Bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính (COPD)

1. 1. Centers for Disease Control and Prevention: National Center for Health Statistics: Leading Causes of Death. Cập nhật ngày 22 tháng 1 năm 2022.

2. 2. Meza D, Khuder B, Bailey JI, et al: Mortality from COVID-19 in patients with COPD: A US study in the N3C Data Enclave. Int J Chron Obstruct Pulmon Dis 16:2323–2326, 2021. doi: 10.2147/COPD.S318000

3. 3. Alqahtani JS, Oyelade T, Aldhahir AM, et al: Reduction in hospitalised COPD exacerbations during COVID-19: A systematic review and meta-analysis. PLoS One 2021 Aug 3;16(8):e0255659, 2021. doi: 10.1371/journal.pone.0255659

4. 4. Wong LE, Hawkins JE, Langness S, et al: Where are all the patients? Addressing Covid-19 fear to encourage sick patients to seek emergency care. NEJM Catal Innov Care Deliv Ngày 14 tháng 5 năm 2020.

Trong tất cả các phơi nhiễm đường hít, khói thuốc lá là yếu tố nguy cơ chính ở hầu hết các quốc gia, mặc dù chỉ có khoảng 15% số người hút thuốc có triệu chứng lâm sàng COPD; tiền sử hút thuốc 40 bao năm hoặc nhiều hơn là dấu hiệu dự báo đặc biệt. Khói từ việc nấu nướng và sưởi ấm trong nhà là một yếu tố gây bệnh quan trọng ở những quốc gia thường sử dụng lửa trong nhà để nấu ăn hoặc sưởi ấm. Những người hút thuốc và có phản ứng đường thở từ trước (được xác định bằng tăng độ nhạy cảm với methacholine dạng hít), ngay cả khi không có bệnh hen suyễn trên lâm sàng, có nguy cơ COPD cao hơn những người không mắc bệnh.

Trọng lượng cơ thể thấp, rối loạn hô hấp khi còn nhỏ và tiếp xúc khói thuốc lá thụ động, ô nhiễm không khí và bụi nghề nghiệp (ví dụ: bụi khoáng, bụi bông) hoặc hít phải các hóa chất (ví dụ: cadmium) góp phần là nguy cơ gây COPD nhưng có tầm quan trọng ít hơn so với hút thuốc lá.

Rối loạn di truyền được xác định gây bệnh được rõ nhất là thiếu alpha-1 antitrypsin, đó là một nguyên nhân quan trọng gây ra khí phế thũng ở những người không hút thuốc và tăng rõ ở người hút thuốc lá.

Trong những năm gần đây, đã có 30 biến thể di truyền được tìm thấy có liên quan đến COPD hoặc suy giảm chức năng phổi ở các quần thể được lựa chọn, nhưng không có kết quả nào được chứng minh là có hậu quả như alpha-1 antitrypsin.

Các phơi nhiễm đường hít có thể khởi phát phản ứng viêm ở đường hô hấp và phế nang dẫn đến bệnh ở những người dễ bị nhạy cảm. Quá trình này được cho là được điểu chỉnh bởi sự gia tăng hoạt tính của protease và sự giảm hoạt tính antiproteinase. Các protease tại phổi, như elastase của bạch cầu trung tính, metalloproteinase của gian bào, và cathepsin, làm giảm elastin và mô liên kết trong quá trình sửa chữa mô thông thường. Hoạt tính của chúng thường được cân bằng bởi các chất chống oxy hoá, như alpha-1 antitrypsin, chất ức chế leukoproteinase có nguồn gốc từ biểu mô đường thở, elafin và chất ức chế men metalloproteinase. Ở những bệnh nhân COPD, bạch cầu trung tính được hoạt hóa và các tế bào viêm khác giải phóng proteases như một phần của quá trình viêm; hoạt tính protease vượt quá hoạt tính antiprotease, hậu quả là sự phá hủy mô liên kết và tăng tiết chất nhầy.

Hoạt hóa bạch cầu đa nhân trung tính và đại thực bào cũng dẫn đến việc tích tụ các gốc tự do, anion superoxide, và hydrogen peroxide, những chất này ức chế các antiprotease và gây co thắt phế quản, phù niêm mạc, và tăng tiết chất nhầy. Tổn thương oxy hóa gây ra bởi bạch cầu trung tính, giải phóng neuropeptide (ví dụ như bombesin), và giảm các yếu tố tăng trưởng nội mô của mạch máu có thể dẫn đến sự hủy hoại theo chương trình của nhu mô phổi.

