外周血嗜酸性粒細(xì)胞在慢性阻塞性肺疾病診療中的研究進(jìn)展

王丹娜 霍建民

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease， COPD)，簡稱慢阻肺，是一種以持續(xù)性的呼吸道癥狀和氣流受限為特征的可防可治的疾病，是我國最常見的慢性呼吸系統(tǒng)疾病之一，該病發(fā)病率高，致殘率高，死亡率高，也是世界性的公共衛(wèi)生挑戰(zhàn)[1]。多種細(xì)胞參與的慢性炎癥是慢阻肺進(jìn)展的核心機(jī)制，炎癥模式之復(fù)雜提示了疾病具有異質(zhì)性，近年來，嗜酸性粒細(xì)胞(eosinophils，EOS)作為COPD發(fā)病機(jī)制中的重要因子和潛在的生物標(biāo)志物倍受關(guān)注，雖機(jī)制未明，但隨著慢性阻塞性肺疾病全球倡議(global initiative for chronic obstructive lung disease, GOLD)的不斷更新，外周血EOS已成為指導(dǎo)COPD患者的治療重要參考指標(biāo)[2]，這為實現(xiàn)慢阻肺個性化治療，提供了新的思路。本文就外周血EOS在慢阻肺診療中的研究進(jìn)展作以綜述。

EOS與COPD氣道炎癥的相關(guān)性

EOS是終末分化的白細(xì)胞，約占健康個體外周血白細(xì)胞的1%～5%,參與維持人體穩(wěn)態(tài)和免疫調(diào)節(jié)，是重要的免疫效應(yīng)細(xì)胞和炎癥細(xì)胞[3]。其來源于骨髓中的多功能干細(xì)胞CD34+，正常情況下，在血液中保持靜止；早期受白細(xì)胞介素(interleukin，IL)-3和粒細(xì)胞-巨噬細(xì)胞集落刺激因子影響，晚期在等促炎細(xì)胞因子的激活下，被招募到循環(huán)中，并在趨化因子的作用下遷移到炎癥部位。EOS上的細(xì)胞表面整合素與血管內(nèi)皮細(xì)胞上的黏附分子相互作用，使支氣管血管上皮細(xì)胞能跨支氣管血管上皮遷移，從而介導(dǎo)外滲進(jìn)入氣道。一旦進(jìn)入氣道，激活的EOS釋放促炎介質(zhì)，導(dǎo)致持續(xù)的炎癥和組織損傷[4]。EOS衍生的IL-13可以刺激肺泡巨噬細(xì)胞產(chǎn)生基質(zhì)金屬蛋白酶-12，促進(jìn)肺氣腫形成[5]。

另外，IL-33對EOS分化、成熟、活化和存活至關(guān)重要，研究發(fā)現(xiàn)痰EOS>3%的COPD患者的血清和痰IL-33濃度顯著高于無氣道EOS的患者，并且血清和痰液IL-33水平與痰液EOS百分比呈正相關(guān)，這說明IL-33可能參與COPD嗜酸性表型的形成[6]。研究表明，約三分之一COPD患者有氣道EOS炎癥的證據(jù)[7]。

血EOS與COPD氣道EOS炎癥的相關(guān)性

嗜酸性COPD既往被認(rèn)為是哮喘-COPD重疊的一部分，具有二者共同的病理生理學(xué)和臨床特征。但新的研究表明，與有哮喘病史的COPD患者相比，嗜酸性COPD患者過敏證據(jù)少，病情惡化程度低，嗜酸性炎癥更為明顯[8]。氣道EOS炎癥可通過誘導(dǎo)痰、支氣管肺泡灌洗液和支氣管活檢等方法進(jìn)行評估，不同方法獲取的樣本所定義該炎癥類型的閾值有所不同。通常將誘導(dǎo)痰EOS ≥ 3%[9]、支氣管肺泡灌洗液EOS>1%[10]作為氣道EOS的診斷標(biāo)準(zhǔn)。但上述操作對臨床醫(yī)生專業(yè)能力要求極高，并且對于病情不穩(wěn)定或者病情較重的患者禁忌，因此,血EOS由于臨床獲取簡便、經(jīng)濟(jì)快捷等特點表現(xiàn)出較好前景，但血EOS能否真實反映并代表氣道EOS炎癥仍無明確定論。

