氣道不同部位一氧化氮測(cè)定在慢性阻塞性肺疾病中的價(jià)值

吳敏 金蒙蒙 趙磊

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（合肥230061）

慢性阻塞性肺疾?。╟hronic obstructive pulmo?nary disease，COPD）簡(jiǎn)稱(chēng)慢阻肺，是一種以持續(xù)呼吸道癥狀和氣流受限為特征，可預(yù)防和治療的疾病，通常是由大量暴露于有毒顆?；驓怏w引起的氣道和或肺泡異常所導(dǎo)致，其中發(fā)生在直徑＜2 mm 的小氣道的慢性炎癥，是本病發(fā)病的關(guān)鍵因素［1］。呼出氣一氧化氮（fractional exhaled nitric oxide，F(xiàn)eNO）的測(cè)定是評(píng)估氣道炎癥的簡(jiǎn)單、非侵入性方法，已被作為包括哮喘、COPD 在內(nèi)的多種呼吸系統(tǒng)疾病反應(yīng)肺部氣道炎癥的生物標(biāo)志物。在50 mL/s 呼出氣流中測(cè)得的一氧化氮濃度（FeNO50），可以認(rèn)為是中央氣管及支氣管Th2 炎癥的標(biāo)志物［2］。然而，周?chē)鷼獾姥装Y和功能障礙是COPD 發(fā)病的關(guān)鍵因素，COPD 中的慢性氣流受限是小氣道疾病和肺實(shí)質(zhì)破壞的結(jié)果［3］，F(xiàn)eNO50并不能很好的反應(yīng)。來(lái)自氣體交換區(qū)域的一氧化氮被稱(chēng)為肺泡呼氣一氧化氮（CaNO）［4］，是反應(yīng)肺周?chē)獾姥装Y的間接生物標(biāo)志物。然而，現(xiàn)有研究結(jié)論存在諸多爭(zhēng)議和沖突，單一FeNO 在COPD中的臨床應(yīng)用價(jià)值尚難定論。因此，本研究擬對(duì)中心性支氣管和遠(yuǎn)端氣道（小氣道和肺泡/腺泡區(qū)域）的肺NO 進(jìn)行聯(lián)合檢測(cè)，同時(shí)收集肺功能，外周血白細(xì)胞計(jì)數(shù)（white blood cell count，WBC），血嗜酸性粒細(xì)胞百分比（blood eosinophil percent?age，EOS%）、C 反應(yīng)蛋白（C?reactive protein，CRP）和COPD 評(píng)估測(cè)試（COPD assessment test，CAT）評(píng)分等臨床變量作為觀(guān)察指標(biāo)，探討不同部位（中心氣道一氧化氮（FeNO50）及肺泡一氧化氮（CaNO））呼出氣一氧化氮濃度檢測(cè)在評(píng)估COPD 氣道炎癥中的應(yīng)用價(jià)值。

1 資料與方法

1.1 病例資料收集從2019年1月至2020年5月在我院門(mén)診及住院的COPD 患者82 例進(jìn)行觀(guān)察研究。其中COPD 穩(wěn)定期患者37 例（患者在入組前4 周內(nèi)無(wú)需改變治療方法或無(wú)加重病情）作為COPD 穩(wěn)定組，COPD 急性加重期患者45 例（入選標(biāo)準(zhǔn)符合《慢性阻塞性肺疾病急性加重期（AECO?PD）診療中國(guó)專(zhuān)家共識(shí)（2017年更新版）》）作為COPD 急性加重組，并選取20 例2 周內(nèi)無(wú)呼吸道癥狀的于我院體檢的健康受試者（年齡＞40 歲）作為對(duì)照組。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，由呼吸專(zhuān)科醫(yī)生根據(jù)病史、癥狀（慢性咳嗽/咳痰及呼吸困難等）和肺功能存在不可逆的氣流受限（支氣管擴(kuò)張劑使用后FEV1/FVC ＜0.70）作為COPD 的診斷標(biāo)準(zhǔn)［5］。并排除以下人群：（1）有哮喘史或支氣管舒張?jiān)囼?yàn)陽(yáng)性（吸入支氣管擴(kuò)張劑后FEV1 ＞200 mL 且增加12%）；（2）合并有過(guò)敏性鼻炎；（3）患有其他嚴(yán)重的肺部疾?。ㄈ缰匕Y肺炎、肺癌、間質(zhì)性肺病、肺栓塞等）的患者。該研究得到倫理委員會(huì)的批準(zhǔn)，所有參與者均簽署了知情同意書(shū)。