Đáp ứng viêm ở COPD tăng lên theo mức độ nặng của bệnh, và khi bệnh ở giai đoạn nặng, đáp ứng viêm không được giải quyết hoàn toàn mặc dù đã ngừng hút thuốc. Tình trạng viêm mạn tính này dường như không đáp ứng với corticosteroid, đặc biệt là ở những bệnh nhân tiếp tục hút thuốc lá (1).

Nhiễm trùng đường hô hấp (bệnh nhân COPD dễ bị) có thể làm tăng tiến trình phá huỷ phổi.

Vi khuẩn, đặc biệt Haemophilus influenzae, cư trú đường thở ở khoảng 30% bệnh nhân bị COPD. Ở những bệnh nhân bị ảnh hưởng nặng hơn (ví dụ, những bệnh nhân nhập viện trước đó), việc có Pseudomonas aeruginosa hoặc các vi khuẩn gram âm khác cư trú là phổ biến. Hút thuốc lá và tắc nghẽn đường thở có thể dẫn đến suy giảm làm sạch chất nhầy ở đường hô hấp dưới, điều này dẫn tới nhiễm trùng. Lặp đi lặp lại các đợt nhiễm trùng làm tăng gánh nặng của đáp ứng viêm, làm tăng quá trình tiến triển bệnh. Tuy nhiên, không có bằng chứng là việc sử dụng kháng sinh dài hạn làm chậm sự tiến triển của COPD.

Đặc điểm sinh bệnh học chủ yếu của COPD là hạn chế luồng không khí do hẹp đường dẫn khí và/hoặc tắc nghẽn, mất phản xạ co giãn, hoặc cả hai.

Hẹp đường dẫn khí và tắc nghẽn gây ra bởi đáp ứng viêm trung gian tăng tiết chất nhầy, nhầy niêm mạc, phù niêm mạc, co thắt phế quản, xơ dày thành đường thở, và tái cấu trúc các đường thở nhỏ hoặc các cơ chế này kết hợp nhau. Vách phế nang bị phá hủy, làm giảm sự gắn kết nhu mô với đường thở và do đó tạo điều kiện xẹp đường thở trong thì thở ra.

Các khoang phế nang mở rộng đôi khi ghép với nhau thành kén khí, được định nghĩa là khoảng khí có đường kính ≥ 1 cm. Kén khí có thể hoàn toàn trống rỗng hoặc có liên kết phổi đi qua chúng ở những vùng khí phế thũng khu trú nghiêm trọng; đôi khi chúng chiếm toàn bộ một nửa lồng ngực. Những thay đổi này dẫn đến sự mất đàn hồi và sự tăng thể tích phổi.

Tăng sức đề kháng đường thở làm tăng công hít thở. Tăng thể tích phổi, mặc dù nó làm giảm sự đề kháng đường thở, cũng làm tăng công của việc thở. Công việc thở nhiều hơn có thể dẫn đến giảm thông khí phế nang với tình trạng thiếu oxy và tăng CO2 máu, mặc dù tình trạng thiếu oxy và tăng CO2 máu cũng có thể do thông khí/tưới máu (V/Q) không phù hợp.

Ngoài giới hạn luồng không khí và thỉnh thoảng có suy hô hấp, các biến chứng bao gồm

• Tăng áp động mạch phổi

• Nhiễm trùng đường hô hấp

• Giảm cân và các bệnh lý đồng mắc khác

Tình trạng thiếu oxy máu mạn tính làm tăng trương lực mạch phổi, nếu lan tỏa, gây ra tăng áp lực động mạch phổi và tâm phế mạn. Tăng áp lực mạch máu phổi có thể tăng lên do sự phá huỷ của giường mao mạch phổi do phá hủy vách phế nang.

Nhiễm trùng hô hấp do virut hoặc vi khuẩn thường xảy ra ở những bệnh nhân COPD và gây ra một tỷ lệ lớn các đợt cấp của bệnh. Hiện nay người ta cho rằng nhiễm khuẩn cấp tính là do việc xâm nhập của các chủng vi khuẩn mới hơn là sự phát triển quá mức của vi khuẩn định cư mạn tính.