Wagener等[9]以誘導(dǎo)痰EOS ≥ 3.0%為診斷標(biāo)準(zhǔn)，比較了血EOS、FeNO、血清骨膜蛋白及誘導(dǎo)痰細(xì)胞計數(shù)診斷氣道EOS炎癥的效能，發(fā)現(xiàn)血EOS、FeNO評估氣道EOS炎癥具有一定準(zhǔn)確性，二者受試者工作特征(Receiver operating characteristic，ROC)曲線下面積分別是0.89、0.78，并且血EOS ≥0.27×109/L時，評估氣道EOS炎癥的敏感性、特異性分別為78%、91%，相較于FeNO ≥ 42ppb的敏感性(63%)和特異性(92%)更優(yōu)。Kolsum等[11]發(fā)現(xiàn)血EOS計數(shù)增高組(>250/μL)患者的痰液、支氣管肺泡灌洗和支氣管黏膜下層EOS計數(shù)也較高。在COPD急性加重期間，血液中EOS>2%時診斷氣道EOS炎癥的敏感性更高，可達(dá)90%[12]，并且在病情惡化時，痰和血中嗜酸粒細(xì)胞計數(shù)之間的相關(guān)性更強(qiáng)[13]。但還有一些研究結(jié)果與之并不相同。

Hartjes等[14]發(fā)現(xiàn)在未接受吸入性糖皮質(zhì)激素(inhaled corticosteroids，ICS)治療的COPD患者中，血液與痰EOS、活檢組織和肺泡灌洗液EOS之間的存在較弱的相關(guān)性。而Turato等[15]將血液中的EOS數(shù)量與大氣道、小氣道和實質(zhì)中的數(shù)量進(jìn)行比較的研究顯示，血液和組織中的EOS無相關(guān)性。這或許是由于組織中的EOS數(shù)量大約是血液中的100倍，血液循環(huán)途徑僅是EOS從骨髓到組織所通過的軌跡，故而血液循環(huán)中的EOS數(shù)量僅為組織中的1/100，因此不能真實反映氣道及組織的EOS炎癥[16]。

Pignatti等[17]表明COPD患者血液和痰中的嗜酸粒細(xì)胞相關(guān)性受年齡、心血管合并癥等因素影響。另外，有研究發(fā)現(xiàn)嗜酸性COPD更有可能在男性、戒煙者、身體質(zhì)量指數(shù)較高的人群和患有合并癥的高風(fēng)險人群中發(fā)生(OR 1.36，95%CI 1.26～1.46，P=0.05)[18]。綜上，還需大量前瞻性研究以證實血EOS是反映氣道嗜酸性炎癥的有效替代標(biāo)志物。

血EOS增加與COPD急性加重風(fēng)險的相關(guān)性

Kerkhof等[19]研究發(fā)現(xiàn),穩(wěn)定期COPD患者血EOS ≥ 450/μl時，接下來一年的加重率要比EOS較低的患者高13%(P=0.03)，但亞組分析顯示這僅限于EOS較高的戒煙者(RR 1.30；95%CI 1.14～1.48；P<0.0001)。然而，Yun等[20]對COPDGene研究進(jìn)行發(fā)現(xiàn)分析，對ECLIPSE研究進(jìn)行驗證分析來評估血EOS于COPD急性加重風(fēng)險的關(guān)系，表明當(dāng)血EOS計數(shù)≥300/μl時，COPD急性加重風(fēng)險分別增加1.32倍、1.2倍。值得注意的是，回顧性分析顯示，血EOS隨時間變化存在較高的變異性，在英國和美國的COPD患者中，EOS計數(shù)在300～400/μl時變異性最大，EOS計數(shù)<150/μl 的變異性最低。以上說明血EOS增加一定程度上可以預(yù)測COPD急性加重風(fēng)險，但是動態(tài)監(jiān)測血液EOS可能比單次測量預(yù)判病情變化更準(zhǔn)確，更有利于臨床診療[21]。

