呼出氣一氧化氮測定在COPD頻繁急性加重表型患者中的臨床意義

林明珍 金蒙蒙 曹曉慧

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)頻繁急性加重表型是指每年具有2次或以上的急性加重[1]，與非頻繁急性加重表型相比，頻繁急性加重表型患者的生活質(zhì)量差，肺功能下降更明顯，病死率高，預(yù)后差[2]。因此，準(zhǔn)確預(yù)測其表型對(duì)判斷病情進(jìn)展及預(yù)后具有重要意義。研究[3]表明，持續(xù)存在的炎癥反應(yīng)是慢阻肺頻繁加重表型的特征。COPD患者氣道內(nèi)一氧化氮(nitric oxide，NO)生成水平增加[4]，通過測定呼出氣NO(exhaled nitric oxide，F(xiàn)eNO)水平可評(píng)估氣道炎癥情況。在50 mL/s呼出氣流中測定的NO濃度(FeNO50)主要反映從支氣管到呼吸性細(xì)支氣管的大氣道炎癥，不能反映小氣道炎癥[5]。肺泡呼出氣一氧化氮(alveolar nitric oxide, CaNO)可反映外周小氣道炎癥。有研究[6]發(fā)現(xiàn)FeNO200(以200 mL/s的流速測定呼出氣NO濃度)與CaNO成正比，通過測定FeNO200亦可反映外周小氣道炎癥。因此，本研究擬通過比較COPD頻繁急性加重表型與非頻繁急性加重表型患者中央氣道、外周小氣道呼出氣NO(FeNO50、FeNO200、CaNO)及肺功能等指標(biāo)，評(píng)估COPD患者中央和外周小氣道NO測定的臨床應(yīng)用價(jià)值，以期區(qū)分及識(shí)別頻繁急性加重表型COPD患者。

1 資料與方法

1.1 一般資料 收集2019年1月至2021年6月安徽醫(yī)科大學(xué)第四附屬醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科收治的90例COPD急性加重患者作為研究對(duì)象。納入標(biāo)準(zhǔn)：①根據(jù)2019年慢性阻塞性肺疾病全球倡議(global initiative for chronic obstructive lung disease，GOLD)指南[7]：由呼吸專科醫(yī)生根據(jù)癥狀、病史及肺功能存在不可逆的氣流受限[支氣管擴(kuò)張劑使用后，第1秒用力呼氣容積(forced expiratory volume in the first second, FEV1)/用力肺活量(forsed vital capacity, FVC)<0.70]綜合判斷；②患者1月前無急性加重且無需呼吸機(jī)輔助支持。排除標(biāo)準(zhǔn)：①患有其他肺部疾病(如間質(zhì)性肺炎、支氣管擴(kuò)張、肺癌等)；②既往有哮喘史；③支氣管舒張?jiān)囼?yàn)陽性；④合并有過敏性鼻炎；⑤早期發(fā)病(年齡<40歲)；⑥入組前4周內(nèi)使用口服糖皮質(zhì)激素。將一年內(nèi)病情急性加重≥2次的患者納入頻繁急性加重組(n=23)，其中男性19例，女性4例，平均(71.48±9.12)歲；將一年內(nèi)急性加重≤1次的患者納入非頻繁急性加重組(n=67)，男性59例，女性8例，平均(68.55±8.52)歲。該研究通過我院倫理委員會(huì)的批準(zhǔn)(批準(zhǔn)文號(hào)：2015-88-2)，所有研究對(duì)象均簽署知情同意書。