Giảm cân có thể xảy ra, có lẽ là do không đủ lượng calo nạp vào và tăng mức độ lưu hành của yếu tố hoại tử khối u (TNF)-alpha. Tình trạng sụt cân này có thể là do sự không phù hợp giữa tiêu hao calo và lượng dinh dưỡng đưa vào vì tiêu hao calo có thể cao khi có tăng cao các cytokine gây viêm và tình trạng thiếu oxy trong máu.

Các rối loạn cùng tồn tại hoặc biến chứng ảnh hưởng bất lợi đến chất lượng cuộc sống và sự sống còn bao gồm loãng xương, trầm cảm, lo âu, bệnh động mạch vành, ung thư phổi và các bệnh ung thư khác, teo cơ, và trào ngược dạ dày thực quản. Mức độ của rối loạn là hậu quả của COPD, hút thuốc, và viêm hệ thống đi kèm là không rõ ràng.

1. 1. Pascoe S, Barnes N, Brusselle G, et al: Blood eosinophils and treatment response with triple and dual combination therapy in chronic obstructive pulmonary disease: analysis of the IMPACT trial. Lancet Respir Med 7(9):745–756 2019. doi: 10.1016/S2213-2600(19)30190-0

Các đợt cấp xảy ra không liên tục trong suốt quá trình của và được báo trước bởi sự tăng mức độ nặng của triệu chứng. Nguyên nhân cụ thể của bất kỳ đợt cấp nào không phải lúc nào cũng xác định được, nhưng các đợt cấp thường được cho là do các vi rút gây các bệnh nhiễm trùng đường hô hấp trên, viêm phế quản cấp do vi khuẩn hoặc tiếp xúc với các chất kích thích hô hấp. Khi COPD tiến triển, đợt cấp có xu hướng trở nên thường xuyên hơn, trung bình khoảng 1 đến 3 đợt/năm.

Bệnh nhân nghi ngờ bị COPD nên được kiểm tra chức năng hô hấp để xác định giới hạn luồng không khí, để định lượng mức độ nặng và khả năng hồi phục, và để phân biệt COPD với các rối loạn khác. (Một số chuyên gia khuyên nên sàng lọc chức năng phổi sàng lọc cho tất cả bệnh nhân có tiền sử hút thuốc.) Xét nghiệm đo chức năng hô hấp cũng rất hữu ích cho việc theo dõi tiến triển của bệnh và theo dõi đáp ứng điều trị. Các xét nghiệm chẩn đoán chính là

• FEV1: Thể tích thở ra gắng sức trong giây đầu tiên sau khi hít vào gắng sức

• Dung tích sống thở mạnh (FVC): Tổng lượng không khí đã thở ra với sự gắng sức lớn nhất.

• Vòng lặp lưu lượng-thể tích: Ghi lại đồng thời phế dung kế của luồng không khí và thể tích trong thời gian hết hạn tối đa bắt buộc và cảm hứng

Giảm FEV1, FVC, và tỷ lệ FEV1/FVC là dấu hiệu xác nhận giới hạn luồng không khí. Các biểu đồ vòng lưu lượng-thể tích hiển thị một mô hình lõm trong theo dõi thì thở ra (xem hình Biểu đồ vòng lưu lượng-thể tích).

Có 2 con đường cơ bản mà COPD có thể phát triển và biểu hiện với các triệu chứng trong cuộc sống sau này:

• Ở con đường đầu tiên, bệnh nhân có thể có chức năng bình thường của phổi ở tuổi trưởng thành sớm, tiếp theo là suy giảm FEV1 nhanh hơn (khoảng ≥ 60 mL/năm).

• Với con đường thứ 2, bệnh nhân bị suy giảm chức năng phổi ở tuổi trưởng thành sớm, thường liên quan đến hen suyễn hoặc các bệnh hô hấp ở trẻ em khác. Ở những bệnh nhân này, COPD có thể có sự suy giảm FEV1 theo tuổi (khoảng 30 mL/năm).