1.2 資料收集詳細(xì)記錄各組患者的基本信息（包括姓名、性別、年齡、吸煙史等情況），完成血常規(guī)、C 反應(yīng)蛋白（CRP）、常規(guī)肺功能+支氣管舒張?jiān)囼?yàn)、呼出氣一氧化氮（FeNO50和CaNO）檢測(cè)。將COPD 患者依據(jù)GOLD 指南完成CAT 評(píng)分。比較各組（健康對(duì)照組、COPD 穩(wěn)定期組、COPD 急性加重組）之間的FeNO50、CaNO 、WBC、EOS%、CRP、FEV1%及CAT 評(píng)分的差異。

1.3 肺功能檢測(cè)使用肺功能測(cè)定儀（MS?PFT，德國(guó)耶格公司）進(jìn)行肺功能測(cè)定，選取一秒用力呼氣容積占預(yù)計(jì)值百分比（FEV1%）為評(píng)價(jià)指標(biāo)。

1.4 FeNO 檢測(cè)所有受試者檢測(cè)前2 h 內(nèi)均未使用過(guò)任何吸入類(lèi)藥物、未進(jìn)食、未抽煙及劇烈運(yùn)動(dòng)，使用納庫(kù)倫呼氣分析儀（SUNVOU?P100，無(wú)錫市尚沃醫(yī)療電子股份有限公司），按照呼出氣一氧化氮測(cè)定指南標(biāo)準(zhǔn)規(guī)程，選擇FeNO+CaNO 呼氣聯(lián)檢模塊進(jìn)行檢測(cè)?；颊咴陟o息狀態(tài)下，囑其盡力呼氣后用口唇包緊濾器，平靜吸氣至肺總量位，再緩慢呼氣，呼出氣平臺(tái)持續(xù)時(shí)間＞2 s，測(cè)定FeNO50值（呼氣流速為50 mL/s）及CaNO 值。測(cè)定結(jié)果以ppb（parts per billion）為單位。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法采用SPSS 19.0 軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)處理，正態(tài)分布計(jì)量資料以（）表示，兩組比較使用t檢驗(yàn)，三組及以上比較采用單因素方差分析，其中兩兩比較使用SNK 檢驗(yàn)；計(jì)數(shù)資料采用χ2檢驗(yàn)，P＜0.05 為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 基本資料AECOPD 組、COPD 穩(wěn)定組和健康對(duì)照組患者在年齡、性別及吸煙史方面的差異均無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（表1）。

表1 患者一般臨床資料比較Tab.1 The clinical characteristics of the patients and controls

2.2 各組間CaNO、FeNO50、CRP、WBC 等指標(biāo)水平比較COPD 急性加重組CaNO、WBC、CRP 值明顯高于穩(wěn)定組和對(duì)照組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），COPD 穩(wěn)定組CaNO 值顯著高于對(duì)照組，而炎性指標(biāo)WBC、CRP 在穩(wěn)定組和健康對(duì)照組之間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。COPD 急性加重組及COPD 穩(wěn)定組FeNO50值明顯高于健康對(duì)照組，差異具有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），但在COPD 急性加重組與COPD 穩(wěn)定組FeNO50值差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。血嗜酸性粒細(xì)胞百分比（EOS%）在三組之間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），見(jiàn)表2。

2.3 COPD 急性加重組FeNO50 及CaNO 與CAT評(píng)分及FEV1%的相關(guān)性分析在COPD 急性加重組，CaNO 值與CAT 評(píng)分呈正相關(guān)（r= 0.627，P＜0.001），與FEV1%呈負(fù)相關(guān)（r=-0.457，P=0.002），而與FeNO50值與CAT 評(píng)分（r=-0.08，P= 0.6）及FEV1%（r=-0.008，P=0.959）無(wú)相關(guān)性。

2.4 COPD 急性加重組FeNO50 及CaNO 分層分析在COPD 急性加重組中，依據(jù)CAT 評(píng)分及FEV1%進(jìn)行分層分析，發(fā)現(xiàn)CaNO 在CAT 評(píng)分＞20分組明顯高于≤20 分組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而FeNO50在兩組中差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義；同時(shí)CaNO 在FEV1% ≤50%組明顯高于FEV1% ＞50%組，差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，而FeNO50在兩組中差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義，見(jiàn)表3。

表2 各組間CaNO、FeNO50、CRP、WBC 等指標(biāo)水平比較Tab.2 Comparison of parameters such as CaNO，F(xiàn)eNO50，CRP and WBC among each group±s

表2 各組間CaNO、FeNO50、CRP、WBC 等指標(biāo)水平比較Tab.2 Comparison of parameters such as CaNO，F(xiàn)eNO50，CRP and WBC among each group±s

