呼出氣一氧化氮水平預測氣道反應(yīng)性的臨床價值研究

劉詩晴，李敏，肖奇明，蘇曉麗，李瑛，陸蓉莉，趙冰融，趙巧紅，胡成平

［中南大學湘雅醫(yī)院 呼吸與危重癥醫(yī)學科（呼吸內(nèi)科），湖南 長沙 410008］

氣道反應(yīng)性是指吸入某些刺激物時，氣道出現(xiàn)不同程度的收縮反應(yīng)，常見的刺激物包括冷空氣、塵螨、花粉、高滲鹽水、組織胺及乙酰甲膽堿等，不同個體對同一刺激物的敏感性各不相同?；加心承┘膊〉娜巳喝缦颊撸瑲獾烂舾行誀顟B(tài)過度增高，對這些刺激物表現(xiàn)出的反應(yīng)過強或/和過早，稱為氣道高反應(yīng)性（airway hyperreactivity,AHR）。目前，臨床上常用乙酰甲膽堿為刺激物的支氣管激發(fā)試驗來測定氣道反應(yīng)性。但由于支氣管激發(fā)試驗需要患者的主動配合，且具有一定的危險性，乙酰甲膽堿可引起頭痛、平滑肌收縮等副作用，限制了該項目的推廣和應(yīng)用。呼出氣一氧化氮（fractional exhaled nitric oxide, FeNO）檢測是近年來推廣應(yīng)用于臨床的一項簡便、無創(chuàng)的檢查手段，主要用于評估氣道嗜酸性炎癥和糖皮質(zhì)激素治療的敏感性[1-2]。臨床工作中發(fā)現(xiàn)FeNO值與支氣管激發(fā)試驗的結(jié)果存在一定的相關(guān)性，因此，本研究擬通過分析FeNO與AHR的相關(guān)性，探討應(yīng)用FeNO預測AHR的臨床應(yīng)用價值。

1 資料和方法

1.1 研究對象

收集2015年8月‐2016年4月于中南大學湘雅醫(yī)院門診就診，并完成FeNO檢測、肺通氣功能檢查及支氣管激發(fā)試驗的患者資料。并排除：① 年齡小于18歲者；②測試前使用支氣管舒張藥物等可影響FeNO和/或支氣管激發(fā)試驗結(jié)果者；③肺通氣功能檢查配合欠佳的患者（肺功能檢查質(zhì)控未能達到A或B級者）。

1.2 FeNO檢測

采用尚諾雅創(chuàng)公司的FeNO檢測儀，按照美國胸科學會（American Thoracic Society, ATS）推薦的FeNO標準化測定指南進行操作。在肺通氣功能檢查前進行FeNO檢測。

1.3 肺通氣功能檢測和支氣管激發(fā)試驗

采用德國Jaeger公司MasterScreen APS肺功能儀，按照中華醫(yī)學會呼吸病學分會肺功能專業(yè)組推薦的肺功能檢查指南[3-4]進行檢測，肺通氣功能測試重復3～8次，保留至少3次可接受的檢驗結(jié)果。最佳的一秒用力呼氣容積（forced expiratory volume in one second, FEV1）占預計值≥70%者進一步進行支氣管激發(fā)試驗。吸入生理鹽水復測肺通氣功能，作為吸入激發(fā)劑的對照。以50 mg/ml的乙酰甲膽堿溶液為激發(fā)劑，采用APS定量氣霧給藥法，從低劑量開始，逐步吸入配置好的乙酰甲膽堿溶液，吸入后重復檢測肺功能，直至FEV1較基礎(chǔ)肺功能下降≥20%，或出現(xiàn)氣促喘息等明顯不適，或吸入最大劑量激發(fā)劑為止。每步累積吸入劑量依次為0.078 mg、0.313 mg、1.250 mg和2.500 mg。根據(jù)公式計算FEV1下降20%時吸入的乙酰甲膽堿累積劑量（PD20-FEV1）衡量氣道反應(yīng)性，根據(jù)PD20-FEV1將AHR分為重度、中度、輕度、可疑或極輕度、正常5個等級。

1.4 統(tǒng)計學方法

應(yīng)用SPSS18.0統(tǒng)計學軟件對研究數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計學分析。數(shù)值變量資料比較采用獨立樣本t檢驗，分類資料比較采用χ2檢驗。以支氣管激發(fā)試驗為金標準，繪制受試者工作特征（receiver operator characteristic, ROC）曲線，以約登指數(shù)最大值為最佳閾值。相關(guān)性分析采用Pearson相關(guān)分析。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結(jié)果

2.1 一般資料

研究共納入3 853例患者，男1 872例，女1 981例；平均年齡（49.4±12.7）（24～86）歲，不同性別患者FEV1/預計值（%）、用力肺活量（forced vital capacity, FVC）/預計值（%）及FEV1/FVC（%）差異均無統(tǒng)計學意義。根據(jù)支氣管激發(fā)試驗結(jié)果分為兩組，支氣管激發(fā)試驗陽性組1 118例，陰性組2 735例，兩組患者性別、年齡、身高及體重分布均衡差異無統(tǒng)計學意義。激發(fā)試驗陽性組FeNO值為（44.64±46.88）ppb，激發(fā)試驗陰性組FeNO值（24.27±19.86）ppb，差異具有統(tǒng)計學意義（P＜0.001）。