Mặc dù con đường hai này là hữu ích, nhưng mỗi cá nhân có thể có quỹ đạo riêng (1). Khi mà FEV1 giảm xuống dưới 1 lít, bệnh nhân tiến triển khó thở trong các hoạt động sinh hoạt hàng ngày (mặc dù chứng khó thở có liên quan chặt chẽ hơn đến mức độ khí phế thũng (khí phế thũng phát triển do thở ra không đầy đủ) hơn là với mức độ giới hạn luồng không khí. Khi mà FEV1 giảm xuống dưới 0,8 lít, bệnh nhân có nguy cơ bị giảm oxy máu, tăng CO2, và tâm phế mạn.

FEV1 và FVC được đo dễ dàng bằng phép đo phế dung phòng mạch. Giá trị tham chiếu chuẩn được xác định theo độ tuổi, giới tính và chiều cao của bệnh nhân. Việc có nên điều chỉnh các giá trị dựa trên chủng tộc và/hoặc dân tộc hay không vẫn còn gây tranh cãi (xem thêm Các vấn đề về chủng tộc trong Y học phổi: Đo độ bão hòa oxy trong máu và kiểm tra chức năng phổi). Mức độ nặng về giới hạn luồng khí ở bệnh nhân COPD và FEV1/FVC < 0,70 có thể được phân loại dựa trên FEV1 sau giãn phế quản (2):

• Nhẹ: ≥ 80% dự đoán

• Trung bình: 50% đến 79% dự đoán

• Nặng: 30% đến 49% dự đoán

• Rất nặng: < 30% dự đoán

Bổ sung đo chức năng hô hấp là cần thiết chỉ trong những trường hợp cụ thể, như là trước khi làm thủ thuật giảm thể tích phổi. Các xét nghiệm khác có thể bao gồm

• Tăng dung tích toàn phổi

• Tăng dung tích cặn chức năng

• Tăng thể tích khí cặn

• Giảm dung tích sống

• Giảm khả năng khuếch tán carbon monoxide (DLCO)

Phát hiện về tăng dung tích toàn phổi, dung tích cặn chức năng và thể tích khí cặn có thể giúp phân biệt COPD khỏi bệnh phổi hạn chế, các bệnh có các thể tích đó giảm đi.

DLCO giảm không đặc hiệu và giảm trong các rối loạn khác ảnh hưởng đến giường mạch phổi, chẳng hạn như bệnh phổi kẽ, nhưng có thể giúp phân biệt khí phế thũng với hen suyễn, trong đó DLCO bình thường hoặc tăng cao.

X-quang ngực có thể có những đặc điểm đặc trưng. Ở bệnh nhân khí phế thũng, những thay đổi có thể bao gồm tăng thể tích phổi biểu hiện vòm hoành nằm ngang (tức là tăng góc được hình thành bởi xương ức và màng phổi phía trước trên phim chụp nghiêng từ giá trị bình thường là 45° đến > 90°), mạch máu rốn phổi thon vào nhanh và bóng khí (tức là, khoảng thấu quang > 1 cm bao quanh bởi đường cong, viền mỏng). Các phát hiện điển hình khác bao gồm mở rộng vùng trời sau màng cứng và bóng tim hẹp. Sự thay đổi khí phế thũng xuất hiện chủ yếu ở đáy phổi gợi ý thiếu alpha-1 antitrypsin. Phổi có thể bình thường hoặc tăng sáng thứ phát do giảm nhu mô. Trong số những bệnh nhân bị viêm phế quản tắc nghẽn mạn tính, chụp X-quang phổi có thể là bình thường hoặc có thể cho thấy sự gia tăng các dấu hiệu của mạch máu phế quản do sự dày lên của thành phế quản.

Bệnh phổi tắc nghẽn mạn tính (Chụp X-quang phổi)

Hình ảnh

Được sự cho phép của nhà xuất bản. Theo Barnes P. Trong Bone's Atlas of Pulmonary and Critical Care Medicine. Biên tập bởi J Crapo. Philadelphia, Current Medicine, 2005.

COPD có túi khí

Hình ảnh

GJLP/CNRI/SCIENCE PHOTO LIBRARY

Rốn phổi đậm gợi ý động mạch phổi ở trung tâm phình to có thể biểu hiện tăng áp động mạch phổi. Thất phải giãn xảy ra trong trường hợp tâm phế mạn có thể bị che khuất bởi căng phồng phổi quá mức hoặc có thể biểu hiện là mở rộng bóng tim phía sau xương ức hoặc do mở rộng bóng tim theo chiều ngang khi so với các phim X-quang ngực trước đó.

