘫患者，4周的间隔可能不实际；因此，这里建议停用泻药和促泻剂1周，并仅在患者耐受的情况下停用。
4 我们建议：在呼气试验的前一天避免食用可发酵的食物，如复杂的碳水化合物。
5 我们建议：呼气试验前的禁食时间为8-12小时。
低空腹呼气氢气水平对于解释呼气试验结果至关重要，因为这些结果直接受到可发酵复合碳水化合物消耗的影响。因此，建议在呼气试验前的晚上或一天避免复杂的碳水化合物和乳制品(肉类和米饭似乎不会影响呼气试验)和禁食过夜，不过确切的持续时间需要在未来的研究中确定。
6 我们推荐：在呼气试验当天不要吸烟。
吸烟会增加呼出的氢气和二氧化碳的含量，从而影响呼气试验结果，在试验当天应避免吸烟。吸烟也会增加胃转运时间。
7 我们推荐：在呼气试验期间尽量不进行身体活动。
过度换气会使得体内的氢气通过呼吸排出体外，导致体内氢气水平下降。因此，为了确保呼吸试验的准确性，应该避免在试验期间进行过度的体力活动，因为这些活动可能会增加呼吸频率，进而影响氢气水平的测量结果。
8 我们建议：在呼气试验之前没有必要停止质子泵抑制剂。
关于质子泵抑制剂(PPIs)对呼气试验结果的影响，文献中存在相互矛盾的结果。停用质子泵抑制剂不一定能更准确地测量呼出气体水平，而且并不是所有患者都能容忍再次出现回流症状。目前，在呼气试验之前没有必要停止抗酸药物。
二、呼气试验的适应症
明确呼气试验的适应症有助于确保呼气试验的有效性、安全性和适宜性，同时推动医学实践的标准化和持续改进。通过明确适应症，可以帮助医生按照标准化的流程进行诊断和做出更准确的临床决策；可以确保呼气试验被用于最适合的情况，从而提高诊断的准确性和可靠性；可以避免在不适宜的情况下使用呼气试验，减少不必要的医疗资源消耗和患者负担。
声明详解
1 目前的小肠液细菌培养技术对SIBO的评估并不令人满意。
① 抽吸小肠液，然后进行培养和细菌计数被认为是目前诊断SIBO的金标准。
② 不过，小肠抽吸是侵入性的，耗时且昂贵。常规内窥镜检查不到小肠中段和远段，近端小肠抽吸可能为假阴性；此外，口腔和食管分泌物的污染可能导致大量假阳性结果。
2 我们建议：如果考虑用培养技术诊断SIBO，根据目前的证据，诊断SIBO阳性标准为>103 cfu/ml。
在过去，细菌浓度≥105菌落形成单位(c.f.u)/ml已被用于鉴定包括SIBO在内的任何小肠感染。然而，这个分界点并没有得到很好的验证，并且一直是一个争议点。对SIBO诊断文献的系统回顾发现，健康对照者的细菌浓度≤103 cfu/ml，而≥105 cfu/ml的细菌浓度多见于盲环综合征患者，如Billroth II胃大部切除手术患者。目前，通常认为细菌浓度>103 cfu/ml是值得注意的。
3 我们建议：使用呼气试验诊断SIBO。
① 目前的小肠液细菌培养技术对SIBO的评估并不令人满意。
② 有研究表明，葡萄糖呼气试验的敏感性为20%-93%，特异性为30%-86%。乳果糖呼气检测的敏感性为31%-68%，特异度为44%-100%。不过，在纳入的研究中，方法论存在显著差异。
4 我们建议：在建立真正的金标准之前，用呼气试验来评估胃肠道中抗生素反应性微生物定植的存在。
SIBO是一种小肠被过量的好氧和厌氧微生物定植的情况。我们建议使用呼气试验诊断SIBO（声明3）。
5 我们建议：在呼气试验中评估过量的甲烷含量与临床便秘和胃肠运输减慢的关系。
① 甲烷气体已被证明对狗的肠道运输有59%的抑制作用。在人类受试者中，呼气试验中甲烷阳性与便秘有关。
② 以甲烷为主的细菌过度生长的患者通常表现为腹胀；与以氢气为主的过度生长相比，它们发生便秘的可能性要高出5倍。