在肺功能方面，支氣管激發(fā)試驗陽性組患者FEV1/預計值是（93.1±14.8）%，陰性組患者FEV1/預計值為（104.2±15.4）%，差異具有統(tǒng)計學意義（P＜0.001）。激發(fā)試驗陽性組患者FEV1/FVC為（64.6±9.4）%，激發(fā)試驗陰性組FEV1/FVC為（78.1±7.3）%，差異具有統(tǒng)計學意義（P＜0.001），兩組FVC/預計值之間差異無統(tǒng)計學意義，見表1。

表1 兩組一般情況、肺功能及FeNO結(jié)果比較 （±s）

表1 兩組一般情況、肺功能及FeNO結(jié)果比較 （±s）

注：?與激發(fā)試驗陽性組比較，P ＜0.001。

組別 例數(shù) 男/女 年齡/歲 身高/cm 體重/kg FEV1/預計值/%FVC/預計值/%FEV1/FVC/% FeNO/ppb激發(fā)試驗陽性 1 118 478/640 52.1±12.9 156.5±7.9 60.2±10.4 93.1±14.8 110.9±15.7 64.6±9.4 44.6±46.9激發(fā)試驗陰性 2 735 1 394/1 341 48.3±12.5 158.6±8.0 61.8±10.8 104.2±15.4? 110.5±15.3 78.1±7.3? 24.3±19.9?

2.2 FeNO水平與氣道反應(yīng)性的關(guān)系

根據(jù)PD20-FEV1將AHR分為重度、中度、輕度、可疑或極輕度、正常5個等級，分別統(tǒng)計各組FeNO水平，見表2，AHR程度越重，F(xiàn)eNO水平相對越高，各組間差異有統(tǒng)計學意義。FeNO水平與氣道反應(yīng)性進行相關(guān)性分析，相關(guān)系數(shù)為r=0.302（P＜0.001）。

表2 FeNO水平與氣道反應(yīng)性的關(guān)系 （±s）

表2 FeNO水平與氣道反應(yīng)性的關(guān)系 （±s）

AHR程度 病例數(shù) FeNO/ppb正常 2 735 24.3±19.9可疑或極輕度 333 32.5±30.7輕度 437 39.9±44.4中度 270 58.0±58.2重度 78 76.7±48.7

2.3 ROC曲線

為了更加直觀了解FeNO水平是否在一定程度上能預測支氣管激發(fā)試驗結(jié)果，繪制受試者工作特征（ROC）曲線，見圖1，曲線下面積0.661，95%可信區(qū)間為0.641～0.681。根據(jù)約登指數(shù)法計算出FeNO預測支氣管激發(fā)試驗結(jié)果陽性的界值點為30.5 ppb，其敏感性為46.8%，特異性為79.7%。

圖1 FeNO水平與支氣管激發(fā)試驗之間的ROC曲線

3 討論

氣道高反應(yīng)性（AHR）是支氣管哮喘的重要特征之一，是氣道存在炎癥的間接反映。氣道反應(yīng)性的測定能為支持或排除哮喘的診斷提供有力的客觀依據(jù)，并對哮喘的病情判定、療效評估等有重要幫助。支氣管激發(fā)試驗通過氣道收縮劑乙酰甲膽堿、組胺等剌激氣道，可以定量地顯示氣道對該刺激物的反應(yīng)性，是臨床上公認的測定氣道反應(yīng)性的方法。但因其費時、費力及有一定風險，且需要患者較好的配合，臨床應(yīng)用受到了限制。

近年來，F(xiàn)eNO作為一項無創(chuàng)、簡便的檢查方法已廣泛應(yīng)用于臨床，以評估氣道嗜酸性炎癥和糖皮質(zhì)激素治療的敏感性。FeNO主要由一氧化氮合酶（nitric oxide synthase, NOS）催化產(chǎn)生，還有部分來源于S-亞硝基硫醇和氣道[5-6]。正常情況下，一氧化氮（NO）可通過松弛氣道平滑肌來對抗氣道高反應(yīng)性；哮喘患者NOS活性增強，產(chǎn)生大量NO，NO的過度激活會導致炎細胞募集，誘發(fā)氣道高反應(yīng)性和氣道重塑。研究表明，患者FeNO與肺泡灌洗液、支氣管內(nèi)膜、外周血及痰液中的嗜酸性粒細胞計數(shù)呈正相關(guān)，并與氣道高反應(yīng)性程度、支氣管痙攣程度密切相關(guān)[7]。