CT Ngực có thể bộc lộ những bất thường không rõ ràng trên X-quang ngực và cũng có thể gợi ý các bệnh đồng mắc hoặc biến chứng, như viêm phổi, bệnh bụi phổi hoặc ung thư phổi. CT giúp đánh giá mức độ và sự phân bố khí phế thũng, ước tính bằng phương pháp quan sát hoặc phân tích mật độ phổi. Chỉ định chụp CT ở bệnh nhân COPD bao gồm đánh giá cho các thủ thuật giảm thể tích phổi, nghi ngờ các bệnh lý đồng mắc hoặc biến chứng không rõ ràng hoặc bị loại trừ bởi chụp X-quang ngực, nghi ngờ ung thư phổi, và sàng lọc ung thư phổi. Tăng đường kính động mạch phổi lớn hơn đường kính động mạch chủ lên cho thấy tăng áp động mạch phổi (tăng áp lực động mạch phổi (3).

Nồng độ alpha-1 antitrypsin nên được đo ở bệnh nhân < 50 tuổi có triệu chứng COPD và ở người không hút thuốc ở bất kỳ lứa tuổi nào mắc COPD để phát hiện thiếu hụt alpha-1 antitrypsin. Các chỉ định khác về sự thiếu hụt alpha-1 antitrypsin bao gồm tiền sử gia đình có tiền sử COPD hay bệnh gan không giải thích được, phân bố khí phế thũng thùy dưới và COPD liên quan đến viêm mạch máu do kháng thể kháng bào tương bạch cầu (ANCA). Nếu nồng độ alpha-1 antitrypsin thấp, chẩn đoán cần được xác nhận bằng xét nghiệm di truyền để xác định kiểu hình alpha-1 antitrypsin.

ECG, thường được thực hiện để loại trừ các nguyên nhân gây khó thở do tim, điển hình cho thấy điện thế QRS thấp với một trục tim thẳng đứng gây ra bởi khí phế thũng và tăng điện thế sóng P hoặc trục sóng P chuyển phải của do tâm nhĩ phải phì đại ở bệnh nhân khí phế thũng nặng. Các dấu hiệu của phì đại thất phải bao gồm sóng R hoặc R′ cao hoặc cao hơn sóng S ở chuyển đạo V1; sóng R nhỏ hơn sóng S ở chuyển đạo V6; lệch trục phải > 110° mà không có blóc nhánh phải; hoặc một số kết hợp của những dấu hiệu này. Nhịp nhanh nhĩ đa ổ, loạn nhịp có thể kèm theo COPD, biểu hiện như nhịp tim nhanh với sóng P đa hình và các khoảng PR thay đổi.

Siêu âm tim đôi khi hữu ích để đánh giá chức năng thất phải và áp lực động mạch phổi, mặc dù không khí bẫy gây khó khăn về mặt kỹ thuật ở bệnh nhân COPD. Siêu âm tim thường được chỉ định khi nghi ngờ có bệnh của tâm thất trái hoặc bệnh lý van tim.

Hemoglobin và hematocrit có rất ít giá trị chẩn đoán trong đánh giá COPD nhưng có thể cho thấy đa hồng cầu (Hemtocrit > 48%) nếu bệnh nhân bị hạ oxy máu mạn tính. Bệnh nhân bị thiếu máu (vì các lý do khác với COPD) có khó thở nặng không tương xứng. Công thức bạch cầu có thể hữu ích. Các bằng chứng ngày càng tăng cho thấy bạch cầu ái toan dự đoán đáp ứng với corticosteroid dạng hít.

Chất điện giải trong huyết thanh có ít giá trị nhưng có thể cho thấy nồng độ bicarbonate cao nếu bệnh nhân bị tăng CO2 mạn tính. Khí máu tĩnh mạch rất hữu ích để chẩn đoán tăng CO2 máu cấp tính hoặc mạn tính.

Bệnh nhân bị các đợt cấp thường có sự kết hợp của tăng ho, khạc đờm, khó thở, và gắng sức hô hấp, cũng như độ bão hòa oxy thấp, vã mồ hôi, nhịp tim nhanh, lo lắng, và tím. Bệnh nhân bị các đợt cấp đi kèm với việc ứ đọng CO2 có thể bị hôn mê hoặc ngủ gà, có biểu hiện rất khác nhau.

