誘導痰及呼出氣一氧化氮檢查在支氣管擴張癥患者中的應用價值

王曉晟，康筱玲，張穎，孫寶華

支氣管擴張癥（簡稱支擴癥）是由各種原因引起的支氣管樹病理性、永久性的擴張，從而導致反復化膿性感染的氣道慢性炎癥[1]。我國支擴癥的研究現狀明顯落后，至今缺乏流行病學研究結果，初步的問卷調查顯示我國支擴癥發(fā)病率可能高達1%，按照我國目前的人口總數推算，我國現有支擴癥患者1 000萬～2 000萬[2]。支擴癥患者的氣道炎癥主要是由中性粒細胞介導的炎性反應，各種促炎細胞因子，如白介素（IL）-8、IL-1β、腫瘤壞死因子α（TNF-α）、IL-6等在患者肺泡灌洗液中的表達明顯升高[3-4]。但支擴癥患者存在明顯的異質性，部分支擴癥患者表現出類似哮喘的可逆性氣道高反應性，并且吸入糖皮質激素聯合長效β2-受體激動劑（ICS/LABA）可緩解這類患者的臨床癥狀，減少急性加重次數，同時可減慢肺功能Ⅲ級患者肺功能下降的速率[5]。目前誘導痰及呼出氣一氧化氮（FeNO）檢查作為常用的無創(chuàng)氣道炎癥檢查手段，已廣泛應用于支氣管哮喘及慢性阻塞性肺疾病的病情評估，但其是否有助于支擴癥患者氣道炎癥狀態(tài)的評估及區(qū)分支擴癥患者的臨床特征，尚缺乏相關的臨床研究。本研究旨在通過評估誘導痰及FeNO檢查與支擴癥患者臨床特征、肺功能指標之間的關系，探討無創(chuàng)氣道炎癥檢查在支擴癥患者中的應用價值，從而為支擴癥患者的個體化治療提供科學依據。

1 對象與方法

1.1 研究對象 選擇2017年1月—2018年12月于滄州市中心醫(yī)院就診的穩(wěn)定期支擴癥患者62例為研究對象。納入標準：（1）4周內無呼吸道感染，呼吸道癥狀不超過正常日間變異范圍；（2）4周內未使用抗生素及吸入性糖皮質激素，且無支氣管哮喘病史。排除標準：（1）合并支氣管哮喘、變應性支氣管肺曲霉菌病、彌漫性泛細支氣管炎、肺部腫瘤、Kartagener綜合征、肺結核引起的繼發(fā)性支擴癥、塵肺、肺切除術后；（2）支擴癥急性發(fā)作；（3）心、肝、腎等重要臟器功能嚴重障礙；（4）惡性腫瘤；（5）孕婦。本研究經滄州市中心醫(yī)院倫理委員會批準，患者均簽署知情同意書。

1.2 研究方法

1.2.1 一般資料 接診醫(yī)生詳細詢問病史并收集患者既往病歷資料，記錄患者性別、年齡、體質指數（BMI）、吸煙史（1包/d，連續(xù)10年或0.5包/d，連續(xù)20年）、病程、急性加重次數、痰量、咯血史、發(fā)生支擴癥的病因、銅綠假單胞菌定植情況。

1.2.2 高分辨率CT（HRCT）評分 患者在仰臥位深吸氣末進行肺尖至肺底的64排螺旋CT掃描獲得容積數據，骨算法重建層厚1.25 mm。由兩位放射科醫(yī)師聯合閱片以確定有無支擴癥并進行HRCT評分。評分標準如下：將全肺看作6個葉，舌葉及中葉均被視為獨立肺葉，每個肺葉按照支擴癥病變范圍進行評分：0分：無支氣管擴張；1分：≤25%；2分：＞25%且≤50%；3分：＞50%且≤75%；4分：＞75%，各個肺葉得分相加，最高分 24 分[6]。

