胸悶癥狀及年齡增加對咳嗽變異性哮喘患者單用吸入激素治療效果的預(yù)測價(jià)值

包婺平 張旻 殷俊鋒 王鑫博 宋啟凡 郭璐 周新 張國清

1上海交通大學(xué)附屬第一人民醫(yī)院呼吸科200080；2同濟(jì)大學(xué)數(shù)學(xué)科學(xué)學(xué)院，上海200091；3同濟(jì)大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院，上海200091

咳嗽是呼吸科門診就診患者的常見主訴[1-3]。國內(nèi)外病因分布的調(diào)查均提示，咳嗽變異型哮喘(cough variant asthma，CVA)是慢性咳嗽的最常見病因[4-8]，約占慢性咳嗽原因的1/3[9]。CVA 患者無明顯喘息、氣促等癥狀或體征，但可以伴隨胸悶癥狀，且存在氣道高反應(yīng)性。近30%CVA 患者可能在數(shù)年內(nèi)發(fā)展為典型哮喘[3]，故對CVA 的早期診斷和治療尤為重要。《咳嗽的診斷與治療指南(2015 版)》推薦聯(lián)合吸入糖皮質(zhì)激素 (inhaled corticosteroid，ICS) 和支氣管舒張劑治療CVA[10-12]。但是臨床中一部分CVA 患者單用ICS病情控制良好。目前提示ICS 單用治療效果的具體預(yù)測因素并不清楚。ICS聯(lián)合支氣管擴(kuò)張劑不僅會加重患者經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，而且存在包括心慌手抖等癥狀在內(nèi)的不良反應(yīng)風(fēng)險(xiǎn)[13-15]。因此，尋找提示ICS單獨(dú)應(yīng)用治療效果預(yù)測因素，有助于個(gè)體化治療方案的制訂，為患者提供最大臨床獲益及最優(yōu)化治療策略。

本研究計(jì)劃對本單位牽頭完成的丙卡特羅聯(lián)合ICS吸入治療CVA 的隨機(jī)、雙盲、安慰劑對照(randomized clinical trial，RCT)多中心臨床研究[16]進(jìn)行回顧性數(shù)據(jù)再分析，提取安慰劑對照組，分析單用ICS治療療效明顯和療效不佳CVA 受試人群之間臨床特性差異，尋找可能預(yù)測治療效果的臨床因素。

1 對象與方法

1.1 研究對象 多中心、前瞻性、隨機(jī)、雙盲、安慰劑對照、多中心入組設(shè)計(jì)。年齡范圍為18～75歲，以咳嗽為唯一或主要臨床表現(xiàn)，且病程在3周或3周以上的患者接受篩查，評估是否符合入選標(biāo)準(zhǔn)。通過肺功能、支氣管激發(fā)試驗(yàn)、外周血白細(xì)胞計(jì)數(shù)及分類以及誘導(dǎo)痰白細(xì)胞計(jì)數(shù)及分類明確CVA 診斷。CVA 的診斷標(biāo)準(zhǔn)[參考中華醫(yī)學(xué)會呼吸病學(xué)分會哮喘學(xué)組擬定的咳嗽診斷與治療指南(2009版)[17-18]以及ATS頒布的慢性咳嗽臨床診治指南(2006版)[19-20]]為：(1)慢性咳嗽或亞急性咳嗽，以咳嗽為臨床主要癥狀或唯一癥狀。常伴有明顯的夜間刺激性咳嗽。(2)支氣管激發(fā)試驗(yàn)陽性或呼氣峰流速(peak expiratory flow，PEF)晝夜變異率＞20%。(3)支氣管舒張劑、糖皮質(zhì)激素治療有效。(4)排除其他原因引起的慢性咳嗽。入組后，研究者將采集每例受試者的詳細(xì)病史，并進(jìn)行體格檢查及包括支氣管激發(fā)試驗(yàn)在內(nèi)的實(shí)驗(yàn)室評估。研究過程中，受試者將接受4次訪視：(1)訪視1，開始治療； (2)訪視2，治療開始4周后；(3)訪視3，治療開始8周后；(4)隨訪訪視，停止治療2周后。訪視1時(shí)，同意參與本次試驗(yàn)并符合入選標(biāo)準(zhǔn)的患者將被隨機(jī)分配入丙卡特羅組或安慰劑對照組。安慰劑對照組的治療為口服美普清空白片1 片聯(lián)合吸入布地奈德吸入劑200μg 治療，每天2次，持續(xù)8周。

