囊性纖維化(cystic fibrosis, CF)是一種嚴重的常染色體隱性遺傳疾病,在美國影響約 30,000 名患者(約每 3,200 名白人新生兒中有 1 名),由囊性纖維化跨膜電導調節蛋白(cystic fibrosis transmembrane conductance regulator, CFTR)基因突變所致。過去 20 年來,因積極治療,患者預測存活中位數從 28 歲提升至 41 歲,但肺部疾病仍是主要死因。
遺傳基礎與分子機制#
CFTR 是一種氯離子通道,調節分泌性上皮細胞的離子與液體運輸。目前已發現近 2,000 種 CFTR 突變,依功能後果分為六大類:
- Class I–II、V–VI:細胞膜表面 CFTR 蛋白數量減少
- Class III–IV:蛋白質到達細胞膜但功能異常
最常見突變:ΔF508(所有 CF 突變的 66%),約 90% 患者至少攜帶一個 ΔF508 等位基因,導致蛋白質錯誤折疊、無法到達細胞膜表面。

Figure 21-1:CFTR 基因突變分類——六大類突變的功能後果
CF 為常染色體隱性遺傳(autosomal recessive):父母雙方均為帶因者時,子代有 25% 罹病機率。約 5% 的白人為無症狀帶因者。
多器官臨床表現#
CFTR 在肺臟、胰臟、腸道、肝膽、汗腺及泌尿生殖道均高度表現,功能缺失導致多系統疾病(見 Table 21-1)。
汗腺#
CFTR 缺失使汗管無法正常再吸收氯化鈉 → 汗液中氯化鈉濃度升高,是診斷性汗液氯化物測試的基礎。

Figure 21-2:正常與囊性纖維化個體汗腺中的氯離子轉運比較
胰臟#
- 胰管阻塞 → 消化酶(lipase、protease、amylase)在胰臟內積聚 → 自我消化 → 纖維化瘢痕(cystic fibrosis 命名由來)
- 90% 患者出現胰臟外分泌功能不足:脂肪便(steatorrhea)、脂溶性維生素(A、D、E、K)吸收不良、營養不良
- 囊性纖維化相關糖尿病(CF-related diabetes mellitus, CFRD):40%–50% 成年患者發生,與肺功能加速下降及縮短存活相關
肺部(最重要)#
CFTR 缺失 → 氣道表面液層(airway surface layer)縮減 → 黏液增厚 → 纖毛清除能力喪失 → 氣道阻塞 → 慢性感染 → 支氣管擴張(bronchiectasis)→ 進行性呼吸衰竭
CF 微生物學的年齡變化:
- 嬰幼兒:非典型流感嗜血桿菌(H. influenzae)、金黃色葡萄球菌(S. aureus)(含 MRSA)
- 較大兒童及成人:**綠膿桿菌(Pseudomonas aeruginosa)**成為主要病原體
- 特殊病原體:洋蔥伯克霍爾德菌(Burkholderia cepacia)、煙麴菌(Aspergillus fumigatus,可引起過敏性支氣管肺麴菌病 ABPA)