2011年美國胸科學會（ATS）將FeNO水平作為嗜酸性粒細胞性炎癥的標志物，并將FeNO值分為高、中及低3個等級，其對應(yīng)的FeNO值范圍分別為成人＞50 ppb，兒童＞35 ppb；成人25～50 ppb，兒童 20～35 ppb；成人 ＜25 ppb，兒童＜20 ppb。當FeNO處于高水平時，提示嗜酸性炎癥可能性大，對有癥狀的患者應(yīng)使用可吸入性糖皮質(zhì)激素（inhaled corticosteroid, ICS）治療；FeNO處于低水平時，可初步排除嗜酸性炎癥，不建議ICS治療；當FeNO處于中間水平時，需臨床進一步評估[8]。

目前國內(nèi)外已有很多FeNO與AHR的相關(guān)性方面的研究，各研究得出的FeNO的最佳閾值及其對應(yīng)的特異性、敏感性各不相同，對于FeNO預測氣道高反應(yīng)性的最佳閾值目前尚無公認的標準。2009年Schneider等[9]對160例患者顯示FeNO預測支氣管激發(fā)試驗結(jié)果最佳閾值為46 ppb，相應(yīng)的敏感性為32%，特異性為93%；2013復旦大學中山醫(yī)院對73例慢性咳嗽患者的FeNO值和支氣管激發(fā)試驗結(jié)果進行分析，F(xiàn)eNO預測支氣管激發(fā)試驗結(jié)果最佳閾值為22.5 ppb，相應(yīng)的敏感性為71.43%，特異性為97.37%[10]；2014年中南大學湘雅醫(yī)院對57例疑似支氣管哮喘患者的研究顯示，F(xiàn)eNO預測支氣管激發(fā)試驗結(jié)果最佳閾值為20.15 ppb，陽性預測值94.1%，陰性預測值95.7%，相應(yīng)的敏感性為97.0%，特異性為91.7%[11]；2015年吉林大學第四醫(yī)院對86例疑似支氣管哮喘患者的研究中，F(xiàn)eNO預測支氣管激發(fā)試驗結(jié)果最佳閾值為53.25 ppb，相應(yīng)的敏感性為87%，特異性為70%[12]。以上研究選取的人群并不一致，且樣本量較小。本研究通過對3 853例患者進行檢測，將FeNO檢測結(jié)果與支氣管激發(fā)試驗結(jié)果進行比對發(fā)現(xiàn)，支氣管激發(fā)試驗陽性與陰性組中FeNO存在顯著差異（P=0.000）。通過ROC曲線方法分析，可以看出FeNO對AHR具有一定的預測價值，并且當FeNO＞30.5 ppb時，其預測AHR的準確率較高，特異性為79.7%。同時筆者也應(yīng)注意到：與高特異性相反，該閾值的預測敏感性僅為46.8%，意味著當FeNO值處于30.5 ppb以下時，F(xiàn)eNO值不能對患者的氣道反應(yīng)性做出有效判斷和預測。因此，對于判斷氣道高反應(yīng)性是否存在，如果在上述情況下，支氣管激發(fā)試驗檢查仍然是很重要的。

在目前的國內(nèi)外研究中，F(xiàn)eNO與PC20/PD20-FEV1劑量相關(guān)性問題仍無定論，不同研究得出不同結(jié)論。張家偉等[13]對560例確診支氣管哮喘的兒童患者的研究認為FeNO與PD20-FEV1不存在劑量相關(guān)性，廣州中山大學附屬第一醫(yī)院呼吸科學者對266例疑似支氣管哮喘患者行FeNO檢測和支氣管激發(fā)試驗，結(jié)果顯示FeNO與PC20-FEV1呈負相關(guān)[14]。本研究以PD20-FEV1反應(yīng)AHR程度，結(jié)果表明，F(xiàn)eNO與AHR呈正相關(guān)（r=0.302，P=0.000）。之所以得出不同結(jié)論，最大可能是因為研究人群不同，其次是樣本量的問題。因此FeNO與PC20/PD20-FEV1劑量相關(guān)性問題仍需多中心、大樣本及統(tǒng)一標準的進一步研究。

AHR是哮喘的基本特征，但AHR不一定意味著哮喘，哮喘是一種異質(zhì)性疾病，其發(fā)病機制及氣道炎癥反應(yīng)錯綜復雜，雖然嗜酸性炎癥是哮喘的主要氣道炎癥反應(yīng)，但并不意味著全部。而FeNO主要用于評估氣道嗜酸性炎癥和糖皮質(zhì)激素治療的敏感性，因此FeNO對哮喘的診斷具有局限性，僅依靠FeNO難以實現(xiàn)對哮喘的正確診斷。王霞等研究表明PC20≤8 g/L為陽性判斷標準時的靈敏度以及特異度均高于以FeNO濃度≥26.5 ppb為陽性閾值時的靈敏度及特異度，提示支氣管激發(fā)試驗對支氣管哮喘的診斷意義更大[15]。

綜上所述，F(xiàn)eNO對AHR有一定的預測作用。當FeNO＞30.5 ppb時，提示患者存在AHR；當FeNO＜30.5 ppb時，其對支氣管激發(fā)試驗結(jié)果預測準確性下降，因此需要做支氣管激發(fā)試驗以判斷患者的氣道反應(yīng)性。同時FeNO值與AHR程度呈正相關(guān)關(guān)系，F(xiàn)eNO值越高，AHR程度越重。

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