1.2 再分析人群及有效性參數(shù) 同意加入數(shù)據(jù)再分析并簽署知情同意書的安慰劑組受試者設(shè)定為再分析人群。計(jì)算每位受試者訪視3 (治療8周)與基線評分的咳嗽評分差異，作為其病情改善的有效性參數(shù)，改善3分以上者歸入明顯改善組，3分及3分以下歸為無明顯改善組。本研究符合 《赫爾辛基宣言》的原則。

采集年齡、體質(zhì)量、身高、體質(zhì)量指數(shù)(body mass index，BMI)、總病程、此次發(fā)作持續(xù)時(shí)間、胸悶伴隨癥狀、FVC、第1秒用力呼氣容積(forced expiratory volume in one second，F(xiàn)EV1)、激發(fā)試驗(yàn)中FEV1下降絕對值、PEF、用力呼氣25%肺活量時(shí)的最大呼氣流量 (forced expiratory flow at 25% of FVC，F(xiàn)EF25%)、FEF50%、FEF75%、中期呼氣流速 (forced expiratory flow from 25%-75%of FVC，F(xiàn)EF25%-75%)、引起FEV1下降20%的激發(fā)劑累積劑量 (cumulative dosage causing 20%fall in FEV1，PD20)、血常規(guī)白細(xì)胞計(jì)數(shù)、中性粒細(xì)胞比值、淋巴細(xì)胞比值、單核細(xì)胞比值、嗜酸粒細(xì)胞比值、紅細(xì)胞計(jì)數(shù)、血紅蛋白、血小板計(jì)數(shù)。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 通過Fish exact test檢驗(yàn)定性數(shù)據(jù)組間差異。利用Shapiro-Wilk 正態(tài)性檢驗(yàn)驗(yàn)證相關(guān)定量參數(shù)的正態(tài)性。服從正態(tài)分布的變量用±s描述，使用方差分析組間差異。非正態(tài)分布的變量用M(QR)表示，使用Wilcoxon秩和檢驗(yàn)評估組間差異。組間差異顯著的變量接受邏輯回歸，并繪制ROC 曲線，計(jì)算曲線下面積 (area under curve，AUC)，計(jì)算最佳臨界值、敏感度、特異度、陽性預(yù)測價(jià)值 (positive predictive value，PPV)、陰性預(yù)測價(jià)值 (negative predictive value，NPV)、正確分類系數(shù) (correct classification rate，CCR)等參數(shù)。并進(jìn)行二元邏輯回歸，篩選組合變量，得到較好療效預(yù)測回歸模型。并對預(yù)測良好的組合變量進(jìn)行二分預(yù)測概率值計(jì)算。所有的統(tǒng)計(jì)檢驗(yàn)均采用雙側(cè)檢驗(yàn)，P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 人口統(tǒng)計(jì)學(xué)特點(diǎn)及基線臨床特點(diǎn) 共納入41例受試者數(shù)據(jù)。年齡(47.17±14.91)歲，年齡范圍為25～74歲?？偛〕?(3.27±1.67)個(gè)月，病程范圍為2～10個(gè)月。血嗜酸粒細(xì)胞比例為(5.84±3.98)%。FVC%pred 為 (96.43±10.52)%，F(xiàn)EV1%pred 為 (94.50±10.99)%。FEF50%、FEF75%和FEF25%-75%平均值均低于80%，分別為(75.87±24.36)%、(70.85±34.06)%和(72.07±28.26)%。24%的患者伴隨胸悶癥狀。