Tất cả các bệnh nhân cần phải nằm viện vì bị đợt cấp cần được làm xét nghiệm để xác định thiếu oxy máu và tăng CO2. Tăng CO2 có thể tồn tại mà không có giảm oxy máu.

Các dấu hiệu PaO2 < 50 mm Hg hoặc PaCO2 > 50 mm Hg hoặc áp suất một phần của carbon dioxide trong máu tĩnh mạch (PvCO2) > 55 mm Hg ở bệnh nhân bị toan hô hấp cấp (pH < 7,35) xác định suy hô hấp cấp. Một số bệnh nhân biểu hiện nồng độ PaO2 và PaCO2 lâu dài như vậy trong trường hợp không có suy hô hấp cấp tính.

Chụp X-quang ngực thường được thực hiện để xem có viêm phổi hoặc tràn khí màng phổi. Rất hiếm khi, trong số những bệnh nhân dùng corticosteroid hệ thống kéo dài, thâm nhiễm có thể biểu hiện viêm phổi do Aspergillus.

Đờm màu vàng hoặc xanh là một chỉ số đáng tin cậy của bạch cầu trung tính trong đờm và cho thấy vi khuẩn cư trú hoặc nhiễm khuẩn. Cấy vi khuẩn thường được thực hiện ở bệnh nhân nhập viện nhưng thường không cần thiết ở bệnh nhân ngoại trú. Trong các mẫu từ bệnh nhân ngoại trú, nhuộm Gram thường cho thấy bạch cầu trung tính với một hỗn hợp của vi khuẩn, thường là các cầu khuẩn gram dương (Streptococcus pneumoniae), trực khuẩn gram âm (H. influenzae), hoặc cả hai. Tuy nhiên, nuôi cấy và xét nghiệm đờm bằng kính hiển vi thường không cần thiết đối với bệnh nhân ngoại trú. Các vi khuẩn cư trú ở vùng hầu miệng khác, chẳng hạn như Moraxella (Branhamella) catarrhalis, đôi khi gây ra đợt cấp. Ở bệnh nhân nằm viện, cấy vi khuẩn có thể biểu hiện các vi khuẩn gram âm có khả năng đề kháng, Pseudomonas) hoặc, hiếm khi, Staphylococcus. Trong mùa cúm, xét nghiệm cúm nhanh sẽ hướng dẫn điều trị bằng thuốc ức chế neuraminidase, và nhóm virus đường hô hấp cho virut hợp bào hô hấp (RSV), rhovirus và metapneumovirus có thể cho phép điều trị kháng sinh.

Protein phản ứng C huyết thanh (CRP) rất hữu ích trong việc hướng dẫn sử dụng kháng sinh trong đợt cấp; sử dụng kháng sinh có thể giảm mà không có bằng chứng về tác hại (4, 5).

1. 1. Lange P, Celli B, Agusti A, et al: Lung-function trajectories leading to chronic obstructive pulmonary disease. N Engl J Med 373(2):111–122, 2015.

2. 2. Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease (GOLD): Diagnosis and initial assessment. 2022 Global Strategy for the Diagnosis, Management and Prevention of COPD.

3. 3. Iyer AS, Wells JM, Vishin S, et al: CT scan-measured pulmonary artery to aorta ratio and echocardiography for detecting pulmonary hypertension in severe COPD. Chest 145(4):824–832, 2014.

4. 4. Butler CC, Gillespie D, White P, et al: C-Reactive protein testing to guide antibiotic prescribing for COPD exacerbations. N Engl J Med 381(2):111–120, 2019. doi: 10.1056/NEJMoa1803185

5. 5. Prins HJ, Duijkers R, van der Valk P, et al: CRP-guided antibiotic treatment in acute exacerbations of COPD in hospital admissions. Eur Respir J 53(5):1802014, 2019. doi: 10.1183/13993003.02014-2018

1. 1. Almagro P, Martinez-Camblor P, Soriano JB, et al: Finding the best thresholds of FEV1 and dyspnea to predict 5-year survival in COPD patients: the COCOMICS study. PLoS One 9(2):e89866, 2014. doi: 10.1371/journal.pone.0089866