呼出氣一氧化氮對支氣管哮喘的診斷價值及與Astograph 法支氣管激發試驗相關性研究

陳 彬 陳 芳

浙江中醫藥大學附屬第一醫院肺功能室，浙江杭州 310000

支氣管哮喘（簡稱哮喘）作為呼吸系統的一種常見病多發病，近年來隨著其發病率與死亡率有所增高，氣道炎癥檢查和氣道反應性測定對于患者的診斷和治療愈加重要[1-2]，因此早期發現哮喘與診斷哮喘對患者的預后具有重要作用。臨床上哮喘往往以喘息、咳嗽、胸悶為主要癥狀，可由其中一個或多個癥狀為表現，對患者的健康、生活、工作造成很大的影響。目前臨床上多以支氣管激發試驗作為診斷哮喘的重要工具，其耗時相對較長，要求患者配合度高，且具有誘發咳嗽、胸悶、咽癢、頭暈等不良反應[3]。作為哮喘的診斷工具，激發試驗僅能反映哮喘氣道高反應性的病理生理特點，卻無法對其氣道炎癥進行準確評估。近年來無創氣道炎癥檢測技術受到了越來越多的關注，呼出氣一氧化氮（fractional exhaled nitric oxide，FeNO）因其具有無創、迅速、簡便、準確等優點而廣泛應用于臨床[4]，且FeNO 作為“炎癥尺度”越來越被臨床認可[5]。本研究選擇疑似哮喘的患者，進行FeNO、肺功能、支氣管激發試驗檢測，探討FeNO 對于診斷哮喘的應用價值，以及其與強Astograph 支氣管激發試驗指標的相關性。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選取2016 年6 月—2017 年4 月在浙江中醫藥大學附屬第一醫院肺功能室行支氣管激發試驗的患者162 例。納入標準：①年齡12～76 歲，性別不限；②持續6 周以上出現喘息、胸悶、咳嗽及呼吸困難等癥狀；③影像學檢查排除肺部有明顯病變；④具備FeNO 檢測和支氣管激發試驗檢查的配合能力。排除標準：①4 周內有上呼吸道感染史；②4 周內以靜脈或氣道吸入的方式應用糖皮質激素；③8 h 內應用短效支氣管舒張劑；④2 d 內服用抗過敏藥物；⑤既往有支氣管擴張、慢性阻塞性肺病、間質性肺病等病史；⑥吸煙者。本研究的實施獲得醫院醫學倫理委員會審核批準，批準文號為（2019-KL-006-02）。

1.2 方法

1.2.1 FeNO 測定方法 采用瑞典AerocrineAB 公司型號為NIOXVERO FeNO 測定系統，測定結果以ppb（1 ppb=1×10－9mol/L）表示。患者于檢測當天避免飲用含酒精、咖啡因類飲料，避免進食高硝酸鹽食物，避免劇烈運動。嚴格遵循美國胸科協會指南[6]進行檢測，且FeNO 測定需在肺功能和支氣管激發試驗前完成。

1.2.2 肺功能檢測方法 采用德國耶格Jaeger 公司型號為MasterScreen 肺功能儀，采用常規通氣法進行測定用力肺活量（FVC）、第1 秒用力呼氣容積（FEV1），測定至少3 次，最佳兩次誤差＜3%[7]，取最佳值。選取第一秒率（FEV1/FVC）≥70%的患者進行支氣管激發試驗檢查。