6 我们建议：呼气试验不应用于评估口腔-盲肠运输时间。
① 乳果糖和菊糖呼气试验被用于评估口腔-盲肠运输时间(即胃排空时间加上小肠运输时间)。然而，乳果糖已被证明可以缩短口腔至盲肠的运输时间，而且该试验的可重复性很差，在健康受试者中差异很大。菊粉的渗透活性较低，已被提议作为乳果糖的替代底物。
② 在获得进一步的数据之前，不建议使用呼气试验来评估口腔-盲肠运输时间。
7 我们建议：使用呼气试验诊断碳水化合物消化不良综合征。
① 乳糖呼气试验用于诊断乳糖消化不良/不耐受。乳糖消化不良/不耐受可能是由于乳糖酶缺乏引起的。乳糖酶缺乏症可能是原发性或继发性的(如，由毛刷边缘的损伤或缺失引发的获得性乳糖酶缺乏症)。目前还没有诊断乳糖消化不良的金标准方法。检测方法有以下几种。
② 果糖呼气试验用于诊断果糖消化不良/不耐受。在果糖不耐受的受试者中，未吸收的果糖由结肠细菌发酵，引起类肠易激综合征的症状。
8 我们建议：在评估与腹胀有关的情况时进行呼气试验。
① 类肠易激综合征的症状常见于SIBO和碳水化合物消化不良的患者。然而，这些患者的症状特征是非特异性的，仅凭临床病史无法区分根本原因。
② 调研文献发现，肠易激综合征患者呼气试验异常的可能性是对照组的3倍。呼气试验对于有不明原因的类肠易激综合征症状的患者仍然是一个有用的诊断工具，这些症状包括胀气、腹泻或便秘。
三、呼气试验的实施
明确呼气试验的实施过程对于确保试验结果的准确性和可靠性至关重要。确定正确的底物剂量对于试验的敏感性和特异性至关重要。此外，标准化的试验过程有助于减少不同实验室或操作者之间的差异，使得不同研究之间的结果更具有可比性，有助于科学地评估疾病和治疗方法。
声明详解
1 我们建议：用于呼气试验的乳果糖的正确剂量是10克，与一杯水混合服用或先后服用。
① 10克乳果糖的剂量已被广泛研究，并证明在诊断小肠细菌过度生长（SIBO）时具有较好的敏感性和特异性。
② 较高的剂量可能会加速肠道传输，导致乳果糖过早到达大肠，这可能会在没有SIBO的情况下也产生阳性结果，因此10克剂量有助于减少这种假阳性的风险。
③ 此外，10克乳果糖的剂量通常被认为对大多数患者来说是安全且耐受性良好的，不会引起严重的胃肠道副作用。
2 我们建议：呼气试验葡萄糖的正确剂量是75克，与一杯水混合服用或先后服用。
关于葡萄糖呼气试验，已使用50克和75-100克的可变剂量。使用50克、75克或100克的比较研究尚未进行。根据世界卫生组织的建议，糖尿病患者口服葡萄糖检测剂量为75克；因此，从实用的角度来看，储存75克剂量更便宜，更容易为呼气试验中心获得，并且可以提供足够量的碳水化合物底物。
3 我们建议：用于呼气试验的乳糖的正确剂量是25克，与一杯水混合服用或先后服用。
① 25克乳糖大致相当于500毫升牛奶中的乳糖含量，是一个符合大多数人日常饮食中乳糖摄入量的范围。25克乳糖通常被认为是安全和容易耐受的剂量，不会引起严重的胃肠道副作用。
② 25克乳糖足以触发乳糖不耐受症状的发展。如果个体存在乳糖酶缺乏的情况，它能够保证试验对于乳糖消化不良有足够的敏感性。
③ 使用过高剂量的乳糖可能会增加试验的假阳性结果，因为即使是乳糖酶活性正常的个体也可能无法完全消化过量的乳糖。
4 我们建议：用于呼气试验的果糖的正确剂量是25克，与一杯水混合服用或先后服用。
① 果糖的吸收是通过葡萄糖/果糖转运蛋白成员5 (GLUT-5)介导的促进扩散进行的，这种被动吸收系统很容易被过量的果糖所压溃。
② 有研究表明，健康个体有能力吸收25克的果糖。而在使用50克果糖进行测试时，80%的受试者果糖吸收不良但没有症状。因此，果糖呼气试验的推荐剂量是25克。
