慢性阻塞性肺疾病穩定期下呼吸道細菌定植與疾病分級、評估的相關性

劉雁冰 李陶 肖林 胡東曙 周粉樂 靳曉宇 劉丹 戢楊

慢性阻塞性肺病(chronic obstructive pulmonary disease, COPD)是一種常見的可預防和治療的疾病，以持續存在的呼吸系統癥狀和氣流受限為特征，是因為機體過度暴露于有毒顆粒或氣體所致的氣道和/或肺泡異常改變的結果[1]。隨著病程進展，可導致患者肺功能和生活質量的降低，并且嚴重增加社會負擔[2]。穩定期患者的咳嗽、咳痰和氣短等癥狀不明顯或癥狀輕微，有研究顯示， COPD患者下呼吸道存在細菌定植[3-6]，而且近年來有學者提出了呼吸道微生物群的概念[7]，但其對于COPD發生發展的影響尚不清楚，且大多停留在假說階段[8]，在2017 GOLD指南里，也只是提到抗生素可減少下呼吸道細菌定植，但對阻止急性加重發生率、安全性不詳[2]。本文對60例COPD患者穩定期下呼吸道標本進行細菌半定量、定性分析，并行肺功能檢測及CAT(COPD Assessment Test)問卷、SGRQ(St. George Respiratory Questionnaire)生活質量問卷調查，旨在探討COPD穩定期細菌定植與疾病分級、疾病評估及生活質量的關系。

材料和方法

一、研究對象

隨機選取2015年1月至2016年12月我院呼吸科收治確診的COPD患者60例，診斷標準符合中華醫學會《慢性阻塞性肺疾病診治指南》2013年修訂版[9]。基本情況，見表1。其中男性34例，女性26例，平均年齡(65.14±9.98)歲，體重指數(BMI)平均值為(24.56±2.02)kg/m2。納入標準：①支氣管舒張試驗FEV1變化<15%或<200 ml；②FEV1/FVC<70%；③既往6周無急性加重癥狀或罹患普通感冒及其他呼吸道感染性疾病；④近4周未使用口服或靜脈抗生素；⑤既往1年急性加重發作至少1次；⑥簽署知情同意書參加此項研究。排除標準：①既往有哮喘、支氣管擴張、支氣管腫瘤及其他明確肺部疾病的患者；②全身糖皮質激素治療劑量>20 mg/d；③既往確診患有免疫系統疾病；④罹患其他感染性疾病者。急性加重的判定：患者呼吸道癥狀超過日常變異范圍的持續惡化，短期內咳嗽、咳痰、氣短和/或喘息加重，痰量增多，膿性或黏液膿性痰，或伴有發熱等炎癥明顯加重的表現，需要門診或住院治療。

二、儀器與試劑

血常規分析儀： 日本sysmex公司xs-1000i；血氣分析儀：美國GEM Premier 3000；肺功能儀：意大利spirolab-Ⅲ；細菌自動鑒定：迪爾DL96-Ⅱ型細菌測定系統；血平皿、麥康凱培養皿、巧克力培養基：天津金章科技公司。

三、實驗方法

1. 痰液標本細菌半定量分析: 痰標本收集：在入組日上午漱口后深咳痰入無菌痰盒，無咳痰者則行3%生理鹽水霧化10 min后導痰，標本2 h內送檢，篩選合格標本(鱗狀上皮細胞< 10個/低倍視野、多核白細胞> 25個/低倍視野，或二者比例< 1︰2.5)，否則重新留痰。細菌培養半定量分析：合格標本接種于血平皿、麥康凱和巧克力平皿，在5%CO2、37 ℃環境孵化24 h后觀察結果，痰菌半定量培養≥+++(相當于CFU≥106/ml)，判定為細菌定植。菌型分離鑒定：挑取可疑菌落進行革蘭染色，根據情況轉種生化鑒定板，使用自動鑒定系統鑒定到種。

2. 實驗室檢查: 血常規：入組日上午空腹，采集靜脈血2 ml送檢。動脈血氣分析：入組日上午取橈動脈血1 ml送檢。

3. 肺功能測定: 入組日使用支氣管擴張藥物沙丁胺醇氣霧劑30 min后進行。共檢查3次，取最佳值。

4. 生活質量問卷及病史調查: 于入組日行CAT、SGRQ問卷調查，追溯既往1年內COPD急性發作次數和發病間隔。SGRQ問卷使用中國協和醫科大學SGRQ生活質量問卷調查軟件(版本3.01.0012)進行分析。

四、統計學方法

統計分析采用SPSS18.0軟件包，校驗數據均符合正態分布，檢驗水準α<0.05，均數比較使用t檢驗，相關性分析：等級資料采用斯皮爾曼秩相關分析，正態分布計量資料采用皮爾森相關分析。