2.2 基線臨床特性的組間差異 明顯改善組共22例受試者；未改善組共19例受試者。2組體質(zhì)量、身 高、BMI、 總 病 程、FVC、FEV1、PEF、FEF25%、FEF50%、FEF25%-75%、PD20、血常規(guī)白細(xì)胞計(jì)數(shù)、中性粒細(xì)胞比值、淋巴細(xì)胞比值、單核細(xì)胞比值、嗜酸粒細(xì)胞比值、紅細(xì)胞計(jì)數(shù)和血紅蛋白組間比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義 (P值均＞0.05，表1)。與癥狀無明顯改善組相比，明顯改善組年齡明顯較低(51歲比40歲，t=7.41，P＜0.000 1)，此次發(fā)作持續(xù)時(shí)間較短 (8周比5.5周，t=2.13，P＜0.05)，伴隨胸悶癥狀較少(47.37%比4.55%，t=3.13，P＜0.05)，基線血小板計(jì)數(shù)較高 [(214.61±45.76)×109/L 比(250.00±50.01)×109/L，F(xiàn)=5.14，P＜0.05)，F(xiàn)EF75%較高(50.69%比70.70%，t=-2.37，P＜0.05)，激發(fā)試驗(yàn)時(shí)FEV1下降絕對值較大(0.65 L比0.79 L，t=-2.41，P＜0.05)。

表1 接受ICS聯(lián)合安慰劑治療人群的臨床特點(diǎn)

2.3 單一參數(shù)的療效預(yù)測價(jià)值 基于上述結(jié)果，對血小板、激發(fā)試驗(yàn)時(shí)FEV1下降絕對值、FEF75%、此次發(fā)作持續(xù)時(shí)間、是否伴隨胸悶及年齡進(jìn)行邏輯回歸，并繪制ROC 曲線，計(jì)算出各個(gè)變量的AUC、臨界值、敏感度、特異度、PPV、NPV 和CCR。

年齡、激發(fā)試驗(yàn)時(shí)FEV1下降絕對值、FEF75%和是否伴隨胸悶癥狀的AUC值最高 (分別為0.805、0.725、0.718和0.714，表2)。對于年齡、激發(fā)試驗(yàn)時(shí)FEV1下降絕對值以及基線FEF75%的最佳臨界值分別為48 歲、1.15 L 和79.3%。

表2 治療效果預(yù)測AUC模型相關(guān)結(jié)果

2.4 雙參數(shù)聯(lián)合應(yīng)用的療效預(yù)測價(jià)值 上述參數(shù)兩兩組合，進(jìn)行二元邏輯回歸。結(jié)果提示與獨(dú)立變量回歸結(jié)果相比，AUC 最高的年齡和激發(fā)試驗(yàn)時(shí)FEV1下降絕對值這兩個(gè)參數(shù)聯(lián)合應(yīng)用，聯(lián)合回歸模型的AUC=0.803 (95%CI：0.666～0.940，圖1)，與年齡單變量模型差異檢驗(yàn)P值為0.738，與FEV1下降絕對值模型的差異檢驗(yàn)P值為0.161。

采用逐步回歸的方式，從上述5個(gè)變量中篩選出預(yù)測較好的模型。結(jié)果提示年齡和胸悶癥狀聯(lián)合回歸得到的ROC 曲線AUC=0.847 (95%CI：0.730～0.965，圖1)，與年齡單變量模型差異檢驗(yàn)P值為0.356，與胸悶單變量模型的差異檢驗(yàn)P值為0.013。從對年齡和胸悶的優(yōu)勢比估計(jì)結(jié)果看，其他情況一定時(shí)，年齡每增加10歲，治療效果顯著的機(jī)會就會減少大約51.8%，胸悶患者治療有效的機(jī)會相比非胸悶患者會減少約92.4%。

2.5 胸悶及年齡的二分類變量聯(lián)合模型邏輯回歸分析與二分預(yù)測概率值 以48歲為臨界值，將年齡轉(zhuǎn)化為二分類變量，重新對年齡和胸悶癥狀進(jìn)行聯(lián)合模型邏輯回歸，AUC 為0.812 (95%CI：0.730～0.965，圖1)。二分預(yù)測概率值分析提示，48歲及48歲以下且不伴隨胸悶癥狀的患者預(yù)測治療有效的概率為81.20%。48歲及48歲以下且伴隨胸悶癥狀的患者預(yù)測治療有效的概率為19.02%。48歲以上且不伴隨胸悶癥狀的患者預(yù)測治療有效的概率為43.28%。48歲以上且伴隨胸悶癥狀的患者預(yù)測治療有效的概率僅為3.98%。