1.2.3 支氣管激發試驗方法 采用日本Chest 公司型號為Jupiter—21 氣道反應測試系統通過Astograph法進行支氣管激發試驗[8]，支氣管激發劑采用乙酰甲膽堿（Sigma 公司）。該系統由霧化發生器、定壓正弦波發生裝置、呼吸阻力連續運算等組成。12 個霧化管中第1 個霧化管裝有0.9%的氯化鈉注射液，第2～11 個霧化管裝有濃度倍增的乙酰甲膽堿，依次為0.049、0.098、0.195、0.390、0.780、1.563、3.125、6.25、12.50、25 mg/mL，第12 個霧化管裝有吸入用硫酸沙丁胺醇溶液（萬托林5 mg/mL，葛蘭素史克公司）。測試時，患者放松取端坐位，以鼻夾夾住鼻，頭稍向上抬，頸部伸直，口唇含住咬口，保持平靜潮氣呼吸。每一個霧化管吸入時間均為1 min，霧化吸入1 min 后自動轉入下一個濃度繼續吸入，出現以下任意一種情況即立刻停止支氣管激發試驗：①呼吸阻力逐步上升至初始阻力的2 倍以上；②完成吸入最高濃度的乙酰甲膽堿；③患者肺部聽診出現明顯哮鳴音；④患者出現明顯呼吸道癥狀無法繼續堅持完成。支氣管激發試驗結束后吸入支氣管舒張劑（硫酸沙丁胺醇），直到呼吸阻力恢復至激發前水平。呼吸阻力達到初始阻力2 倍且Dmin＜7 為激發試驗陽性[9]。根據《支氣管哮喘防治指南》[10]結合病史、體征、臨床表現、實驗室檢查、激發試驗結果將患者分為哮喘組78 例與非哮喘組84 例。

1.3 觀察指標

1.3.1 FeNO 指標 囑患者充分呼出肺內氣體，嘴唇包緊過濾吸嘴吸足氣后將氣體平穩呼出，呼氣流速控制在50 mL/s，呼氣時間保持10 s，測定儀分析90 s 后得出FeNO 值。

1.3.2 肺功能指標 FVC、FEV1、呼氣峰流速（PEF）、FEV1/FVC 等。

1.3.3 支氣管激發試驗指標 主要技術指標：①基礎呼吸阻力（Rrs cont），指吸入生理鹽水時的呼吸阻力，單位為cmH2O/（L·s）；②基礎呼吸傳導率（Grs cont），基礎呼吸阻力的倒數，單位為L/（s·cmH2O）；③反應閾值（Dmin），指呼吸阻力開始呈線性上升時的藥物累積量，用1 mg/mL 藥物濃度吸入1 min 的量為1 U 來表示，反映氣道敏感性，閾值越低，氣道越敏感；④阻力上升開始時最小濃度（Cmin），單位為μg/mL；⑤傳導率下降斜率（SGrs），為單位時間內Grs 的變化，單位L/（s·cmH2O·min），反映氣道反應性。

1.4 統計學方法

采用SPSS 20.0 統計學軟件進行數據分析，計量資料數據以均數±標準差（）表示，組間比較采用t 檢驗；計數資料以例數表示，采用χ2檢驗；通過不同的FeNO 的閾值得出對應的敏感度和特異度，以敏感性為縱坐標，（1-特異性）為橫坐標繪制受試者工作特征曲線（ROC 曲線），計算約登指數，得出FeNO 值診斷哮喘的最佳閾值（Cutoff 值）。FeNO 與支氣管激發試驗指標的相關性用Pearson 相關分析。以P ＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 兩組一般資料比較

本研究共納入162 例，其中哮喘組78 例，非哮喘組84 例，兩組患者性別、年齡、身高、體重、體重指數（BMI）比較，差異均無統計學意義（均P ＞0.05）。哮喘組FeNO 值明顯高于非哮喘組，差異有統計學意義（P ＜0.05）。見表1。

表1 兩組一般資料比較

2.2 ROC 曲線

ROC 曲線下面積為0.773，95%CI：0.700～0.846。約登指數最大值為0.475，相對應診斷哮喘的最佳閾值為19.5 ppb；敏感度為82.05%，特異性為65.48%，陽性預測值為68.1%，陰性預測值為79.7%。見圖1。

圖1 FeNO 對哮喘診斷的ROC 曲線

2.3 FeNO 與支氣管激發試驗指標相關性

FeNO 與Rrs cont、Grs cont、SGrs、SGrs/Grs cont均不相關（P ＞0.05），FeNO 與敏感性指標Dmin、Cmin均呈負相關（P ＜0.05）。見表2、圖2。