結 果

一、 基本情況及檢查結果

60例患者基本情況、實驗室、肺功能檢查結果及SGRQ問卷、CAT問卷調查結果，見表1。

60例COPD穩定期患者GOLD肺功能分級情況，FEV1(%預計值)：1級≥80，2級50～79， 3級30～49， 4級<30。其中1級 0例，2級24例(40%)，3級24例(40%)，4級12例(20%)。 無 1級患者，考慮與入組患者都為反復門診、住院的確診患者，缺少社區篩查或無癥狀者有關。

表1 60例COPD穩定期患者基本情況、實驗室檢查及CAT、SGRQ生活質量問卷結果(n=30)

按照60例COPD患者癥狀和急性加重頻率分組情況，A組6例，B組18例，C組0例，D組最多為36例，見表2。

表2 60例COPD患者癥狀和急性加重頻率分組情況(n)

二、痰標本細菌半定量培養結果

60例患者中有18例(30%)的痰標本細菌半定量培養≥+++(相當于菌落計數≥106)，確定為細菌定植，見表3。檢出的主要致病菌為副流感嗜血桿菌6例(33.33%)、銅綠假單胞菌4例(22.22%)、肺炎鏈球菌2例(11.11%)、肺炎克雷伯菌2例(11.11%)、流感嗜血桿菌2例(11.11%)等，檢出的非致病細菌主要為草綠色鏈球菌、干燥奈瑟氏菌。

表3 60例COPD患者穩定期痰細菌半定量培養結果

三、存在細菌定植和無定植患者觀測指標對比

存在細菌定植和無細菌定植的患者在發病間隔、急性加重次數、血常規、肺功能、生活質量評估等方面的對比，存在細菌定植的患者與無細菌定植者在發病間隔、血常規、血氣分析等方面差別無統計學意義(P>0.05)；對比二者每年急性發作次數、肺功能FEV1%預計值、FEV1/FVC、SGRQ評分和CAT評分差別有統計學意義(P<0.05)，結果顯示存在細菌定植者更易出現急性加重，肺功能更差，而且生活質量評分和癥狀評分也低于無定植者，見表4。

表4 60例COPD患者存在細菌定植和無定植者觀測指標對比

四、細菌定植與加重次數、肺功能、生活質量的相關性分析

18例存在細菌定植的患者，細菌定植與加重次數、肺功能、生活質量的相關性分析顯示，患者穩定期細菌定植與急性加重次數、肺功能分級、CAT評分、SGRQ得分總分、癥狀得分、日常生活影響得分呈正相關(P<0.01、P<0.05)；與FEV1%預計值、FEV1/FVC存在負相關(P<0.01)。說明細菌定植者肺功能下降，生活質量差，且更易出現急性加重，見表5。

表5 18例患者細菌定植與加重次數、肺功能、生活質量的相關性分析

五、CAT評分與SGRQ生活質量評分的相關性分析

60例COPD穩定期患者CAT評分與SGRQ的各項評分均有顯著的相關性，能比較客觀地反映患者的臨床癥狀，但CAT評分相對更簡潔，臨床操作性更強，見表6。

表6 60例COPD患者CAT評分與SGRQ生活質量評分的相關性分析

討 論

一、COPD穩定期下呼吸道細菌定植狀況

近年來的研究顯示呼吸道存在著數量龐大的微生物群落[10]，這些微生物群落與宿主間保持共生狀態，正常情況下可能參與呼吸系統正常功能的維持[11-12]，但其與COPD的發生發展是否相關目前尚不清楚。Sethi等[13]提出惡性循環假說：吸煙、有害氣體吸入、兒童時期罹患呼吸系統疾病等始動因素可造成下呼吸道黏膜纖毛清除功能受損，一旦病原菌定植于此，其產物及其所引起的一系列炎癥反應可以造成COPD患者氣道黏膜分泌物增加、纖毛清除活力減弱、促進氣道彈性組織離解及呼吸道黏膜的進一步損傷，這一過程互相促進、循環往復，造成COPD病情的進展。Cabello等[14]采用防污染樣本毛刷(PSB)和支氣管肺泡灌洗 (BAL) 研究了18名COPD患者，以PSB結果≥103CFU/ml、BAL結果≥104CFU/ml確認為細菌定植標準，有10例(56%)患者被檢出致病菌，檢出率最高的分別是嗜血桿菌屬、肺炎鏈球菌和卡他莫拉菌。隨著檢測技術的進步，目前研究證實至少有一半以上的COPD患者存在下呼吸道的細菌定植，尤其是一些潛在致病菌的定植[15]。