1.2.3 肺功能檢查 采用肺功能儀（德國耶格MasterScreen PFT System）進行肺功能檢查，記錄患者第1秒用力呼氣末容積占預計值的百分比（FEV1%pred）（參考范圍：≥80%）、用力肺活量占預計值的百分比（FVC%pred）（參考范圍：≥80%）、第1秒用力呼氣末容積占用力肺活量百分比（FEV1/FVC，參考范圍：≥92%），并進行支氣管舒張試驗。所有檢查在上午8：00至10：00進行，吸煙患者在檢查前2 h內不能吸煙。

1.2.4 誘導痰檢查 檢查前10 min吸入沙丁胺醇氣霧劑400 μg，檢測肺功能，對于FEV1%pred≥70%者霧化吸入3%氯化鈉溶液，對于FEV1%pred＜70%者先予0.9%氯化鈉溶液霧化，并根據情況逐步提高氯化鈉溶液濃度，即3%、4%、5%的高滲氯化鈉溶液在固定時間間隔內進行霧化，霧化使用射流式霧化吸入器。霧化結束后，留痰于無菌干燥痰杯中。檢測者在霧化過程中均未出現喘息、呼吸困難等癥狀。收集痰液后2 h內處理，取痰栓稱重后加入4倍體積的0.1%二硫蘇糖醇充分混合，將痰液置于37 ℃水浴震蕩20 min，用48 μm的尼龍網過濾后，以3 000 r/min 離心10 min（離心半徑8 cm）。留取上清液用于炎性因子IL-8、IL-6和IL-13的測定，離心沉淀用于細胞計數分類。采用酶聯免疫吸附測定法（ELISA）檢測痰上清液中IL-8、IL-6和IL-13的水平，ELISA試劑盒為武漢華美生物公司生產，嚴格按照相關試劑說明書操作。根據誘導痰細胞學分類劃分氣道炎癥表型，即：嗜酸粒細胞占比＜3%且中性粒細胞占比≥60%為中性粒細胞型；嗜酸粒細胞占比≥3%且中性粒細胞占比＜60%為嗜酸粒細胞型；嗜酸粒細胞占比≥3%且中性粒細胞占比≥60%為混合細胞型；嗜酸粒細胞占比＜3%且中性粒細胞占比＜60%為寡細胞型[7]。

1.2.5 FeNO檢查 根據美國胸科學會與歐洲呼吸學會（ATS/ERS）推薦的操作標準[8]，使用一氧化氮分析儀（納庫侖，SV-02E）檢測，檢查前1 h禁止進食西蘭花、生菜、腌制類食物等，采用坐位，一手握住測定儀，一手捏鼻，呼氣將肺內氣體排盡。然后用口緊含過濾器，緩慢吸氣達肺總量，以呼氣流速為50 ml/s，勻速呼出肺內氣體，呼氣時間為10 s，約90 s讀取數據。

1.3 統計學方法 采用SPSS 19.0統計學軟件對所有數據進行統計學分析。對于符合正態(tài)分布的計量資料采用（±s）表示，多組間比較采用方差分析，組間兩兩比較采用SNK-q檢驗；對于不符合正態(tài)分布的計量資料采用M（P25，P75）表示，兩組比較采用Mann-Whitney U檢驗，四組比較采用Kruskal-Wallis H檢驗；正態(tài)分布的數據采用Pearson相關性分析。以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 一般資料 62例支擴癥患者中男30例（48.4%），女32例（51.6%）；年齡32～84歲，平均年齡（60.5±12.8）歲；BMI 15.5～32.0 kg/m2，平均（20.5±5.6）kg/m2；不吸煙25例（40.3%），吸煙20例（32.3%），戒煙17例（27.4%）；病程4.0～43.5年，平均（19.2±13.5）年；急性加重次數1～5次/年，平均（2.4±1.0）次/年；痰量5～65 ml/d，平均〔12.5（8.2，20.6）〕ml/d；有咯血史19例（30.6%）；病因中特發(fā)性支擴癥40例（64.5%），感染后支擴癥21例（33.9%），其他1例（1.6%）；銅綠假單胞菌定植19例（30.6%）；細胞分型：中性粒細胞型（32例）、嗜酸粒細胞型（10例）、混合細胞型（6例）、寡細胞型（14例）。