1.2 方法

1.2.1 一般資料收集 記錄兩組研究對(duì)象的性別、年齡、吸煙史，測定COPD患者常規(guī)肺功能、C反應(yīng)蛋白(C-reactive protein, CRP)、血常規(guī)和總免疫球蛋白E(immunoglobulin E, IgE)，并完成慢性阻塞性肺疾病評(píng)估測試評(píng)分(chronic obstructive pulmonary assessment scale, CAT)。比較兩組研究對(duì)象的白細(xì)胞(white blood cell, WBC)計(jì)數(shù)、CRP、血嗜酸性粒細(xì)胞百分比(blood eosinophil percentage，EOS%)、總IgE、FeNO、CaNO、FVC%、FEV1%、FEV1/FVC、用力呼出75%肺活量時(shí)平均呼氣流速占預(yù)計(jì)值百分比(maximum expiratory flow from 75% of FVV,MEF75%)、用力呼出50%肺活量時(shí)平均呼氣流速占預(yù)計(jì)值百分比(maximum expiratory flow from 50 of FVC,MEF50%)、用力呼出25%肺活量時(shí)平均呼氣流速占預(yù)計(jì)值百分比(maximum expiratory flow from 25% of FVC,MEF25%)、用力呼出75%～25%肺活量時(shí)平均呼氣流速占預(yù)計(jì)值百分比(maximum expiratory flow from 75-25% of FVC,MEF75-25%)、CAT評(píng)分的差異。

1.2.2 呼出氣NO檢測 受試者在檢測前1 h內(nèi)禁止飲食、劇烈運(yùn)動(dòng)及抽煙，3 h內(nèi)禁止食用西蘭花、生菜、萵苣、水蘿卜、芹菜、芥藍(lán)、腌制、熏制類食品，使用納庫倫呼氣分析儀(SUNVOU-P100，無錫市尚沃醫(yī)療電子股份有限公司)，依據(jù)呼出氣NO測定指南標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程[8]，受試者在靜息狀態(tài)下，囑用力呼氣后用嘴包緊口含濾器，平靜吸氣，再緩慢呼氣，呼出氣平臺(tái)持續(xù)時(shí)間>2 s，操作過程中避免嘴角漏氣，分別檢測呼氣流速在 50 mL/s、200 mL/s 時(shí)的呼出氣NO水平分別記作FeNO50、FeNO200，CaNO是取最小3個(gè)呼氣流量，使用線性回歸方法計(jì)算。

1.2.3 肺功能檢測 受試者在呼出氣NO檢測1 h后再進(jìn)行肺功能檢測，使用肺功能檢測儀(MS-PFT，德國耶格公司)進(jìn)行常規(guī)肺功能檢測，選取FVC%、FEV1%、FEV1/FVC、MEF75%、MEF50%、MEF25%、MEF75-25%作為評(píng)價(jià)指標(biāo)。同時(shí)所有患者均完成支氣管舒張?jiān)囼?yàn)，受試者吸入沙丁胺醇?xì)忪F劑(Glaxo Wellcome S.A.,批號(hào)：H20150673 200 μg), 15 min后再次行常規(guī)肺功能檢測,若FEV1改善率≥12%且其絕對(duì)值增加≥200 mL為舒張?jiān)囼?yàn)陽性[9]。

1.2.4 CAT評(píng)分 CAT問卷包含咳嗽、咳痰、胸悶、氣喘、活動(dòng)能力、心理狀況、睡眠和社會(huì)能力8個(gè)方面內(nèi)容。每項(xiàng)內(nèi)容分值0～5分，患者自行打分，8項(xiàng)內(nèi)容分值相加得出總分。總得分0～10分為疾病輕微組，11～20分為疾病狀態(tài)中等組，21～30分為疾病狀態(tài)嚴(yán)重組[10]。經(jīng)專業(yè)培訓(xùn)的醫(yī)師向患者說明問卷的目的及填寫要求，COPD患者自行填寫問卷。課題組成員對(duì)問卷結(jié)果進(jìn)行核查、登記，若出現(xiàn)多選、漏選問卷則視為無效問卷，所有研究對(duì)象均完成問卷。

2 結(jié)果

2.1 一般資料比較 頻繁急性加重組患者CAT評(píng)分得分更高、IgE 及CRP水平高于非頻繁急性加重組，F(xiàn)EV1%低于非頻繁急性加重組，差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表1。

