肺功能和血漿IL-5及IL-8在不同表型哮喘間的差異性分析及風(fēng)險(xiǎn)預(yù)測(cè)

王若熹，韓利紅

(1. 新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院，河南 新鄉(xiāng) 453003； 2. 洛陽(yáng)市中心醫(yī)院呼吸與危重癥科，河南 洛陽(yáng) 471009)

全球哮喘防治創(chuàng)議(GINA 2020)定義支氣管哮喘(簡(jiǎn)稱哮喘)是一種呼吸系統(tǒng)癥狀隨時(shí)間和強(qiáng)度變化的異質(zhì)性疾病，表現(xiàn)為喘息、氣促、胸悶和咳嗽等，以及可變的呼氣流速受限[1]。近年來(lái)隨著工業(yè)化進(jìn)程及氣候環(huán)境改變，哮喘患病率在我國(guó)乃至全球均有不同程度的增加。吸入糖皮質(zhì)激素抑制嗜酸性炎癥雖是治療基石，但臨床有5%～10%的哮喘患者出現(xiàn)激素抵抗[2]，傳統(tǒng)的Th1/Th2分型不足以解釋該現(xiàn)象，因此需要探究新的哮喘分型方法。隨著誘導(dǎo)痰技術(shù)出現(xiàn)，2006年Simpson等[3]首先提出按氣道炎癥細(xì)胞計(jì)數(shù)，將哮喘分為嗜酸性粒細(xì)胞型哮喘(eosinophilic asthma, EA)、中性粒細(xì)胞型哮喘(neutrophilic asthma, NA)、混合細(xì)胞型哮喘(mixedgranulocytic asthma, MA)和寡細(xì)胞型哮喘(paucigranulocytic asthma, PA)。既往關(guān)于哮喘炎癥表型的研究多為穩(wěn)定期，急性期哮喘氣道表型間差異和標(biāo)志物尚不清楚。本研究擬探討哮喘急性期4種炎癥表型一般臨床特征、肺功能、呼出氣一氧化氮(FeNO)體積和IL-5、IL-8等差異，并探究表型的危險(xiǎn)因素。

1 病例與方法

1.1 研究對(duì)象

采用橫斷面研究方法，前瞻性納入2019年5月至2020年7月洛陽(yáng)市中心醫(yī)院急性期哮喘患者109例作為研究對(duì)象(哮喘組)。納入標(biāo)準(zhǔn)：年齡18～80歲，有自主選擇能力的患者；符合GINA 2020指南[1]和中華醫(yī)學(xué)會(huì)支氣管哮喘防治指南[4]的診斷標(biāo)準(zhǔn)；能配合完成相關(guān)檢查及評(píng)分。排除標(biāo)準(zhǔn)：合并慢性阻塞性肺疾病、肺炎、肺結(jié)核等其他呼吸系統(tǒng)疾病；合并寄生蟲(chóng)感染、肺變應(yīng)性肉芽腫性血管炎、血液病等嗜酸性粒細(xì)胞增高的疾病；合并心肝腎功能不全或妊娠、惡性腫瘤；近2周使用激素或抗生素治療；拒絕參與本實(shí)驗(yàn)或因病情嚴(yán)重?zé)o法耐受相關(guān)檢查或存在較大風(fēng)險(xiǎn)者。

另外于本院體檢中心隨機(jī)選取同期30例健康志愿者為對(duì)照組，年齡18～80歲。本研究已通過(guò)新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院及醫(yī)院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)審核批準(zhǔn)，患者簽署知情同意書(shū)(倫理審批號(hào)：XYLL-2020189)。

1.2 研究方法

1.2.1 臨床資料收集 收集受試者人口學(xué)特征、過(guò)敏史、吸煙史、體質(zhì)量指數(shù)(body mass index，BMI)、哮喘控制測(cè)試(asthma control test，ACT)評(píng)分等資料。曾因藥物食物產(chǎn)生過(guò)敏癥狀、伴變應(yīng)性鼻炎、皮膚點(diǎn)刺實(shí)驗(yàn)陽(yáng)性者均歸為過(guò)敏史陽(yáng)性。

1.2.2 誘導(dǎo)痰操作及哮喘炎癥表型劃分標(biāo)準(zhǔn) 根據(jù)中華醫(yī)學(xué)會(huì)呼吸病學(xué)分會(huì)2015年制定的誘導(dǎo)痰操作標(biāo)準(zhǔn)[5]，4.5%高滲鹽水超聲霧化誘導(dǎo)患者咳痰，染色分類計(jì)數(shù)400個(gè)非鱗狀上皮細(xì)胞。合格痰標(biāo)準(zhǔn)為鱗狀上皮細(xì)胞/非鱗狀上皮細(xì)胞<20%。哮喘表型劃分標(biāo)準(zhǔn)如下[6]，EA：痰嗜酸粒細(xì)胞≥3%，且中性粒細(xì)胞<61%；NA：痰嗜酸粒細(xì)胞<3%，且中性粒細(xì)胞≥61%；MA：痰嗜酸粒細(xì)胞≥3%，且中性粒細(xì)胞≥61%；PA：痰嗜酸粒細(xì)胞<3%，且中性粒細(xì)胞<61%。

