嗜酸性粒細(xì)胞在慢性阻塞性肺疾病中的研究現(xiàn)狀

劉霖杰，袁曉梅

（新鄉(xiāng)醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院呼吸與危重癥醫(yī)學(xué)科，河南 新鄉(xiāng) 453100）

慢性阻塞性肺疾?。╟hronic obstructive pulmonary disease，COPD），是一種常見的、可以預(yù)防和治療的肺部疾病，其特征是持續(xù)的氣道癥狀和氣流受限[1]。在2018 年，一項(xiàng)大型的流行病調(diào)查顯示[2]，在我國，COPD 的患病率占8.6%，大約有1 億個(gè)病例。截止2060 年，全世界將有540 萬以上的COPD及其相關(guān)的病癥導(dǎo)致死亡[3]。COPD 具有臨床異質(zhì)性，盡管多數(shù)患者表現(xiàn)為中性粒細(xì)胞炎癥，但仍有少數(shù)患者表現(xiàn)為嗜酸性細(xì)胞（eosinophil，EOS）計(jì)數(shù)增高，即嗜酸性表型COPD，該類型對(duì)糖皮質(zhì)激素有較強(qiáng)的應(yīng)答作用，并可能導(dǎo)致更頻繁的惡化，但具體機(jī)制尚不清楚[4]。因此，EOS 在COPD 中的作用受到了很多關(guān)注。近年來，由于COPD 患者體內(nèi)EOS 的發(fā)病機(jī)制逐漸被認(rèn)識(shí)，在臨床實(shí)踐中有潛力成為COPD 的重要標(biāo)志物。因此，本文通過查閱血EOS與COPD 的相關(guān)研究，從EOS 與COPD 氣道炎癥、穩(wěn)定性、臨床特征、急性加重風(fēng)險(xiǎn)、使用糖皮質(zhì)激素、靶向治療、肺炎發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)以及預(yù)后等方面進(jìn)行綜述，以期為COPD 的臨床診療提供實(shí)際的指導(dǎo)作用。

1 EOS 與COPD 氣道炎癥的關(guān)系

EOS 為一種終末分化的白細(xì)胞，在正常人群中大約有1%～5%分布于外周，它是一種具有機(jī)體穩(wěn)定和免疫功能的重要因子，是一種具有抗炎作用的重要細(xì)胞[5]。其來源為CD34+的多能造血干細(xì)胞，正常情況下，在血液中保持穩(wěn)定狀態(tài)。而在疾病狀態(tài)下，EOS 可以在組織中積聚并通過細(xì)胞因子、趨化因子和脫顆粒的分泌參與炎癥反應(yīng)[6]。

EOS 活化后會(huì)產(chǎn)生各種不同的炎癥介質(zhì)，造成肺中嗜酸粒細(xì)胞的炎癥，進(jìn)而使呼吸道上皮細(xì)胞受到損害。EOS 還可分泌促纖維化轉(zhuǎn)化生長因子-β（transforming growth factor-β，TGF-β），刺激成纖維增生，增加膠原蛋白的生成，進(jìn)而誘發(fā)呼吸道纖維化及氣管重構(gòu)[7]。其中，EOS 產(chǎn)生的白細(xì)胞介素（interleukin，IL）-13 能誘導(dǎo)大鼠肺泡巨噬細(xì)胞分泌基質(zhì)金屬蛋白酶-12，從而誘發(fā)肺氣腫的發(fā)生[8]。研究表明[9]，EOS 存在于受COPD 影響的所有解剖室中，并且在非常嚴(yán)重的COPD 中顯著升高。COPD 患者呼吸道上皮細(xì)胞受到香煙煙霧或病毒感染刺激后，EOS 釋放胸腺基質(zhì)淋巴生成素（thymic stromal lymphopoietin，TSLP）和IL-33，并招募輔助型T 細(xì)胞-2（helper T cell-2，Th2）和2 型先天淋巴細(xì)胞（type 2 innate lymphoid cells，ILC2）分泌IL-5，引起嗜酸性粒細(xì)胞炎癥反應(yīng)[4]。目前，EOS 與COPD 發(fā)病機(jī)制的關(guān)系尚不完全清楚，進(jìn)一步研究以EOS 為主導(dǎo)的慢性氣道炎癥中COPD 的發(fā)病機(jī)制可為其治療提供新的思路。