血EOS對COPD患者激素個體化治療的意義

近年來，外周血EOS被認(rèn)為是指導(dǎo)COPD急性加重期間皮質(zhì)類固醇治療的有望生物標(biāo)志物。但由于目前研究方法、標(biāo)準(zhǔn)界定不同，血EOS用于預(yù)測COPD患者激素治療的結(jié)果不同。Wedzicha[22]等研究發(fā)現(xiàn)不論基線血EOS<2%或≥ 2%，(long-acting β2agonist，LABA)/(long-acting muscarinic antagonist，LAMA)組COPD患者的年急性加重率均低于LABA/ICS組患者。Roche[23]等以更高血EOS為基線進(jìn)行分層(≥3%，≥5%，≥300/μl)，表明LABA/LAMA與LABA/ICS兩組患者的急性加重率無明顯差異。但是并非所有結(jié)果都如此，對來自FORWARD和Dransfiel的兩項重復(fù)研究的數(shù)據(jù)進(jìn)行事后預(yù)測建模發(fā)現(xiàn)，兩項研究在所有嗜酸性粒細(xì)胞水平上，ICS/LABA都比單獨使用LABA減少病情惡化[24]。此外，一項事后分析研究發(fā)現(xiàn)當(dāng)血EOS<100/μl時，含有ICS的方案對急性加重?zé)o影響，當(dāng)EOS≥100/μl時，ICS+LABA(布地奈德+福莫特羅)較單用LABA(福莫特羅)相比，急性加重風(fēng)險顯著降低(RR=0.75 ，95%CI：0.57～0.99),并且隨著EOS進(jìn)一步增加，急性加重風(fēng)險明顯下降[25]。Cazzola[26]等發(fā)現(xiàn)ICS/LABA/LAMA三聯(lián)組合與ICS/LABA組合相比，可以改善COPD患者FEV1水平以及降低COPD急性加重風(fēng)險的發(fā)生。WISDOM[27]和SUNSET[28]兩項研究結(jié)果表明，當(dāng)血EOS≥300/μl時，撤除ICS會導(dǎo)致COPD患者病情急性加重的風(fēng)險增加。這說明ICS在指導(dǎo)ICS個體化應(yīng)用及預(yù)防COPD急性加重方面給患者帶來一定的獲益。

但是，并非所有慢阻肺患者均受益于ICS。在Roche等[23]EOS<2%和EOS ≥ 2%研究亞組中，接受LABA/ICS的患者的肺炎發(fā)生率均高于LABA/LAMA。還有研究表明，當(dāng)外周血嗜酸性粒細(xì)胞≥ 2%時，嗜酸性COPD平均患病率為54.95%[18]。這意味著對于不嚴(yán)重的COPD患者應(yīng)用ICS既無價值又因不良反應(yīng)而具有潛在危險。并且在現(xiàn)實世界中，LAMA+LABA+ICS的三聯(lián)組合在預(yù)防COPD惡化方面通常與LAMA和LABA雙支擴(kuò)劑一樣有效，對于除了血EOS水平較高，或上一年有≥ 2次加重史的患者更適合三聯(lián)療法外，其他所有患者LAMA-LABA應(yīng)足夠，還可減少因ICS使用導(dǎo)致的肺炎發(fā)生風(fēng)險[29]。因此，血EOS的增加在確定哪些患者可能在LABA/LAMA治療的基礎(chǔ)上用ICS會受益存在一定指導(dǎo)意義。GOLD 2021指南推薦ICS僅用于特定的COPD患者，并可與單一或雙種支氣管擴(kuò)張劑LABA/LAMA聯(lián)合有效使用。對于反復(fù)發(fā)生肺炎、血EOS<100/μL、存在分枝桿菌感染史的慢阻肺患者，應(yīng)避免使用ICS[30]。

綜上，外周血EOS在識別慢阻肺急性發(fā)作風(fēng)險和對ICS的治療反應(yīng)方面具有重要意義，但有關(guān)EOS閾值界定標(biāo)準(zhǔn)仍需要更多的研究數(shù)據(jù)加以證明。