表2 FeNo 與支氣管激發試驗指標相關性

圖2 FeNO 與Dmin、Cmin 的相關性

3 討論

自1993 年國外學者首次發現哮喘患者FeNO 水平增高以來[11]，國內外均有大量報道證實FeNO 在診斷哮喘和管理哮喘方面均具有重要價值。FeNO 來源于氣道上皮細胞，呼吸道中的NO 由其合成酶（NOS）合成，NOS 分為誘導型、神經型和內皮細胞型[12]，其中誘導型NOS 在多種細胞與前炎癥因子發生反應時得到表達，從而持續產生NO。呼吸道中的NO 是主要反映嗜酸性粒細胞氣道炎癥的生物標志物，與氣道中嗜酸性粒細胞的浸潤有著十分緊密的相關性[13]，FeNO 的增高也是哮喘急性發作的獨立危險因素。2005 年ATS 與ERS 發布的指南中指出FeNO 推薦應用于臨床，其主要有安全、快速、簡單易操作等特點。

在本研究中，分組具有良好的可比性，哮喘組與非哮喘組一般資料比較，差異無統計學意義（P>0.05）。在哮喘組與非哮喘組比較FeNO 值差異有統計學意義（P >0.05）。應用FeNO 診斷哮喘的ROC 曲線下面積為0.773，隨著診斷閾值的動態變化，其診斷的敏感度與特異性也隨之改變，當閾值為19.5 ppb 時，約登指數取最大值為0.475，此時的敏感度為82.05%，特異性為65.48%，提示以FeNO 診斷哮喘有較好的臨床應用價值，具有一定的敏感度與特異性。Matsunaga 等[14]研究發現，哮喘患者的FeNO 值高于非哮喘患者，并且提出FeNO 區分哮喘與非哮喘的診斷閾值為18～28 ppb。本研究最佳閾值為19.5 ppb，較相關研究稍偏低，可能與研究樣本量較少相關，存在一定局限性，并未區分急性期與穩定期哮喘，有多項研究認為FeNO 在急性發作期與穩定期存在明顯差異[15-16]。且未排除合并過敏性鼻炎、飲食等因素影響的可能性[17]，本研究對于哮喘合并其他呼吸道疾病適用與否需有待進一步證實。最佳閾值稍偏低也可能與部分哮喘患者氣道炎癥并非以嗜酸性粒細胞為主有關（中性粒細胞型、混合型及寡細胞型等[18]），或者在FeNO 測定過程中出現漏氣、抗生素使用、晝夜差異等亦有可能引起，考慮將來可通過適當擴大樣本量、結合相關病史豐富樣本的入選標準等方法，獲取更為準確、科學的FeNO 最佳診斷閾值。氣道反應性增高是哮喘的重要特征之一，絕大多數哮喘患者表現出氣道高反應性[19]，本研究發現FeNO 與支氣管激發試驗敏感性指標Dmin、Cmin 均呈負相關（P ＜0.05），這提示哮喘的慢性氣道炎癥程度與氣道高反應性有相關性，即嗜酸性粒細胞炎癥氣道浸潤越顯著，氣道高反應性越敏感，同時這一結論與Sato 等[20]的研究相一致。同時也發現FeNO 與Rrs cont 無相關性，提示了嗜酸性粒細胞的氣道浸潤程度對于哮喘患者無法直接反映其氣道的縮窄程度，即FeNO 無法反映出基礎呼吸阻力的水平。

FeNO 能準確地反映出哮喘患者的氣道炎癥水平以及氣道反應性高低，Smith 等[21]針對47 例哮喘癥狀患者的研究發現，在FeNO 聯合支氣管激發試驗及舒張試驗后，診斷的敏感度及特異度可達到94%和93%。可見FeNO 聯合氣道反應性檢測在哮喘的診斷中有顯著的作用，為提高診斷率、調整藥物升降提供重要依據[22]。同時，有研究[23]發現，在使用激素治療后FeNO 水平的改善早于患者的癥狀、肺功能和氣道高反應性，這提示哮喘患者在運用激素治療后FeNO 下降較為敏感，因此可作為預測激素治療效果和評價急性發作的指標[24]。運用FeNO 檢測進行哮喘的規范化的診斷、治療和評估[25-26]，對于幫助患者長期哮喘管理和控制顯得尤為重要，亦有利于提高生命質量[27]。

綜上所述，以19.5 ppb 作為閾值對于FeNO 診斷哮喘有一定的指導意義，且根據FeNO 與支氣管激發試驗指標的相關性結果，可進一步明確氣道炎癥與氣道反應性的關系，對于提高哮喘的診治有明顯作用，值得臨床推廣。