1.2.3 FeNO測(cè)定 采用肺功能室Niox便攜式FeNO檢測(cè)儀(瑞典Aerocrine公司)，按FeNO操作標(biāo)準(zhǔn)[7]，受試者吸入不含NO氣體，以50 mL/s呼氣流速恒定呼出，儀器自動(dòng)分析并讀取FeNO值(單位ppb，1 ppb=1×10-9mol/L)，重復(fù)3次取平均值。FeNO參考值范圍5～25 ppb。要求患者于肺功能檢查之前完成本測(cè)試。

1.2.4 肺功能檢查 由肺功能室專業(yè)技術(shù)人員嚴(yán)格按說(shuō)明書(shū)完成相關(guān)操作，且均應(yīng)用本院同一臺(tái)肺功能檢測(cè)儀(德國(guó)MS-DIFFUSION 耶格)，重復(fù)測(cè)定3次，取最佳值。記錄第1秒用力呼氣容積占預(yù)計(jì)值百分比(FEV1%)、1秒率(FEV1/FVC)和最大呼氣峰流速占預(yù)計(jì)值百分比(PEF%)，視肺功能情況完成支氣管舒張/激發(fā)試驗(yàn)，記錄FEV1變異率(取絕對(duì)值)。肺功能分級(jí)參照2005年歐洲呼吸學(xué)會(huì)及美國(guó)胸科協(xié)會(huì)(ATS/ERS)標(biāo)準(zhǔn)[8]：輕度，F(xiàn)EV1%≥70%；中度，60%≤FEV1%<70%；中重度，50%≤FEV1%<60%；重度，35%≤FEV1%<50%；極重度，F(xiàn)EV1%<5%。

1.2.5 血漿IL-5和IL-8檢測(cè) 空腹采集肘靜脈血4～5 mL于抗凝管，2 000 r/min離心5 min，取血漿于-80 ℃分裝凍存，采用ELISA試劑盒(武漢華美公司)檢測(cè)血漿IL-5、IL-8。首先按倍比稀釋配制標(biāo)準(zhǔn)品，繪制標(biāo)準(zhǔn)曲線并計(jì)算回歸方程。根據(jù)說(shuō)明書(shū)加樣本血漿溫育2 h后，依次加入生物素、HRP工作液和底物溶液，最后加終止液終止反應(yīng)。用酶標(biāo)儀(美國(guó)Victor XPE)在450 nm波長(zhǎng)處檢測(cè)樣本光密度(D)值，根據(jù)回歸方程計(jì)算樣本含量。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

2 結(jié)果

2.1 兩組臨床病理參數(shù)比較

兩組受試者在年齡、性別、BMI、吸煙者比例方面均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P均>0.05)。與對(duì)照組相比，哮喘組過(guò)敏史比例、FeNO和血漿IL-5、IL-8含量明顯升高(P均<0.05)，肺功能FEV1/FVC、FEV1%明顯降低(P均<0.05)。見(jiàn)表1。

表1 哮喘組與對(duì)照組一般臨床資料、肺功能和血漿炎癥因子水平比較

2.2 不同炎癥表型哮喘患者差異分析

哮喘組患者氣道炎癥表型分布按比例依次為EA 37例(33.9%)、NA 26例(23.9%)、PA 24例(22.0%)、MA 22例(20.2%)。4組哮喘炎癥表型的年齡、性別、BMI無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P均>0.05)，但在伴過(guò)敏比例、吸煙比例、ACT評(píng)分、肺功能、FeNO值、血漿炎癥因子含量方面存在統(tǒng)計(jì)學(xué)差異(P均<0.05)；其中，EA患者伴有過(guò)敏史比例高于NA和PA(P均<0.05)；NA和MA組患者吸煙史比例分別高于EA組(P均<0.05)；PA組患者ACT評(píng)分均明顯高于其他3組(P均<0.05)。見(jiàn)表2。

肺功能分析結(jié)果顯示，PA組患者FEV1%及PEF%明顯高于其他3組(P均<0.05)，F(xiàn)EV1變異率絕對(duì)值低于其他3組(P均<0.05)，但其他三組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；PA和EA組FEV1/FVC均分別高于NA和MA(P均<0.05)，PA組FEV1/FVC值稍高于EA組，但差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)；EA和MA組FeNO值均分別高于NA和PA組(P均<0.05)，MA組明顯高于NA組，EA和MA、NA和PA組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P均>0.05)。見(jiàn)表3。