2.2 不同細胞類型支擴癥患者檢查結果比較 不同細胞類型支擴癥患者HRCT評分、應用支氣管擴張劑后FEV1增加量、IL-8水平、IL-6水平、IL-13水平、FeNO比較，差異均有統計學意義（P＜0.05）；其中中性粒細胞型患者IL-8、IL-6水平高于嗜酸粒細胞型、寡細胞型患者，IL-13水平、FeNO、應用支氣管擴張劑后FEV1增加量低于嗜酸粒細胞型、混合細胞型患者，HRCT評分高于嗜酸粒細胞型、混合細胞型、寡細胞型患者，差異均有統計學意義（P＜0.05）；嗜酸粒細胞型患者IL-8、IL-6水平低于混合細胞型患者，IL-13水平、FeNO高于寡細胞型患者，應用支氣管擴張劑后FEV1增加量高于混合細胞型、寡細胞型患者，差異均有統計學意義（P＜0.05）；混合細胞型患者應用支氣管擴張劑后FEV1增加量、IL-8水平、IL-6水平、IL-13水平、FeNO高于寡細胞型患者，差異均有統計學意義（P＜0.05）。不同細胞類型支擴癥患者FEV1%pred、FVC%pred、FEV1/FVC比較，差異均無統計學意義（P＞0.05，見表1）。

2.3 誘導痰檢查的部分指標與FeNO及肺檢查指標的相關性分析 IL-8水平與HRCT評分、中性粒細胞百分比呈正相關（P＜0.05），與FEV1%pred、FVC%pred、FEV1/FVC、應用支氣管擴張劑后FEV1增加量呈負相關（P＜0.05）；IL-6水平與HRCT評分、中性粒細胞百分比呈正相關（P＜0.05）；IL-13水平與應用支氣管擴張劑后FEV1增加量、嗜酸粒細胞百分比、FeNO呈正相關（P＜0.05）；中性粒細胞百分比與HRCT評分呈正相關（P＜0.05），與FEV1%pred、FVC%pred、FEV1/FVC、應用支氣管擴張劑后FEV1增加量、嗜酸粒細胞百分比呈負相關（P＜0.05）；嗜酸粒細胞百分比與應用支氣管擴張劑后FEV1增加量、FeNO呈正相關（P＜0.05）；FeNO與應用支氣管擴張劑后FEV1增加量呈正相關（P＜0.05）。IL-8與嗜酸粒細胞百分比及FeNO，IL-6與 FEV1%pred、FVC%pred、FEV1/FVC、應用支氣管擴張劑后FEV1增加量、嗜酸粒細胞百分 比、FeNO，IL-13與 HRCT評 分、FEV1%pred、FVC%pred、FEV1/FVC、中性粒細胞百分比，中性粒細胞百分比與FeNO，嗜酸粒細胞百分比與HRCT評分、FEV1%pred、FVC%pred、FEV1/FVC，FeNO與HRCT評分、FEV1%pred、FVC%pred、FEV1/FVC均無線性相關關系（P＞0.05，見表2）。

3 討論

本研究表明，支擴癥患者按照誘導痰細胞學分類可分為中性粒細胞型、嗜酸粒細胞型、混合細胞型和寡細胞型4型。各型的HRCT支擴癥病變程度，誘導痰中IL-8、IL-6、IL-13水平，FeNO和對支氣管擴張劑反應性是有差別的。其中中性粒細胞型和混合細胞型占本研究入選病例的61.3%，其誘導痰中IL-8水平更高，中性粒細胞型HRCT支擴癥病變程度最嚴重，并且本研究發(fā)現IL-8水平與誘導痰中性粒細胞百分比呈正相關，與HRCT評分呈正相關，與FEV1%pred呈負相關，提示中性粒細胞及IL-8在支擴癥的發(fā)生、發(fā)展中起重要作用。有研究表明IL-8在支氣管上皮的過度表達，雖然可以增加肺部對于細菌感染的免疫力，但同時會引起支氣管結構的破壞，進而引起肺功能的降低[9]?；旌霞毎团c嗜酸粒細胞型、寡細胞型比較HRCT評分無統計學差異，可能與本研究樣本量較少有關，有待在今后擴大樣本量進一步觀察。