本試驗采用誘導痰培養的方法采集痰液標本，穩定期致病菌檢出率為30%，低于采用PSB和BAL的方法，這可能與標本取材部位不一致有關。但本研究采用的方法其畢竟為無創傷性檢查，患者耐受性較好，適合于前瞻性研究。

二、COPD下呼吸道細菌定植與急性加重

COPD急性加重是呼吸科的常見疾病，不但增加了患者的痛苦和死亡風險，而且造成了巨大的社會經濟負擔[2]。如何預防和減少急性加重，是一個恒久的課題。本試驗顯示：存在細菌定植者更易出現急性加重，肺功能更差，而且生活質量評分和癥狀評分也低于無細菌定植者，但其病理生理機制尚不甚明了。Sethi 等[13]認為COPD穩定期患者下呼吸道存在細菌定植，這些細菌處于持續的周轉狀態，釋放出胞外產物，如：多種蛋白、脂低聚糖和肽聚糖等，這些物質同樣參與了氣道的破壞與重塑。另外，多數學者認為COPD是一種氣道炎癥性疾病，穩定期下呼吸道細菌定植者具有更高的氣道炎癥水平，其IL-6、IL-8的水平呈顯著升高[17]，氣道炎癥水平的升高雖然并不一定引起急性加重，但卻是造成COPD疾病不可逆進展的重要原因[18]。對于穩定期患者是否需要定期使用抗生素清除定植菌，還有待進一步研究。既往的研究證據均提示COPD急性加重期患者下呼吸道的細菌負荷較穩定期有顯著升高，尤其潛在致病菌負荷的升高情況與COPD急性加重的主要致病菌更是相一致，但是尚缺乏菌株的遺傳學依據，也就是說不能區分是原有定植菌株還是新近感染菌株。有研究發現，在冬季進行為期5年的抗生素預防治療對COPD的加重頻率并無改善，但有規律地使用一些抗生素可降低發作頻率，如阿奇霉素(250 mg每日一次或500 mg，每周三次)或紅霉素(500 mg，每天二次)，可使患者急性加重的風險降低，但卻增加細菌耐藥和聽力受損的風險[2]。所以，即便是最新的2017版GOLD指南中，對于穩定期COPD的治療也沒有明確使用抗生素的建議。

三、COPD穩定期細菌定植與疾病的評估

患者生活質量是反映患者疾病以及治療對其生理功能、心理健康和生活等方面的綜合評定指標，更能靈敏反映COPD患者真實的健康狀況及衛生需求，現已廣泛應用于評價COPD患者的病情嚴重程度、藥物治療的療效、非藥物治療的療效(如肺康復治療、手術)和急性發作的影響等。本試驗采用2017版GOLD指南推薦的CAT評分和SGRQ評分作為評價患者生活質量的量化指標，分析了COPD穩定期細菌定植與與生活質量的相關性，提示細菌定植者肺功能下降，生活質量差，且更易出現急性加重。本研究顯示CAT評分與SGRQ的各項評分均有顯著的相關性，能比較客觀地反映患者的臨床癥狀，但CAT評分相對更簡潔，臨床操作性更強。2017版GOLD指南對COPD的評估做了調整[19]： ①把氣流受限程度與分組獨立開來，避免用氣流受限與急性加重頻率雙重評估對分組的混淆；②可以用于沒有肺功能檢查的地區或臨床情況(如夜間急診)，更加簡便易行；③在COPD治療的決策中，更加強調癥狀和急性加重這兩方面的問題，與COPD治療的目標更相一致。該指南更加強調癥狀和急性加重頻率在治療決策中的作用，癥狀負擔加重的患者需要更詳細的評估，并且可能有治療需求，而不能僅根據肺功能的分類來確定[20]。也有研究顯示：目前的CAT、SGRQ評分閾值過低，使用低閾值可能導致高估治療效果[21]。另外，有學者推薦3米起身走計時(The timed up and go test, TUG)、6 min步行試驗(The 6-minute walk distance, 6MWD)等作為COPD評估手段[22]，認為其更便捷、更直觀。無論怎樣，評估的意義在于指導臨床治療，評估的“金標準”還有待于進一步研究探索。

總之，關于COPD下呼吸道微細菌定植需要開展更多的臨床及基礎研究，通過對伴隨疾病發生、進展及急性加重過程的下呼吸道微生物群落的動態觀察，更深入了解其在慢性氣道炎癥性疾病發生、發展中的作用，動態監測下呼吸道細菌負荷和菌群結構變化，結合患者的疾病評估，才能更加精準的指導臨床治療，特別是抗生素的應用。