圖1 聯(lián)合模型對療效預(yù)測價(jià)值的邏輯回歸分析 A：FEV 1 下降絕對值的療效預(yù)測AUC=0.724 7，年齡AUC=0.794 2，聯(lián)合AUC=0.803 0，n=40；B：胸悶AUC=0.714 1，年齡AUC=0.805 0，聯(lián)合AUC=0.846 9，n=41；C：非連續(xù)變量轉(zhuǎn)換后，胸悶AUC=0.714 1，年齡AUC=0.702 2，聯(lián)合AUC=0.812 2，n=41

3 討論

CVA 患者單用ICS治療療效的預(yù)測因素尚未明確。為了減少不必要的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，并減少可能的不良反應(yīng)，我們對既往完成的ICS 治療CVA 的RCT 臨床研究進(jìn)行回顧性數(shù)據(jù)再分析，分析治療療效明顯和療效不佳人群之間臨床特性差異，尋找預(yù)測治療效果的臨床因素。研究結(jié)果表明，年齡增大、伴隨胸悶癥狀、血小板較低、存在小氣道功能障礙以及激發(fā)試驗(yàn)FEV1下降不明顯提示單獨(dú)應(yīng)用ICS的療效應(yīng)答不佳。年齡和激發(fā)試驗(yàn)時(shí)FEV1下降絕對值這兩個(gè)參數(shù)聯(lián)合應(yīng)用并不能改善對應(yīng)的單變量模型評價(jià)性能。而年齡與胸悶癥狀聯(lián)合可以提高預(yù)測ICS療效的準(zhǔn)確度。年齡每增加10歲，治療效果顯著的機(jī)會就會減少大約51.8%，胸悶患者治療有效的機(jī)會相比非胸悶患者會減少約92.4%。胸悶患者或者年齡48歲以上的非胸悶患者應(yīng)當(dāng)考慮吸入激素聯(lián)合支氣管擴(kuò)張劑治療。

3.1 年齡 老年與年輕哮喘患者的氣道炎癥特點(diǎn)存在明顯差異。隨著年齡增長，中性粒細(xì)胞水平和嗜酸粒細(xì)胞水平均增加，同時(shí)伴隨中性粒細(xì)胞募集相關(guān)的細(xì)胞因子水平升高，以及ICS 治療應(yīng)答的下降[21]，這可能與老年哮喘患者的病死率增加相關(guān)[22-24]。氣道炎癥的差異導(dǎo)致老年人哮喘治療與病情控制有別于年輕哮喘患者。CVA 患者中年齡對氣道炎癥的影響，尚未獲得明確的循證依據(jù)。我們的研究證實(shí)，在CVA 患者中，年齡增加伴隨ICS治療下降，48歲以上人群，嗜酸粒細(xì)胞相對較低，可能伴隨中性粒細(xì)胞性炎癥，應(yīng)考慮ICS+長效支氣管擴(kuò)張劑治療。后續(xù)需要進(jìn)一步了解老年患者的哮喘病理生理學(xué)，以改善對該脆弱人群的管理。

3.2 胸悶癥狀 CVA 是咳嗽為主要或唯一癥狀的哮喘形式。胸部緊縮感或胸悶癥狀常常伴隨咳嗽出現(xiàn)，卻缺乏典型喘息癥狀。我們的研究中對胸悶或胸部緊縮感癥狀做了觀察，統(tǒng)計(jì)分析發(fā)現(xiàn)伴隨胸悶癥狀的患者單用ICS治療的療效明顯低于無胸悶的患者，提示這部分患者的臨床相關(guān)癥狀不僅與嗜酸粒細(xì)胞性炎癥相關(guān)。此后，有學(xué)者認(rèn)為只有胸部緊縮感或胸悶癥狀，且激發(fā)試驗(yàn)陽性，激素治療應(yīng)答良好的患者應(yīng)當(dāng)歸為胸悶變異型哮喘[25]，也強(qiáng)調(diào)了這部分患者的治療需求可能不同于典型哮喘或CVA 患者[26]。但以咳嗽表現(xiàn)為主，同時(shí)伴隨胸悶或胸部緊縮感的哮喘患者的個(gè)體化治療仍有待進(jìn)一步臨床探索。我們的研究提供了新的臨床依據(jù)，胸悶患者單用ICS治療有效的機(jī)會相比非胸悶患者會減少約92.4%，應(yīng)當(dāng)考慮吸入激素聯(lián)合支氣管擴(kuò)張劑治療。