注：*P ＜0.05，***P ＜0.001 與對(duì)照組比較；#P ＜0.05，與穩(wěn)定組比較

CO加PD重 急組性穩(wěn)CO定P組D健康對(duì)照組F 值P 值WBC8.61±5.07*6.48±2.565.39±1.415.4690.006 EOS%CRP CaNO FeNO50 3.12±6.26 31.56±4.59***9.84±1.07*#27.27±1.59*2.47±2.83 1.26±2.31 6.70±3.91*22.61±1.97*2.16±0.16 1.76±1.71 3.57±2.74 14.65±4.08 0.211 8.236 4.497 3.703 0.810＜0.001 0.013 0.028

表3 COPD 急性加重組FeNO50及CaNO 按CAT 評(píng)分及FEV1%分層分析Tab.3 FeNO50 and CaNO were analyzed by CAT score and FEV1%in COPD with acute exacerbation ±s

表3 COPD 急性加重組FeNO50及CaNO 按CAT 評(píng)分及FEV1%分層分析Tab.3 FeNO50 and CaNO were analyzed by CAT score and FEV1%in COPD with acute exacerbation ±s

CAT 評(píng)分＞20 分CAT 評(píng)分≤20 分FEV1%≤50%FEV1%＞50%例數(shù)25 20 29 16 CaNO（ppb）13.51±13.05 5.27±3.56 12.22±1.26 5.54±3.27 t 值2.739 2.07 P 值0.009 0.044 FeNO50（ppb）28.72±2.05 25.45±6.98 27.86±1.19 26.19±2.19 t 值0.744 0.334 P 值0.463 0.740

3 討論

一氧化氮（nitric oxide，NO）是由一氧化氮合酶（nitric oxide synthase，NOS）產(chǎn)生的氣體信號(hào)分子，通常存在于人體呼出氣中，在肺內(nèi)由三種合成酶內(nèi)源性合成，并在包括COPD 在內(nèi)的氣道炎癥過(guò)程中進(jìn)一步增多［6］。NOS 包括3 種同工酶，分別為內(nèi)皮型一氧化氮合酶（endothelial nitric oxide syn?thase，eNOS）、神經(jīng)型一氧化氮合酶（neuronal nitric oxide synthase，nNOS）及誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（in?ducible nitric oxide synthase，iNOS）。在健康狀態(tài)下，NO 主要由結(jié)構(gòu)型一氧化氮合酶產(chǎn)生，但在疾病狀態(tài)下，NO 濃度由于誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（iNOS）的上調(diào)而增加。iNOS 一般不直接表達(dá)，多由炎癥和感染等因素刺激而誘發(fā)［7］。硝化應(yīng)激途徑是COPD 氣道炎癥的驅(qū)動(dòng)因素［8-9］，在重度和極重度COPD 患者的外周肺組織中，神經(jīng)型和誘導(dǎo)型的一氧化氮合酶（nNOS 和iNOS）的表達(dá)增加，進(jìn)而引起COPD 患者氣道的NO 濃度增加［10］。COPD 急性加重會(huì)使氣道的硝化應(yīng)激水平進(jìn)一步提高［6］。

FeNO 作為一種非侵入性檢測(cè)方法可用于監(jiān)測(cè)氣道炎癥，已被廣泛用作哮喘的炎癥標(biāo)志物。FeNO 是中央氣道2 型炎癥的可靠標(biāo)志，但對(duì)肺周?chē)蛐獾赖淖兓幻舾?。?biāo)準(zhǔn)FeNO 測(cè)量是在50 mL/s（FeNO50）流量下獲得的來(lái)自整個(gè)肺的一氧化氮濃度。炎癥中iNOS 表達(dá)和NO 合成的增加反映為FeNO50的增加，但由于這種NO 混合物是在下氣道不同部位產(chǎn)生的，因此不能用于區(qū)分中央氣道和外周氣道的炎癥。

