鼻腔一氧化氮檢測在兒童呼吸系統(tǒng)疾病中的應用價值

劉 蕓 王立波

一氧化氮(NO)是人體內(nèi)的一種生物調(diào)節(jié)因子，生理條件下在體內(nèi)發(fā)揮宿主防御、調(diào)節(jié)纖毛運動、抗炎、舒張氣道和血管平滑肌、信使分子等作用。氣道內(nèi)NO主要包括上氣道和下氣道產(chǎn)生的NO，上氣道NO主要由鼻竇和鼻黏膜產(chǎn)生(以鼻竇為主)，可檢測鼻腔NO( nNO)；下氣道NO主要由支氣管及肺泡產(chǎn)生(以支氣管為主)，可檢測口呼出氣NO(FeNO),正常人上氣道NO濃度遠遠高于下氣道NO[1]。正常人的氣道NO具有微弱的舒張平滑肌作用，可以抑制氣道高反應，但過高濃度NO會引起組織損傷，作為炎癥介質(zhì)使個體容易發(fā)生氣道高反應，因此在過敏性鼻炎慢性炎癥階段及哮喘等炎癥性疾病中，NO主要促進疾病的進展[2, 3]。NO是一氧化氮合酶(NOS)作用于底物L-精氨酸產(chǎn)生的，人體內(nèi)主要有3種同工酶，神經(jīng)型NOS(nNOS)、內(nèi)皮型NOS(eNOS)和誘導型NOS(iNOS)，前兩種酶為鈣依賴性，僅在鈣離子濃度升高時被激活，在生理狀態(tài)下發(fā)揮作用，而iNOS則被各種炎癥因子激活，介導病理損傷過程，在正常情況下并不會被激活。氣道NO主要反映嗜酸細胞性炎癥，當氣道炎癥反應使嗜酸性粒細胞活化時可誘導iNOS合成增多，從而使NO產(chǎn)生增多，因此FeNO已被廣泛應用于哮喘的診斷及治療效果的評估中。本文將闡釋nNO在兒童呼吸道疾病中的變化及應用。

1 nNO的檢測

目前有多種nNO檢測方法。①將橄欖形鼻塞式探頭置于單側鼻孔中，受試者通過吸氣泵以恒定的流量經(jīng)鼻吸氣達到肺活量后，抵抗至少10 cm H2O的阻力經(jīng)氣阻器呼氣，從而測得nNO，該法適用于≥2歲可以配合呼吸的兒童。②當受試者充分吸氣達到肺總量后屏氣，通過鼻腔中的抽吸泵抽吸空氣，測得nNO，這種檢測方式同樣需要取得患兒的配合。③平靜呼吸下測得nNO，適用于<2歲不能配合的患兒。④嗡鳴法：當受試者充分吸氣達到肺總量后，保持口腔閉合，同時發(fā)“m”音10 s，測得呼氣末80%的平均濃度為nNO濃度。這種機制取決于富含NO的鼻竇和鼻腔之間快速的氣體交換，常用于過敏性鼻炎(AR)、原發(fā)性纖毛不動障礙(PCD)、囊性纖維化(CF)和慢性鼻竇炎(CRS)等疾病的診斷，以及可以較好配合的年長兒?？紤]到PCD在世界范圍內(nèi)的流行，將nNO便攜式設備作為PCD診斷工作的一線工具進行普及，有助于PCD的診斷，尤其是在兒童和青少年中，與傳統(tǒng)的固定分析儀相比，便攜式儀器的成本低，使用簡單。不管采取何種檢測方式，nNO濃度都和采樣流量成反比，美國胸科協(xié)會2005年指南推薦采樣流量為0.25～0.30 L·min-1，因為該流量在20～30 s內(nèi)提供了一個穩(wěn)定的NO濃度平臺，有助于數(shù)據(jù)的讀取[4, 5]。該指南同時提出，正常成人鼻竇nNO>1 000 ppb、鼻腔nNO 15～50 ppb，但正常兒童的nNO輸出有較大變異性，目前關于兒童的nNO正常值尚不明確[4, 6]。有研究指出，年齡<12歲時nNO值與年齡呈正相關，≥12歲時nNO與年齡無關，這可能與鼻竇的發(fā)育有關，新生兒期上頜竇和篩竇極小，2歲時鼻竇開始發(fā)育，直到12歲左右鼻竇才基本發(fā)育成熟[7, 8]。Struben等[8]檢測了荷蘭340名6～17歲健康兒童的nNO，發(fā)現(xiàn)nNO濃度呈正態(tài)分布(449±115) ppb，<12歲兒童nNO與年齡、腺樣體切除術次數(shù)和環(huán)境NO呈正相關，>12歲時環(huán)境NO是兒童nNO唯一的影響因素。該研究還認為，nNO值與性別、被動吸煙、身高、體重或體重指數(shù)無關，并建立了兒童nNO值的預測規(guī)則；當年齡<12歲時，nNO=314.6+11.5×年齡-57.5×腺樣體切除術的次數(shù)+0.5×環(huán)境NO，當年齡≥12歲時，nNO=452.6-2.9×(年齡-12)-16×腺樣體切除術的次數(shù)+0.5×環(huán)境NO。You等[9]檢測了436名9～22歲中國健康青少年的nNO，同樣得出nNO濃度呈正態(tài)分布(273.5±112.3) ppb。Menou等[10]測定法國兒科門診110名6～16歲無呼吸系統(tǒng)疾病的兒童nNO，為197～1 123 ppb。不同研究中兒童nNO有較大差異，并可能有種族差異，這為確定兒童nNO的正常參考值范圍增加了難度。