Figure 21-3:囊性纖維化肺部疾病的病生理——黏液清除障礙至慢性感染的進程
洋蔥伯克霍爾德菌(特別是 B. cenocepacia)感染預後極差,可引起致死性「B. cepacia 症候群」,且對多數抗生素天然耐藥。此菌的慢性感染是許多中心肺臟移植的相對禁忌症。
診斷#
新生兒篩查#
- 測量血中免疫活性胰蛋白酶原(immunoreactive trypsinogen, IRT)
- 陽性者需確認:汗液氯化物測試(sweat chloride test)≥60 mM 具診斷意義 + DNA 分析
症狀型診斷#
典型臨床特徵(Table 21-2)包括:慢性咳嗽多痰、慢性 P. aeruginosa 感染、胰臟功能不足、杵狀指(digital clubbing)、男性不孕(98% 輸精管缺如)。
治療#
營養支持#
- CF 患者為高代謝狀態 + 脂肪吸收不良 → 能量需求為一般人的 110%–200%
- 目標:0–20 歲達到 BMI ≥50 百分位
胰臟酶補充(pancreatic enzyme replacement therapy):
- 含腸溶包衣微球的脂肪酶、蛋白酶、澱粉酶混合物
- 劑量依脂肪酶計算:嬰兒 2,000–5,000 U/次哺乳;幼兒初始 1,000 U/kg/餐;兒童(>4 歲)500 U/kg/餐
- 脂肪酶上限不超過 10,000 U/kg/日(過量與結腸纖維化相關)
脂溶性維生素補充(A、D、E、K):CF 專用複合維生素配方。
肺部治療:分層策略#
第一層:氣道清除(mucociliary clearance)#
機械方法(效果相當,依患者偏好選擇):
- 傳統手法叩擊引流(percussion & postural drainage, P&PD)
- 高頻胸壁振動(high-frequency chest wall oscillation, HFCWO,即「Vest」)
- 振盪式正呼氣末壓(OPEP,如 flutter valve)
藥物輔助:
Dornase alfa(Pulmozyme):重組人類 DNase,分解中性球 DNA,降低痰液黏稠度
- 每日一次 2.5 mg 霧化吸入;適用 ≥6 歲(考慮症狀後可用於更小年齡)
- 改善 FEV₁ 約 5.8%,減少惡化 28%;費用約 3,000 美元/月
吸入型高滲鹽水(hypertonic saline, IHS, 7%):透過滲透作用再水化氣道
- 每日兩次霧化吸入;使用前先給短效 β₂-致效劑預防支氣管痙攣
- 可顯著減少惡化頻率(減少 56%)
推薦的治療順序:沙丁胺醇(albuterol)支氣管擴張 → 高滲鹽水 → dornase alfa → 氣道清除治療(HFCWO 等)。
第二層:控制發炎#
- 高劑量布洛芬(ibuprofen):20–30 mg/kg BID(目標峰值濃度 50–100 mg/L),可減緩 5–13 歲兒童 FEV₁ 下降速率;需監測血中濃度,有出血病史者禁用
- 口服皮質類固醇:不建議長期使用(嚴重不良反應:白內障、生長遲緩、骨質疏鬆)
- 吸入型皮質類固醇:除非合併氣喘,否則不建議常規使用
- 阿奇黴素(azithromycin):有抗發炎特性;對慢性 P. aeruginosa 感染者(250 mg TIW 或 500 mg TIW)或無 P. aeruginosa 感染但頻繁惡化者均可考慮
第三層:感染控制(抗生素)#
- 早期根除 P. aeruginosa:吸入型妥布黴素(tobramycin)300 mg BID 28 天,或吸入型氮曲南(aztreonam)75 mg TID 28 天
- 急性惡化:靜脈注射抗生素治療 14 天(以 P. aeruginosa 為主的方案;需做藥敏試驗)
- 慢性維持療法:吸入型妥布黴素每月交替使用(28 天開/28 天關),以控制氣道細菌量
急性肺部惡化的處置#
惡化定義為呼吸症狀由基線加重需要抗生素治療,主要指標包括:咳嗽增加、FEV₁ 或 FVC 下降 >10%、體重下降、運動耐受下降。
- 輕度惡化:門診口服抗生素 + 強化氣道清除 + 營養補充
- 中重度惡化:住院靜脈注射抗生素 14 天 + 加強氣道清除 + 營養支持
CFTR 調節劑治療(新興根治性療法)#
Ivacaftor(CFTR 增效劑 potentiator)#
- 增強細胞膜上 CFTR 蛋白的閘門活性(gating)
- 適用於有 G551D 或其他 23 種殘留功能突變的患者(≥2 歲)
- 改善 FEV₁ 約 10%,減少惡化 55%
Lumacaftor(CFTR 校正劑 corrector)+ Ivacaftor 組合#
- Lumacaftor 改善 ΔF508 突變蛋白的折疊與胞膜運輸
- 組合療法適用於 ΔF508 同型合子患者(最大族群,約 50% CF 患者)
- 改善 FEV₁ 2.6%–4%,減少惡化 30%–39%
Ivacaftor 為 CYP3A 受質,與強效 CYP3A 誘導劑(如 rifampin)合用需避免;與強效抑制劑合用需劑量調整。中重度肝功能受損者需謹慎使用。
監測重點#
- 定期肺功能測試(FEV₁):追蹤病程進展與治療反應
- BMI:每季評估,目標 ≥50 百分位(0–20 歲)
- 口咽培養:每季一次,監測病原菌變化(尤其 P. aeruginosa 首次出現)
- 血糖:10 歲起每年口服葡萄糖耐受測試(OGTT),篩查 CFRD
- 骨密度:所有成人 + 有危險因子的 8 歲以上兒童
- 肝功能、維生素濃度(A、D、E)、白蛋白:每年評估