3.3 小氣道 小氣道是炎癥和高分泌發(fā)生的重要位點(diǎn)，參與哮喘發(fā)病機(jī)制，并影響其急性發(fā)作和預(yù)后[27]。不同嚴(yán)重程度的哮喘患者中均存在炎癥、氣道重塑與黏液高分泌等小氣道功能障礙[28-30]。小氣道功能障礙與哮喘的臨床控制、急性發(fā)作、夜間癥狀以及運(yùn)動誘發(fā)型哮喘相關(guān)[27]。本課題組前期工作證明CVA 患者的小氣道功能障礙早于大氣道功能障礙[31]。小氣道功能障礙與氣道反應(yīng)增高相關(guān)，且相關(guān)機(jī)制獨(dú)立于嗜酸粒細(xì)胞性炎癥[30]。此項(xiàng)研究進(jìn)一步證實(shí)，小氣道功能與CVA 患者的治療應(yīng)答相關(guān)，有小氣道功能障礙的患者單用ICS效果不佳，進(jìn)一步提示小氣道功能障礙對氣道高反應(yīng)性的發(fā)生機(jī)制的影響?yīng)毩⒂谑人崃＜?xì)胞性炎癥。針對小氣道功能障礙發(fā)生及其治療的基礎(chǔ)研究有助于尋找哮喘治療新策略。

3.4 血小板 血小板是巨核細(xì)胞的有核細(xì)胞片段，可以釋放炎癥介質(zhì)，被內(nèi)皮細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、T 淋巴細(xì)胞、中性粒細(xì)胞和肥大細(xì)胞等細(xì)胞類型所識別，在過敏性疾病中發(fā)揮潛在作用[32-34]。哮喘發(fā)作狀態(tài)下，血小板體積會發(fā)生改變，血小板微粒出現(xiàn)，血小板釋放特異性炎癥介質(zhì)，并且循環(huán)血小板-白細(xì)胞(包括嗜酸粒細(xì)胞)復(fù)合物增加[32，34-36]。血小板活化與肺功能的變化密切相關(guān)[37-38]。更值得關(guān)注的是，血小板通過IgE依賴的方式遷移并進(jìn)入血管外區(qū)域，啟動肺內(nèi)聚集的全過程[38-40]。這可能就是我們研究中觀察到血小板增高患者吸入激素治療應(yīng)答良好的原因。對于CVA 的患者，臨床醫(yī)師應(yīng)當(dāng)關(guān)注血小板數(shù)值，對于血小板數(shù)值較低的患者，僅ICS治療可能應(yīng)答不佳。

3.5 局限性及展望 本研究為既往RCT 研究的數(shù)據(jù)再分析，雖然入組及研究設(shè)計(jì)合理，訪視及療效評估設(shè)盲，但病例數(shù)較少，使部分?jǐn)?shù)據(jù)顯示非正態(tài)分布，干擾了組間差異比較有效性。對于存在組間顯著性差異的數(shù)據(jù)，我們將進(jìn)一步設(shè)計(jì)前瞻性大樣本觀察研究，進(jìn)一步驗(yàn)證前期研究結(jié)論。此外，本研究課題中納入的治療效果評價(jià)為咳嗽評分，主要基于主觀評價(jià)，在后續(xù)前瞻性大樣本觀察研究中將進(jìn)一步納入肺功能及誘導(dǎo)痰等客觀評價(jià)指標(biāo)，評估ICS治療療效，并完善預(yù)測因素的評估。

利益沖突 所有作者均聲明不存在利益沖突