2 nNO和PCD

PCD是由于纖毛結構缺陷或功能異常導致纖毛擺動障礙而引起的一系列臨床表現(xiàn)，通過臨床病史、nNO、纖毛擺動頻率及模式分析(HSVA)、透射電鏡(TEM)、基因分型及免疫熒光等建立診斷，但尚無一種單一的診斷方法能識別所有的PCD病例，也無診斷金標準[11]。PCD常常在支氣管擴張和聽覺損傷發(fā)生后才能得到診斷，因此早期識別至關重要。nNO檢測與其他檢查方式相比，簡單易操作，價格低廉，檢測值通常在疾病早期就發(fā)生改變，因此可作為有效的PCD篩查工具[11]。研究表明，大部分PCD患兒的nNO明顯降低，是正常兒童的10%～20%，其機制目前尚不明確，可能由于呼吸道黏液清除障礙導致nNO彌散障礙，或因為NOS表達異常或活性降低，也有學者認為是反復感染或者黏液清除障礙引起竇口的堵塞所致[12]。Corbelli等[13]研究顯示，nNO作為PCD的一種篩查工具，當其臨界值為105 ppb時，靈敏度為100%，特異度為88%，陽性預測值為89%。Fokkens等[14]提出，當nNO<100 ppb時強烈提示PCD。Collins等[15]以77 ppb作為排除PCD的閾值，靈敏度為93.6%，特異度為84.1%，陽性預測值為42%，陰性預測值為99.1%。Shapiro等[16]也證實了Collins的研究結論。但仍有部分罕見的PCD患者nNO水平在正常范圍內(nèi)，例如與RSPH1突變相關者，此時需要結合病史及其他檢查進行診斷[11]。此外，在部分嬰幼兒急性上呼吸道感染過程中也會出現(xiàn)nNO減少，可能是由于感染導致黏液增多、鼻腔阻塞，致使從鼻竇向鼻腔中逸出的nNO減少，但這種現(xiàn)象在抗感染治療后消失，因此，診斷PCD應在抗感染治療一段時間后或是臨床穩(wěn)定期檢測nNO，雖然急性呼吸道感染時nNO降低，但程度不如PCD時明顯[17]。PCD在臨床上常難以與其他導致反復耳-肺感染的疾病相鑒別，如原發(fā)性免疫缺陷病(PID)。既往研究表明，在患有PCD和PID的受試者中，nNO水平存在重疊[18]。在PID患者中，nNO由于鼻出血、呼吸道病毒感染等疾病狀態(tài)而短暫降低，而大多數(shù)PCD患者的nNO呈持續(xù)降低。因此，對有PCD臨床癥狀的患者重復進行nNO檢測至關重要[19]。Zysman-Colman等[20]研究表明，nNO檢測在大多數(shù)情況下能夠準確區(qū)分PCD和PID，并且在Collins等[15]多中心研究之后首次報道將77 ppb作為診斷PCD的界值，靈敏度和特異度分別為97%和91%，其研究還顯示，中位nNO PID組為228.9.1 ppb, PCD組為19.7 ppb，健康對照組為269.4 ppb (P<0.0001)。因此nNO可以作為一種早期、非侵入性的檢測手段，幫助免疫科和呼吸科醫(yī)生初步、快速鑒別PCD和PID患者。