表2 4種炎癥表型哮喘患者一般特征比較

表3 4種炎癥表型哮喘患者誘導(dǎo)痰炎癥細(xì)胞及肺功能比較

血漿炎癥因子分析結(jié)果顯示，EA和MA組血漿IL-5含量分別明顯高于NA和PA組(P均<0.05)，而NA和MA組血漿IL-8含量分別明顯高于EA和PA組(P均<0.05)。見(jiàn)表4。

表4 4種炎癥表型哮喘患者血漿炎癥因子含量比較

2.3 哮喘分型多因素回歸分析

按誘導(dǎo)痰嗜酸性粒細(xì)胞比例≥3%和<3%，將109例哮喘患者分為嗜酸性炎癥哮喘(包含EA和MA)和非嗜酸性炎癥哮喘(包含NA和PA)；按痰中性粒細(xì)胞比例≥61%和<61%，分為嗜中性炎癥哮喘(包含NA和MA)和非嗜中性炎癥哮喘(包含EA和PA)。以年齡(賦值：≤44歲=1，45～59歲=2，≥60歲=3)，F(xiàn)EV1%(賦值：輕度=1，中度=2，中重度=3，重度=4，極重度=5)，過(guò)敏史(賦值：有=1，無(wú)=0)，F(xiàn)eNO，IL-5，IL-8等作為自變量帶入二元Logistic回歸分析，結(jié)果顯示患者伴有過(guò)敏史、血漿IL-5和FeNO值增加是發(fā)生嗜酸性炎癥哮喘的危險(xiǎn)因素(OR=6.443、1.184、1.615，P均<0.05)；ACT評(píng)分降低、血漿IL-8和肺功能分級(jí)增加是發(fā)生嗜中性炎癥哮喘的風(fēng)險(xiǎn)因素(OR=2.637、1.002、59.637，P均<0.05)。見(jiàn)表5。

表5 哮喘分型多因素二元Logistic回歸分析

按誘導(dǎo)痰炎癥細(xì)胞計(jì)數(shù)將研究對(duì)象二分類，嗜酸性炎癥哮喘，賦值1:痰嗜酸性粒細(xì)胞百分比≥3%；0:痰嗜酸性粒細(xì)胞百分比<3%；嗜中性炎癥哮喘，賦值1:痰中性粒細(xì)胞百分比≥61%；0：痰中性粒細(xì)胞百分比<61%

3 討論

本研究結(jié)果顯示，氣道表型分布中EA是最常見(jiàn)的炎癥表型(33.9%)，其次是NA(23.9%)和PA(22.0%)，而MA最少(20.2%)。Simpson等[3]研究國(guó)外哮喘表型比例約為EA 40%，NA 20%、PA 30%、MA 10%。國(guó)內(nèi)外對(duì)比EA均最常見(jiàn)，各組比率存在差異，考慮與樣本量以及單中心研究有關(guān)。其次Fleming 等[9]在對(duì)兒童哮喘的長(zhǎng)期隨訪觀察中發(fā)現(xiàn)，在吸入糖皮質(zhì)激素使用量等混雜因素作用下，哮喘的炎癥表型間可發(fā)生轉(zhuǎn)化。由此可見(jiàn)，國(guó)內(nèi)外差異還可能與哮喘表型間的不穩(wěn)定性有關(guān)。