2 血EOS 在COPD 中的穩(wěn)定性

作為生物標(biāo)志物必須具有一定的穩(wěn)定性，目前關(guān)于血EOS 在COPD 患者中的穩(wěn)定性有不同的研究。有研究顯示[10]，成人高EOS 在青春期后不隨年齡變化，但與哮喘、頻繁吸煙、皮膚點(diǎn)刺試驗(yàn)陽性、COPD、代謝綜合征、男性、肥胖等顯著相關(guān)，這些因素的綜合作用可能會(huì)影響血EOS 的穩(wěn)定性。Citgez E等[11]以EOS 的絕對(duì)計(jì)數(shù)≥0.2×109（200/μl）或≥0.3×109（300/μl），EOS 的相對(duì)百分比≥2%或≥3%為四個(gè)截?cái)嗨椒謩e計(jì)算血EOS 在閾值上下波動(dòng)者的比例，隨訪3 年發(fā)現(xiàn)在COPD 患者中EOS 分類的總體穩(wěn)定性在70%～85%。同樣，另一項(xiàng)研究[12]采用閾值＜100/μl、100～300/μl 和≥300/μl，對(duì)225 例COPD 患者進(jìn)行1 年內(nèi)血EOS 穩(wěn)定性研究，結(jié)果顯示血EOS 穩(wěn)定性良好，69.3%的患者在1 年后仍處于同一EOS 級(jí)別，85.3%＜100/μl 的患者數(shù)量穩(wěn)定。相反，Schumann DM 等[13]用臨界值為2%、3%、4%、150/μl 和300/μl 對(duì)血EOS 進(jìn)行研究，結(jié)果顯示隨訪4 年后血EOS 不穩(wěn)定率高達(dá)44%～66%，這表明血EOS 是高度可變的，其臨床意義還有待商榷。目前多項(xiàng)研究所采用的EOS 閾值雖有相同，但其穩(wěn)定性差別很大，說明EOS 在臨床上的穩(wěn)定性尚需深入研究，EOS 閾值的確定有助于COPD 的治療。

3 血EOS 與COPD 患者臨床特征的相關(guān)性

關(guān)于血EOS 與COPD 患者臨床特征的相關(guān)性研究主要來自于臨床檢驗(yàn)、肺功能及并發(fā)癥3 個(gè)方面。臨床檢驗(yàn)方面，Greulich T 等[14]對(duì)血EOS 分層比較發(fā)現(xiàn)，EOS＜2%或＜100/μl 的患者住院時(shí)間更長，同時(shí)C-反應(yīng)蛋白（C-reactive protein，CRP）、白細(xì)胞、中性粒細(xì)胞分?jǐn)?shù)、降鈣素原（procalcitonin，PCT）和纖維蛋白原的水平和數(shù)量更高。另一項(xiàng)回顧性研究[15]也得到同樣結(jié)果，提示低EOS 型COPD 患者感染和全身炎癥更嚴(yán)重。肺功能方面，一項(xiàng)前瞻性研究結(jié)果顯示[16]，在平均年齡65 歲的COPD 患者中，EOS≥300/μl 的參與者第一秒用力呼氣容積（forced expiratory volume in one second，F(xiàn)EV1）下降幅度更大，與其他人群相比，F(xiàn)EV1下降速度增加約2 倍，是老年人肺功能加速下降的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。對(duì)于并發(fā)癥，一項(xiàng)研究表明[17]，EOS 型COPD 患者缺血性心臟病發(fā)病率更高；基線血EOS＞300/μl 的COPD 患者中房顫、焦慮和抑郁發(fā)生率均低于對(duì)照組[18]。由此可見，不同的人群和不同的EOS 臨界值在臨床實(shí)踐中會(huì)產(chǎn)生不同的結(jié)果。EOS 和COPD 患者的臨床特征尚不完全清楚，需要更多的研究來證實(shí)。