已有大量研究探索了COPD 患者的FeNO 水平。然而，F(xiàn)eNO 水平與COPD 患者急性加重的關(guān)系仍存在一定爭(zhēng)議。多數(shù)研究顯示，F(xiàn)eNO 水平高的COPD 患者急性加重的頻率更高［11-12］。但也有研究表明FeNO 水平與COPD 急性加重頻次之間并無(wú)關(guān)聯(lián)性［13-14］。一項(xiàng)納入24 例患者的研究評(píng)估COPD 患者的FeNO 水平的薈萃分析結(jié)果顯示，急性穩(wěn)定期COPD 患者的FeNO 水平均較健康對(duì)照者輕度增高［15］。本研究表明，與健康人群比較，F(xiàn)eNO50在COPD 急性加重組及穩(wěn)定組均有升高，但在COPD 穩(wěn)定組及急性加重組中兩者并無(wú)明顯差異。這可能是由于FeNO 水平增高帶來(lái)的急性加重的風(fēng)險(xiǎn)是因中央支氣管中Th2 炎癥而引起，但慢阻肺的本質(zhì)是小氣道疾病和肺實(shí)質(zhì)破壞的結(jié)果，F(xiàn)eNO 并不能精準(zhǔn)體現(xiàn)慢阻肺患者慢性氣流受限的本質(zhì)。此外，已有大量研究證據(jù)支持痰嗜酸性粒細(xì)胞百分比與COPD 患者FeNO 水平存在相關(guān)性。SOTER 等研究顯示FeNO50與COPD 中的痰嗜酸性粒細(xì)胞增多有關(guān)［16-17］，但FeNO 與血嗜酸性粒細(xì)胞的相關(guān)性研究爭(zhēng)議較多，李玉磊等［18］的研究支持血嗜酸性粒細(xì)胞與FeNO 相關(guān)，但GAO 等［19］的研究則與之相反。本研究與GAO 等研究一致，在COPD 患者中未發(fā)現(xiàn)血嗜酸性粒細(xì)胞百分比與FeNO50存在相關(guān)性。

來(lái)自氣體交換區(qū)域的NO 被稱(chēng)為肺泡或小氣道NO（CaNO），在有癥狀的哮喘患者中，已顯示CaNO 增加［20］。CaNO 濃度反映了外周氣道中的硝化應(yīng)激水平，這是COPD 炎癥的重要組成部分。本研究發(fā)現(xiàn)CaNO 在COPD 穩(wěn)定期和急性加重期均升高，并且在COPD 急性加重期患者中明顯高于穩(wěn)定期，同時(shí)在急性加重患者中，血WBC及CRP 等反應(yīng)全身炎癥的指標(biāo)明顯高于穩(wěn)定組。這可能與COPD 急性加重時(shí)的氧化應(yīng)激和炎性細(xì)胞因子的產(chǎn)生增加［6，21］，進(jìn)而上調(diào)外周氣道中的nNOS 和iNOS 活性有關(guān)［10］。第1 秒用力呼氣容積（forced ex?piratory volume in one second，F(xiàn)EV1）是目前反映慢阻肺患者氣流受限程度最好的客觀(guān)指標(biāo)。呼出氣中的一氧化氮可能是COPD 疾病嚴(yán)重程度的標(biāo)志。然而，大多數(shù)研究顯示FeNO 水平與肺功能損害之間沒(méi)有一致的關(guān)系［11，22］。BRINDICCI等［10］研究發(fā)現(xiàn)CaNO 濃度與FEV1 呈負(fù)相關(guān)，因此CaNO 也許能為評(píng)估慢阻肺病程進(jìn)展提供新視角。與大多數(shù)研究結(jié)果一致，本研究結(jié)果表明在COPD 急性加重患者中FeNO50濃度與FEV1%及CAT 評(píng)分均無(wú)相關(guān)性。同時(shí)，與BRINDICCI 等［10］研究發(fā)現(xiàn)CaNO和FEV1%之間存在相關(guān)性一致，觀(guān)察到CaNO 與氣流受限程度（FEV1%）及CAT 評(píng)分具有顯著相關(guān)性。并且在CAT 評(píng)分＞20 分和FEV% ＜50%的重度及極重度患者中升高更明顯。這可能與COPD 患者肺組織中NOS 同工酶的活性增加，而神經(jīng)型一氧化氮合酶（nNOS）的表達(dá)與COPD 中氣流受限的嚴(yán)重程度有關(guān)［10，23］。因此，CaNO 可以作為非侵入性遠(yuǎn)端小氣道炎癥的標(biāo)志物。

綜上所述，本研究發(fā)現(xiàn)在穩(wěn)定和急性加重的慢阻肺患者中，中央和外周氣道的一氧化氮濃度存在差異。肺泡一氧化氮CaNO 可能是反映慢阻肺患者遠(yuǎn)端小氣道炎癥更好的生物學(xué)指標(biāo)，F(xiàn)eNO和CaNO 聯(lián)合檢測(cè)能更好的反映慢阻肺患者氣道炎癥的情況，可用于監(jiān)測(cè)慢阻肺病情加重期間的炎癥活動(dòng)。但本研究的研究例數(shù)較少，仍需進(jìn)行大規(guī)模的臨床研究驗(yàn)證，今后將繼續(xù)擴(kuò)大研究樣本量，以明確FeNO 和CaNO 聯(lián)合檢測(cè)是否可以成為協(xié)助慢阻肺鑒別診斷或療效評(píng)估的標(biāo)志物。