同時本研究發(fā)現誘導痰中嗜酸粒細胞較多的嗜酸粒細胞型、混合細胞型誘導痰中IL-13水平、FeNO更高，對于支氣管擴張劑的反應性更好。IL-13是由輔助T淋巴細胞2產生的特征性細胞因子，是哮喘和部分慢性阻塞性肺疾病患者發(fā)病中的關鍵細胞因子。IL-13可以調高血管細胞黏附分子和P選擇素在血管內皮細胞的表達，有利于嗜酸粒細胞的趨化和黏附[10]。IL-13還通過引起氣道黏液分泌增加、上皮下纖維化、氣道重塑等多種機制參與哮喘的發(fā)生、發(fā)展，是當前治療哮喘藥物研究的重要靶點[11]。本研究顯示，誘導痰中IL-13水平與嗜酸粒細胞百分比呈正相關，與應用支氣管擴張劑后FEV1增加量呈正相關，提示在支擴癥患者中誘導痰IL-13水平可以反映氣道內嗜酸粒細胞參與的炎癥，并可以用于預測患者對于支氣管擴張劑的反應性。有研究表明，IL-13還可以通過誘導細胞緊密連接蛋白的泛素化和蛋白酶體聚集，從而引起人支氣管上皮細胞間緊密連接的破壞，在氣道炎癥性疾病中造成上皮屏障功能的受損[12]。所以，IL-13在支擴癥發(fā)病過程中是否會同樣造成支氣管上皮屏障的破壞，有待在今后的研究中加以證實。

表1 不同細胞類型支擴癥患者檢查結果比較Table 1 Comparison of examination results of patients with bronchiectasis by the induced sputum cell classification

表2 誘導痰檢查的部分指標與FeNO及肺檢查指標的相關性分析（r值）Table 2 Correlation analysis of some induced sputum parameters with FeNO and lung function test parameters

在哮喘患者中FeNO與氣道的嗜酸粒細胞炎癥關系密切，但支擴癥患者FeNO與氣道內嗜酸粒細胞的關系鮮有報道。有研究顯示，穩(wěn)定期支擴癥患者的FeNO與外周血嗜酸粒細胞計數呈正比[13]。本研究結果顯示，支擴癥患者FeNO與誘導痰中嗜酸粒細胞百分比呈正相關，提示在支擴癥患者中FeNO也可以作為反應氣道內嗜酸粒細胞炎癥的一個指標。

支擴癥具有明顯的異質性，不同的患者在病因、臨床癥狀、影像特征、細菌定植等方面有很大的差異，可能需要不同的治療方案。有研究顯示，部分支擴癥患者表現出類似哮喘的可逆性氣道高反應性，并且ICS/LABA可緩解這類患者的臨床癥狀，減少急性加重次數，同時減慢肺功能Ⅲ級患者肺功能下降的速率[5]。誘導痰中IL-13水平、嗜酸粒細胞百分比及FeNO能否成為篩選ICS/LABA治療獲益支擴癥患者的有用指標，有待今后擴大樣本量進一步研究。

本研究的局限性：（1）本研究是單中心的臨床研究，樣本量有限；（2）雖然本研究病例入選標準排除了具有哮喘病史患者，但仍不能完全避免支擴癥合并哮喘患者的納入；（3）本研究中有接近1/3的患者仍在吸煙，對本研究的結果也會產生一定的影響[14]。

綜上所述，支擴癥患者具有明顯的異質性，通過誘導痰細胞學分類、炎性因子檢測及FeNO檢查有助于評估支擴癥患者的氣道炎癥特征。對于誘導痰中嗜酸粒細胞升高、FeNO升高的患者，ICS/LABA可能具有更好的療效。本研究為支擴癥患者的個體化治療提供了初步的臨床研究依據，今后需要擴大樣本量，針對不同氣道炎癥特征的支擴癥患者采用相應的治療方案，探索支擴癥的精準治療方案。

作者貢獻：王曉晟進行文章的構思與設計，研究的實施與可行性分析，數據整理，統計學處理，結果的分析與解釋，撰寫論文，論文的修訂；王曉晟、康筱玲、張穎進行數據收集；孫寶華負責文章的質量控制及審校，對文章整體負責，監(jiān)督管理。

本文無利益沖突。