4 血EOS 對(duì)COPD 急性加重風(fēng)險(xiǎn)的影響

慢性阻塞性肺疾病急性加重（acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease，AECOPD）是指伴有感染、過敏等誘因，或呼吸系統(tǒng)癥狀比平時(shí)加重，導(dǎo)致病情加速、再次住院、生活質(zhì)量嚴(yán)重下降和死亡人數(shù)大幅上升。關(guān)于EOS 在COPD 急性加重中的預(yù)測(cè)作用尚存在爭議。

Yun JH 等[19]對(duì)1533 例COPD 患者進(jìn)行了研究，結(jié)果顯示COPD 患者的血EOS 與其急性加重風(fēng)險(xiǎn)之間存在著連續(xù)的線性相關(guān)性，在300/μl 時(shí)，其敏感性及特異度均高于正常范圍；對(duì)于經(jīng)常發(fā)生的急性發(fā)作（每年2 次或以上），EOS 升高對(duì)應(yīng)于更明顯的急性發(fā)作。另外一項(xiàng)研究顯示[18]，COPD 患者在1 年的隨訪中，血EOS 閾值為300/μl、400/μl、500/μl 時(shí)，其急性發(fā)作危險(xiǎn)的比率分別為1.25、1.48、1.76，提示隨著EOS 升高其急性加重風(fēng)險(xiǎn)增加。另一項(xiàng)研究的結(jié)果也不盡相同[20]，血EOS 持續(xù)≥150/μl 或持續(xù)≤150/μl 且約在150/μl 之間的COPD 患者，在5 年以上的隨訪中，至少有1 次中度至重度加重風(fēng)險(xiǎn)的比例是相同的，分別為49%、57%、54%。可以看出，以上研究結(jié)果并不統(tǒng)一，這可能是由于樣本量、不同地區(qū)醫(yī)療水平、患者經(jīng)濟(jì)狀況以及COPD 的嚴(yán)重程度等因素造成的。因此，EOS和COPD 的急性加重風(fēng)險(xiǎn)之間的相關(guān)性有待于更多的大范圍的多中心研究來證實(shí)。

5 血EOS 預(yù)測(cè)COPD 患者使用糖皮質(zhì)激素的作用

糖皮質(zhì)激素能明顯緩解COPD 的炎癥反應(yīng)，但其副作用較大，且沒有特異性，所以對(duì)COPD 的療效進(jìn)行評(píng)估是非常必要的。近年來，指導(dǎo)COPD 患者治療的血EOS 研究為臨床醫(yī)生提供了非常重要的生物標(biāo)志物，在COPD 患者的治療中起到了重要作用。但是，由于研究的方式和規(guī)范的不同，導(dǎo)致COPD 患者的血EOS 預(yù)測(cè)效果存在差異，血EOS 指導(dǎo)COPD患者使用糖皮質(zhì)激素的療效和安全性仍然有爭論。