3 nNO和CF

CF是位于7號染色體的常染色體隱性遺傳病，是由于外分泌腺異常引起的一系列臨床表現(xiàn)，診斷主要依據(jù)汗液氯化鈉的測定及胸部CT等檢查。CF患兒中nNO通常也是降低的，但沒有PCD患兒降低明顯，嚴重的復合雜合突變會導致更低的nNO，具體機制仍不清楚。目前CF患兒仍缺乏nNO的測量數(shù)據(jù)[21]。Marthin等[22]檢測了21例CF患者、16 例 PCD患者和20 例健康對照組的nNO，年齡范圍為3.8～60.9歲，分別為(226±25)ppb、(38±34)ppb和(340±23)ppb，CF患者和PCD患者差異有統(tǒng)計學意義。因此，CF患者nNO雖顯著低于健康人(P<0.0001)但高于PCD患者。

4 nNO和CRS

CRS是起源于鼻竇和鼻旁竇的炎癥，主要表現(xiàn)為鼻塞、流涕、面部疼痛或壓迫、嗅覺減退或喪失，是兒童上呼吸道感染的常見并發(fā)癥[14]，尤其是鼻炎，無論是持續(xù)變應性鼻炎或非變應性鼻炎[23]。部分學者提出，CRS患者的nNO降低，可能是由于鼻竇水腫、充血和黏液堆積造成機械性阻塞，從鼻竇進入鼻腔的NO減少，其次，任何代謝物都可能損傷鼻竇上皮，使局部nNO的產(chǎn)生減少[24]。但Arnal等[25]認為，鼻腔nNO的濃度取決于鼻腔過敏狀態(tài)和鼻旁竇的阻塞程度。Bommarito等[23]對44例CRS患者[30例合并鼻息肉(CRSwNP), 14例不合并鼻息肉(CRSsNP)]和30名健康志愿者進行了nNO檢測，CRSwNP患者nNO水平(中位數(shù)340 ppb)與CRSsNP患者 (中位數(shù)762 ppb)及對照組(中位數(shù)843 ppb)相比差異有統(tǒng)計學意義(P<0.001)，CRSsNP患者nNO水平與對照組相比差異無統(tǒng)計學意義，因此提出低nNO可以很好地區(qū)分CRSwNP患者，但檢測nNO水平可能對識別CRS患者沒有幫助。Mauro等[26]和Cho等[27]認為，CRS合并鼻息肉或AR可能會干擾CRS患者的nNO水平，鼻息肉的存在導致組織嗜酸性細胞大量浸潤，并伴有Th2炎性細胞因子的爆發(fā)，CRSwNP可分為嗜酸細胞性和非嗜酸細胞性，未經(jīng)治療的非嗜酸性CRSwNP患者的nNO水平明顯低于健康對照組，而嗜酸性CRSwNP患者的nNO水平與健康對照組相比差異無統(tǒng)計學意義。

5 nNO和AR

AR是由于外界過敏原刺激后，產(chǎn)生由IgE介導的以嗜酸性粒細胞浸潤為特點的鼻黏膜過敏性炎癥疾病。部分學者認為，AR患者的nNO高于健康人群。Hanazawa等[28]在9例AR患者鼻腔內(nèi)注入嗜酸細胞誘導劑或者稀釋液，發(fā)現(xiàn)鼻腔灌洗液中的嗜酸性粒細胞增多，NOS活性增加，nNO增多，并引起輕微癥狀。Howarth等[29]通過RT-PCR法檢測發(fā)現(xiàn)，AR患者中鼻黏膜NOS的表達量增加，使用NOS抑制劑后nNO產(chǎn)生減少。Martin等[30]的研究結果與之一致。Kharitonov等[31]在花粉季節(jié)檢測AR患者的nNO，與健康對照組及正在使用鼻用皮質(zhì)類固醇治療的AR患者相比，未治療的AR患者nNO明顯升高。nNO升高的另一個原因可能是過敏或感染引起鼻黏膜水腫，鼻竇竇口閉塞，導致竇腔內(nèi)負壓增大、氧分壓減小，缺氧導致NOS活化，使nNO產(chǎn)生增多。Wang等[32]學者的研究顯示，nNO與AR的嚴重程度呈正相關。