表1 兩組一般臨床資料比較

2.2 兩組FeNO和CaNO比較 COPD頻繁急性加重組患者FeNO200、CaNO均高于非頻繁急性加重組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)。見表2。

表2 兩組FeNO50、FeNO200、CaNO比較

2.3 相關(guān)性分析 在COPD急性加重患者中，F(xiàn)eNO200、CaNO與FEV1%呈負(fù)相關(guān)(r=-0.305、-0.439，P<0.05)，與血清總IgE水平呈正相關(guān)(r=0.523、0.514，P<0.05)，其中CaNO與CRP呈正相關(guān)(r=0.321，P=0.023)。見表3。

表3 呼出氣NO濃度與WBC計(jì)數(shù)、EOS%、CRP、血清總IgE、CAT評(píng)分、肺功能的相關(guān)性分析

3 討論

COPD是一種慢性氣道疾病，其病變部位主要為小氣道。COPD頻繁急性加重表型患者肺功能下降明顯，生活質(zhì)量差，病死率高，故在臨床中及早識(shí)別此表型，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)個(gè)體化治療尤為重要。英國一項(xiàng)研究[11]顯示女性、呼吸困難評(píng)分高、肺功能受損嚴(yán)重、具有合并癥者是頻繁急性加重的高危人群。Agusti等[12]進(jìn)行的ECLIP隊(duì)列研究提示16%的COPD患者存在持續(xù)性全身炎癥反應(yīng)，持續(xù)并有潛在加重趨勢的炎癥反應(yīng)是COPD頻繁急性加重表型患者的特征之一。檢測呼出氣NO是一種無創(chuàng)檢查氣道炎癥的方法，廣泛應(yīng)用于哮喘及COPD患者氣道炎癥的監(jiān)測。COPD患者發(fā)生急性加重時(shí)，氣道的氧化應(yīng)激水平進(jìn)一步增強(qiáng)[13]。

目前關(guān)于FeNO50、CaNO水平與COPD頻繁急性加重的關(guān)系仍存在一定爭議。Bazeghi等[14]研究發(fā)現(xiàn)CaNO、FeNO200、FeNO50、氣管壁的NO濃度均不能區(qū)分COPD臨床表型，包括嚴(yán)重肺氣腫、慢性支氣管炎、頻繁加重和低脂、消瘦患者。但也有研究[15]表明FeNO水平升高的患者急性加重頻率更高。本研究發(fā)現(xiàn)COPD頻繁急性加重患者FeNO200和CaNO均較非頻繁急性加重組升高，但反映中央氣道炎癥的FeNO50在兩組患者中差異不大，提示在COPD頻繁急性加重表型的患者中，外周小氣道炎癥水平較高，而中央氣道炎癥水平不高，這可能與COPD頻繁急性發(fā)作后氧化應(yīng)激反應(yīng)增強(qiáng)，體內(nèi)細(xì)胞炎癥因子分泌增多[16]，上調(diào)了外周氣道中神經(jīng)型一氧化氮合酶( nitric oxide synthase，NOS)和誘導(dǎo)型NOS活性有關(guān)。細(xì)菌感染是COPD急性加重的重要原因，有研究[17]表明，細(xì)菌感染降低了FeNO50水平，故在COPD頻繁急性加重患者中FeNO50升高不明顯。此外，本研究顯示，在COPD急性加重患者中FeNO200、CaNO均與FEV1%呈負(fù)相關(guān)，而FeNO50與FEV1%無相關(guān)性。目前關(guān)于呼出氣NO與肺功能下降之間的相關(guān)性研究的結(jié)果存在爭議，Brindicci等[18]研究發(fā)現(xiàn)COPD患者CaNO與FEV1%呈負(fù)相關(guān)，程知音[19]研究發(fā)現(xiàn)COPD 急性加重期的患者，F(xiàn)eNO 與 FEV1、FEV1%并無相關(guān)性。Raza等[20]研究沒有觀察到與氣流限制或其他參數(shù)包括全身炎癥、癥狀評(píng)分、小氣道功能障礙的肺功能標(biāo)志物和一氧化碳彌散量之間的相關(guān)性。本研究與Raza等研究結(jié)果一致，在COPD急性加重患者中FeNO200、CaNO及FeNO50與FVC、FEV1/FVC、小氣道功能障礙的肺功能標(biāo)志物及CAT評(píng)分間無明顯相關(guān)性。