血EOS對COPD的靶向治療的應(yīng)用價值

IL-5是促進(jìn)EOS分化、存活和活化的主要調(diào)節(jié)性因子。目前，以IL-5為靶點治療哮喘的嗜酸性氣道炎癥已成功應(yīng)用，但該方法在治療嗜酸性COPD領(lǐng)域仍在探索階段。Benralizumab是一種單克隆抗體，與IL-5受體的亞基結(jié)合可快速消耗血液和痰液中的EOS，可使得EOS增多的COPD患者獲益。Brightling[31]等研究發(fā)現(xiàn)Benralizumab相較于安慰劑而言，并不能降低COPD急性加重的發(fā)生率，但在EOS ≥ 300/μl亞組中，該藥可以降低COPD急性加重發(fā)生率，并且改善COPD患者的肺功能和生活質(zhì)量。Pavord[32]等在對COPD患者M(jìn)epolizumab Ⅲ期臨床試驗進(jìn)行事后分析表明，在METREX研究和METREO研究中，100mg Mepolizumab可以降低頻繁急性加重EOS亞型COPD患者總的中重度急性加重次數(shù)，但在整體入組的COPD患者中，結(jié)果無統(tǒng)計學(xué)差異。

此外，針對IL-4受體、IL-13等靶點治療哮喘的單克隆抗體治療COPD尚未見相關(guān)文獻(xiàn)報道[33]，相信隨著人們對COPD機(jī)制研究的深入，未來將有更多的單克隆抗體應(yīng)用于CODP的治療，為患者帶來更多獲益。

血EOS與COPD患者預(yù)后的相關(guān)性

一項回顧性多中心研究納入了605例AECOPD患者為以分析氣道嗜酸性炎癥對COPD治療結(jié)局的影響，結(jié)果表明血EOS百分比>2%的COPD患者入ICU率及死亡率更低[34]。并且血EOS ≥2%與血EOS<2%的COPD患者相比，肺功能和生活質(zhì)量(圣喬治呼吸問卷)更好，體重指數(shù),氣流阻塞程度,呼吸困難,運動能力(Body mass index, airflow Obstruction, Dyspnea, and Exercise capacity)指數(shù)即BODE指數(shù)、改良版英國醫(yī)學(xué)研究委員會呼吸困難問卷評分和肺氣腫進(jìn)展率更低[35]。此外，血EOS可以作為重度AECOPD患者再入院的預(yù)測因子。Couillard[36]等研究表明，EOS增高(EOS>200/μl或EOS%>2%)時，重度AECOPD患者1年內(nèi)再入院風(fēng)險增高[OR 3.59(1.65～7.82)，P=0.0013]，且距離第一次COPD相關(guān)再入院時間縮短，但住院時間無統(tǒng)計學(xué)差異。與該結(jié)果類似，還有研究表明，EOS ≥ 200/μL和/或EOS% ≥2%預(yù)示著≥2次復(fù)發(fā)再入院率增加，但死亡率反而降低[37]。但其他研究結(jié)果顯示，入院時EOS<0.144×109/L或EOS%<2%與AECOPD的住院時間較長有關(guān),與1年內(nèi)再入院率與死亡率無關(guān)[38]。

綜上，血EOS水平在一定程度上可以預(yù)測COPD患者死亡率、住院時長及復(fù)發(fā)再入院率，并且，即使COPD患者血EOS處于正常限度內(nèi)，也可能產(chǎn)生自相矛盾的有益效果，高EOS不一定與較差的預(yù)后相關(guān)，這更突顯了COPD的復(fù)雜性和異質(zhì)性，今后還需大量前瞻性研究進(jìn)一步探究其在預(yù)后中的重要作用以指導(dǎo)臨床決策。

總結(jié)及展望

慢阻肺患者表型復(fù)雜多樣，治療需充分考慮個體差異。通過COPD表型指導(dǎo)治療可能更為合理。越來越多的證據(jù)表明嗜酸性COPD是一種獨特表型，血液和/或氣道EOS增多的患者更易出現(xiàn)病情惡化，對皮質(zhì)類固醇治療效果更好，另外，使用生物制劑的新治療方法，或許可以避免激素所致肺炎增加風(fēng)險，可見其作為指導(dǎo)COPD臨床診療的生物標(biāo)志物的重要作用。但是，血EOS到底是敵是友，以2%為閾值是否準(zhǔn)確，能否代表真實世界的一般人群，能否作為單一標(biāo)志物鑒定臨床表型等問題仍是巨大挑戰(zhàn)，需要更多的前瞻性臨床研究和事后分析結(jié)果去印證，這對于進(jìn)一步明確COPD發(fā)病機(jī)制，推進(jìn)個體化治療和精準(zhǔn)醫(yī)學(xué)發(fā)展，提高COPD預(yù)后、減輕經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)具有重要意義。