也有部分學者認為，AR患者和健康人群的nNO差異無統(tǒng)計學意義。這是因為鼻竇會產(chǎn)生大量NO，在鼻部急性炎癥反應階段nNO降低，可能是由于急性炎癥刺激導致鼻黏膜水腫，引起鼻竇開口阻塞，當炎癥反應減輕時，鼻竇口重新開放，nNO又重新上升[33,34]。Struben等[33]在非花粉季節(jié)用花粉刺激AR患者后，nNO在前1 h下降，4 h后回到基線水平。Boot等[35]用過敏原刺激AR患者后，nNO在刺激20 min后下降，7 h后逐漸增加，24 h后明顯增加。因此他們認為在AR的慢性炎癥階段，nNO可能是升高的。Arnal等[36]發(fā)現(xiàn)，在17例有癥狀的AR患者中7例的nNO基礎水平雙側鼻腔都是升高的，而19例無癥狀的AR患者中14例的NO基礎水平升高，并且在吸入血管收縮劑后nNO升高，這是由于在吸入血管收縮劑后鼻粘膜水腫減輕，鼻腔阻塞減輕，因此nNO增多。因此他們認為在AR的慢性炎癥階段，nNO可能是升高的。Ren等[37]研究認為nNO水平在健康人與AR患者之間存在顯著差異，可能與AR患者的鼻部癥狀和鼻腔通暢度相關；AR患者的nNO明顯高于健康和無癥狀特應性人群，而無癥狀特應性人群的nNO水平明顯低于健康人群，他們認為nNO診斷AR的閾值為117.5 ppb(敏感性為50.9%，特異性63.9%)。

大部分研究認為nNO對于AR的臨床價值還處于探索階段。Takahara等[38]認為，nNO是否可以作為評價AR治療效果的可靠參數(shù)仍存在爭議，而且鼻腔不同區(qū)域nNO濃度變化不同， AR患者治療前下鼻甲表面NO平均水平明顯高于健康組(P<0.001)，經(jīng)鼻皮質(zhì)類固醇給藥后，AR組患者的下鼻甲表面NO水平在2周和2個月均顯著下降(P<0.05和P<0.01)，但在任何隨訪時間點，鼻黏膜中鼻道前部NO水平在對照組和AR組的差異均無統(tǒng)計學意義。因此認為，下鼻甲表面的NO檢測是一種客觀評價過敏情況的方法，并且對局部激素治療效果的評估有重要意義。

nNO和鼻部癥狀可能負相關，也可能正相關，其原因可能是炎癥急性期對鼻腔阻塞的影響。Arnal等[36]提出，nNO和鼻部癥狀負相關。但這只能反映急性炎癥期nNO和鼻部癥狀之間暫時性的關系，在慢性炎癥中，nNO和鼻部癥狀及生活質(zhì)量之間也呈一定的相關性，可以用具體量化的表來反映，包括視覺模擬量表(VAS)和鼻結膜炎生活質(zhì)量調(diào)查問卷(RQLQ)[39]。Wang等[32]研究中，中重度AR患者組的RQLQ分數(shù)明顯低于輕度組，VAS評分明顯高于輕度組，在使用鼻用激素等治療后nNO降低，同時RQLQ升高、VAS分數(shù)降低，因此認為nNO與疾病嚴重程度、VAS評分正相關，與RQLQ評分負相關。但nNO和過敏原之間并無明確的相關性[40]。

6 nNO和支氣管哮喘

nNO作為上氣道炎癥的標志，目前國內(nèi)外少有研究表明nNO和哮喘之間具有明確的相關性，因此，需要進一步研究nNO和哮喘之間的關系，了解上下氣道炎癥之間的相關性，為上氣道炎癥對哮喘的影響提供理論依據(jù)[41-43]。

綜上所述，nNO由鼻竇和鼻黏膜產(chǎn)生，其水平與年齡及種族相關，目前暫無適合我國兒童的nNO正常參考范圍，有待大樣本量的研究。如果可以分別檢測鼻竇來源的nNO及鼻黏膜來源的nNO，將更加便于nNO在呼吸系統(tǒng)疾病中的應用。PCD、CF患者中nNO水平降低，PCD更明顯，但具體的機制尚不明確。在CRS患者中，CRSsNP患者nNO水平和健康對照組相比差異無統(tǒng)計學意義，CRSwNP患者nNO水平低于健康對照組。nNO是反映上氣道炎癥的指標，在AR患者中，nNO可能升高，也可能不升高，與炎癥所處的階段相關，炎癥急性期由于鼻竇開口的阻塞導致nNO降低，慢性炎癥階段由于鼻黏膜的炎癥反應，nNO可能會增多。