研究[21]顯示COPD患者痰液中以中性粒細(xì)胞為主，部分COPD患者痰中嗜酸性粒細(xì)胞較高。Hastie等[22]在SPIROMICS 隊(duì)列研究中發(fā)現(xiàn)痰液中嗜酸粒細(xì)胞升高比血液中嗜酸粒細(xì)胞升高更能識(shí)別COPD頻繁急性加重及重度肺氣腫表型，痰液與血液中嗜酸粒細(xì)胞計(jì)數(shù)與呈弱相關(guān)。另一項(xiàng)研究[23]顯示，痰嗜酸粒細(xì)胞較高的COPD患者因巨噬細(xì)胞對(duì)嗜酸粒細(xì)胞清除作用下降引起氣道中存在持續(xù)的嗜酸性炎癥，從而導(dǎo)致較對(duì)照組出現(xiàn)更高頻率的急性加重。李玉磊等[24]指出血嗜酸性粒細(xì)胞>2%的COPD患者中FeNO與血液中嗜酸性粒細(xì)胞及痰嗜酸粒細(xì)胞計(jì)數(shù)呈正相關(guān)。本研究結(jié)果提示頻繁急性加重及非頻繁急性加重的COPD患者血嗜酸性粒細(xì)胞百分比差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，且與FeNO200、CaNO、FeNO50均無相關(guān)性。

血清中IgE升高是COPD患者更易出現(xiàn)急性加重頻次增多，IgE水平是頻繁急性加重的危險(xiǎn)因素之一[25]。與本研究結(jié)果一致，在COPD頻繁急性加重患者較非頻繁急性加重患者具有更高的血清總IgE水平，且其與FeNO200、CaNO水平呈正相關(guān)。這與IgE升高的COPD患者可能存在哮喘和過敏有關(guān)，并且還存在一部分COPD患者系哮喘演變而來，同時(shí)又是合并過敏的氣道高反應(yīng)人群，該類患者外周小氣道炎癥水平更高，更易出現(xiàn)頻繁急性加重，在臨床工作中對(duì)此類患者需提高警惕。

COPD是一種全身炎癥反應(yīng)性疾病，有報(bào)道[12]提示在COPD頻繁急性加重表型患者的外周血中，WBC計(jì)數(shù)、CRP、白細(xì)胞介素-6、白細(xì)胞介素-8、腫瘤壞死因子-ɑ均較高，與本研究結(jié)果一致，COPD頻繁急性加重表型患者中血CRP更高，提示該類患者除氣道炎癥外還存在持續(xù)的全身炎癥反應(yīng)。研究[10]表明，CAT評(píng)分可用來鑒別COPD的急性發(fā)作，COPD急性加重期CAT評(píng)分較穩(wěn)定期患者增加約4.7分。本研究顯示，頻繁急性加重表型的CAT評(píng)分明顯高于非頻繁急性加重表型，但其預(yù)測頻繁急性加重發(fā)作表型的效能還需進(jìn)一步評(píng)估。

綜上所述，本研究發(fā)現(xiàn)在COPD頻繁急性加重表型患者中，中央和外周氣道的NO濃度存在差異，頻繁急性加重患者FeNO200和CaNO濃度較高。但本研究尚存在不足之處，樣本量少，特別是頻繁急性加重組所占比例少，缺少穩(wěn)定期資料，后期將擴(kuò)大樣本量，收集患者穩(wěn)定期資料，進(jìn)一步明確FeNO和CaNO聯(lián)合檢測能夠成為COPD頻繁急性加重表型的預(yù)測因子，進(jìn)一步探索其在預(yù)測COPD疾病進(jìn)展或急性加重中的作用。