5 我们建议：至少进行3小时的果糖和乳糖呼气试验。
① 碳水化合物吸收不良的呼气试验背后原理是未吸收的底物由结肠细菌菌群发酵，因此让底物有足够的时间到达结肠并被代谢至关重要。
② 异常果糖呼气试验平均达到气体峰值浓度的时间为77分钟(范围为30-180分钟)，180分钟足以检测结肠发酵。
6 我们建议：在进行乳糖或果糖呼气试验之前，应排除细菌过度生长的存在。
在SIBO存在的情况下，果糖和乳糖过早地暴露于过量的小肠细菌中，导致发酵和呼出气体升高提前。因此，在进行碳水化合物吸收不良呼气试验之前，应考虑进行乳果糖或葡萄糖呼气试验以排除SIBO，以尽量减少假阳性结果。
7 我们推荐：在呼气试验中同时测量氢气、甲烷和二氧化碳。
① 呼气试验都应测量二氧化碳(或氧气)，以调整呼气样本，适应呼出气的非肺泡稀释。
② 呼气试验还需要对甲烷进行测量。人类肠道中的大多数产甲烷古菌(包括M. smithii)利用氢气生成甲烷，这会影响氢气的测量。
四、呼气试验的结果解释
呼气试验结果解释的标准化对于确保诊断的准确性、一致性和可靠性至关重要。标准化的解释，可以减少主观性，提高诊断准确性；可以使得在不同地点、不同时间和不同人员操作得到的试验结果具有可比性；也可以为医生提供明确的指导，做出更一致的临床决策。
声明详解
1 我们建议：在试验过程中，氢气浓度较基线上升≥20 ppm应被认为是果糖及乳糖呼气试验的阳性。
研究证据表明20 ppm的上升在诊断果糖或乳糖不耐受时具有较好的敏感性和特异性，能够较好地检测出真正阳性的病例，同时减少误诊的可能性。
2 我们建议：在获得更好的临床和研究数据之前，氢气浓度90分钟内较基线上升≥20 ppm应被认为是SIBO存在的阳性检测。
3 我们建议：诊断SIBO不需要呼气试验的两个峰。
① 与小肠抽吸培养相关联，细菌水平阈值为105 c.f.u./ml时，呼气试验在氢气增长12 ppm和20 ppm时的敏感性为64%和48%，特异性为78%和86%。呼气试验在氢气增长20 ppm比12 ppm时的敏感性更低，但特异性更高。
② 有研究比较了摄入乳果糖90分钟内氢气浓度高于基线20 ppm和双峰的效用，发现只有氢气浓度比基线高出20 ppm与腹胀、餐后饱腹感和早饱感的严重程度有关。此外，对超过15,000次乳果糖呼气试验的评估表明，中位数和平均气体产生水平不会引起双峰。因此，建议使用氢浓度较基线升高≥20 ppm来诊断SIBO。根据目前的证据，双峰不应该用于诊断SIBO，并且没有有效性。
③ 有待进一步研究的问题：
4 我们建议：在获得进一步的数据之前，在呼气试验中，≥10 ppm的水平被认为是甲烷阳性。
① 与氢气不同，过量产甲烷的受试者在基线时甲烷水平就升高，并且在呼气试验期间甲烷的上升不像氢气那样急剧。因此，不建议对甲烷使用与氢气相同的截止阀。
② 最近的研究表明，≥5和≥10 ppm的空腹水平可以预测过量的甲烷产生，特异性为99.7%和100%，敏感性为96.1%和86.4%。
③ 在获得进一步的数据之前，我们建议对甲烷阳性使用≥10 ppm的临界值。
5 由于缺乏关于异常甲烷≥3 ppm的定义的结论性数据，因此无法达成坚定的立场声明。
① 许多市售气相色谱仪器的灵敏度阈值是3 ppm，因此这可以被认为是阳性的最低值。
② 然而，目前缺乏足够的研究来明确地证明甲烷水平≥3 ppm是否应该被视为异常，医生需要根据患者的具体情况（如症状、病史和其他检查结果）来灵活判断甲烷≥3 ppm的意义。
③ 未来研究需要收集更多数据来验证甲烷水平≥3 ppm的临床意义，并为临床实践提供更明确的指导。