臨床資料對(duì)比發(fā)現(xiàn)，哮喘組有過(guò)敏史比例高于對(duì)照組，表型間EA患者伴有過(guò)敏史比例明顯高于NA，雖然性別、年齡在表型間無(wú)明顯差別，但仍可觀察到EA組相對(duì)發(fā)病年齡小、女性患者較多。有國(guó)外針對(duì)兒童早發(fā)型哮喘研究顯示，在11歲時(shí)，男、女兒童的患病率相似，分別為7.7%和7.4%，而在16歲時(shí)已出現(xiàn)了性別差異，女性較男性更容易患哮喘(6.2%和4.3%)[10]，已證實(shí)特應(yīng)性疾病和過(guò)敏性家族史是兒童哮喘的危險(xiǎn)因素，本研究結(jié)果與其相似。分析嗜酸性炎癥哮喘以氣道嗜酸性粒細(xì)胞浸潤(rùn)為主，可能早發(fā)型哮喘在嗜酸性炎癥哮喘中更常見(jiàn)。同時(shí)本研究認(rèn)為伴有過(guò)敏史是嗜酸性炎癥哮喘的危險(xiǎn)因素，提示臨床中對(duì)于EA要常規(guī)開(kāi)展變應(yīng)原皮膚試驗(yàn)或特異性IgE檢查，積極尋找過(guò)敏原并切斷接觸，同時(shí)給予吸入甚至口服糖皮質(zhì)激素來(lái)促進(jìn)氣道上皮嗜酸性粒細(xì)胞凋亡。此外，對(duì)比發(fā)現(xiàn)NA吸煙患者比例較EA高，但吸煙并非是中性炎癥哮喘的風(fēng)險(xiǎn)因素?？紤]煙霧中有害物質(zhì)引起上皮損傷，導(dǎo)致氣道防御屏障受損，因此各種刺激物，內(nèi)毒素，感染原(細(xì)菌、病毒、不典型菌)以及使用激素治療后等均可能成為引起氣道內(nèi)中性粒細(xì)胞增多的因素。研究發(fā)現(xiàn)，吸煙的哮喘患者具有與慢性阻塞性肺疾病相似的特征，包括對(duì)糖皮質(zhì)激素的反應(yīng)較差，氣道中性粒細(xì)胞增多，而嗜酸粒細(xì)胞炎癥不典型[11]。Gibson等[12]還特別觀察了哮喘與慢性阻塞性肺疾病重疊患者的氣道炎癥表現(xiàn)，發(fā)現(xiàn)在重疊患者中大多是既往吸煙者。2015年Meta分析亞組結(jié)果顯示，大環(huán)內(nèi)脂類抗生素對(duì)非EA(尤其是NA)患者有效[13]。綜上所述，臨床對(duì)NA的治療可以考慮加用慢性阻塞性肺疾病的基礎(chǔ)治療藥物，并聯(lián)合使用大環(huán)內(nèi)脂類抗生素，結(jié)果尚需臨床試驗(yàn)證實(shí)。

肺功能及嚴(yán)重程度分析結(jié)果顯示，NA組FEV1/FVC、FEV1%、PEF%較EA低，且ACT評(píng)分也較差，證明NA氣道阻塞情況更重。Hastie等[14]在臨床研究中發(fā)現(xiàn)，部分出現(xiàn)激素抵抗的重癥哮喘患者，其氣道內(nèi)有更多的中性粒細(xì)胞浸潤(rùn)、更明顯的組織損傷及氣道重塑。PA患者氣道內(nèi)無(wú)典型的炎癥細(xì)胞(嗜酸性粒細(xì)胞和中性粒細(xì)胞)浸潤(rùn)，本研究結(jié)果顯示，與其他3組相比，PA組肺功能及ACT評(píng)分均最高，可認(rèn)為此型哮喘病情較輕；但廣州呼吸疾病研究所數(shù)據(jù)顯示部分PA經(jīng)治療后仍有明顯癥狀[15]，說(shuō)明PA型氣道可能存在其他炎癥細(xì)胞。有觀點(diǎn)認(rèn)為平滑肌細(xì)胞和肥大細(xì)胞可能參與PA的病理生理[16-17]，但目前證據(jù)還不夠充分。本研究發(fā)現(xiàn)EA和MA組FeNO值明顯高于非嗜酸性炎癥NA和PA組。FeNO增高的咳嗽變異性哮喘更適合使用糖皮質(zhì)激素[18]，亦有研究證實(shí)FeNO是Th2型哮喘的生物標(biāo)志物[19]，提示EA和MA患者氣道可能具有Th2細(xì)胞優(yōu)勢(shì)。

對(duì)比血漿炎癥因子發(fā)現(xiàn)，EA和MA組血漿IL-5含量分別高于NA和PA組，且IL-5升高是嗜酸性炎癥哮喘的風(fēng)險(xiǎn)因素，推測(cè)其可能是嗜酸性哮喘的生物標(biāo)志物。此外，本研究認(rèn)為IL-8升高是嗜中性炎癥哮喘的風(fēng)險(xiǎn)因素。IL-8是重要的中性粒細(xì)胞趨化因子，吸煙、感染等因素可介導(dǎo)固有免疫反應(yīng)，使機(jī)體肺泡灌洗液和血漿IL-8及中性粒細(xì)胞水平升高。但固有免疫反應(yīng)較短暫且非特異性，因此不能解釋持續(xù)氣道的中性粒細(xì)胞炎癥。研究認(rèn)為，Th17細(xì)胞活化分泌IL-17可促進(jìn)氣道上皮IL-8升高，Th17驅(qū)動(dòng)的中性粒細(xì)胞炎癥是機(jī)體的繼發(fā)免疫反應(yīng)，其特點(diǎn)為特異性和持久性[20]。

綜上所述，哮喘患者氣道不同炎癥表型在臨床特征、肺功能和炎癥因子方面存在差異，肺功能、血漿IL-5、IL-8、FeNO、ACT和伴有過(guò)敏史是哮喘表型的風(fēng)險(xiǎn)因素，臨床應(yīng)提高重視。根據(jù)哮喘患者氣道炎癥表型選擇治療方案將是今后哮喘分層診療及個(gè)體化治療的方向。