血EOS 在COPD 患者激素的使用中起著一定的指導(dǎo)意義。Lipson DA 等研究[21]納入10 355 例有頻繁急性加重病史的中重度COPD 患者，比較了吸入性糖皮質(zhì)激素（inhaled corticosteroids，ICS）+長效β2受體激動(dòng)劑（long-acting β2agonist，LABA）+長效膽堿能受體阻斷劑（long-acting muscarinic antagonist，LAMA）三聯(lián)療法與LABA+ICS 和LABA+LAMA 二聯(lián)療法的療效，隨訪52 周后發(fā)現(xiàn)ICS+LABA+LAMA 組急性加重頻率顯著下降，在血EOS＞150/μl 的患者中尤為顯著。同樣，一項(xiàng)事后分析表明[22]，與LABA+LAMA 相比，血EOS＞310/μl 時(shí)，含有ICS 的療法顯著降低患者的嚴(yán)重惡化、癥狀、肺功能和生活質(zhì)量的風(fēng)險(xiǎn)，并且隨著血EOS 的增加，療效更加明顯。所以，血EOS 水平的升高對(duì)于判斷LABA/LAMA 的患者是否有潛在的獲益有重要的參考價(jià)值。然而，并非所有COPD 患者都受益于ICS，一項(xiàng)隨機(jī)對(duì)照研究（randomized controlled trail，RCT）[23]將318 例AECOPD 患者隨機(jī)分成2 個(gè)小組，第1 天均靜脈注射激素，觀察組僅在血EOS≥300/μl時(shí)使用激素，而對(duì)照組則持續(xù)4 d，結(jié)果顯示兩組間沒有顯著的差別。同時(shí)，一項(xiàng)針對(duì)24 732 例接受LABA+ICS 或LAMA 治療COPD 患者的真實(shí)世界研究表明[24]，隨訪1 年后兩組間的急性加重率沒有顯著差異。進(jìn)一步分層顯示，LABA+ICS 僅在血EOS＞4%或＞300/μl 的患者中顯著降低急性加重的發(fā)生率，并且對(duì)于有頻繁急性加重史患者的療效更為明顯，表明血EOS＞4%或＞300/μl 可作為控制臨床添加ICS 的有效性和安全性的閾值。

血EOS 在COPD 患者ICS 撤除中也有一定的作用。Chalmers JD 等[25]研究結(jié)果顯示，EOS≥300/μl或≥2%的COPD 患者撤除ICS 后加重率顯著增加。Magnussen H 等[26]研究表明，在撤除組中，血EOS≥300/μl 的患者和在撤除前1 年開具更多口服皮質(zhì)類固醇的患者相比，重新服用ICS 使疾病惡化的風(fēng)險(xiǎn)顯著增加。同樣，Chapman KR 等[27]招募了527 例COPD 患者，這些患者無頻繁急性加重史，并且在ICS 撤除26 周后進(jìn)行了隨訪，結(jié)果表明血EOS≥300/μl 的患者急性加重風(fēng)險(xiǎn)明顯增加，因此，在血EOS 水平較高的患者中，需長期ICS 聯(lián)合支氣管擴(kuò)張劑治療。總之，血EOS 升高的COPD 患者更有可能從含糖皮質(zhì)激素的治療中受益，撤除ICS 可能導(dǎo)致預(yù)后不良，這意味著使用EOS 預(yù)測(cè)COPD 對(duì)糖皮質(zhì)激素治療的反應(yīng)需要進(jìn)一步驗(yàn)證。根據(jù)目前研究結(jié)果，表明患者血EOS 水平存在一定的波動(dòng)，對(duì)于EOS 水平波動(dòng)較大的患者，其臨床特點(diǎn)及預(yù)后尚需進(jìn)一步的探討，同時(shí)，嗜酸性粒細(xì)胞臨界值亦不明確，因此需要進(jìn)行大量的、前瞻性的臨床試驗(yàn)，以證實(shí)血EOS 在COPD 患者治療中的作用。

6 EOS 相關(guān)的COPD 靶向治療

COPD 是一種異質(zhì)性疾病，目前已有許多研究者在探討其個(gè)性化的療法。糖皮質(zhì)激素具有強(qiáng)大的免疫抑制和抗炎作用，但長期服用會(huì)導(dǎo)致肺炎、肺部微生物群失調(diào)、骨質(zhì)疏松等不良反應(yīng)，而且在臨床上，一些使用ICS 治療的COPD 患者效果欠佳。所以，針對(duì)這些病人的靶向療法是一種行之有效的途徑。如前所述，IL-5 是參與EOS 炎癥的最重要的細(xì)胞因子之一。IL-5 是EOS 分化、產(chǎn)生和增殖的重要細(xì)胞因子，它能刺激EOS 產(chǎn)生多種細(xì)胞因子和趨化因子，從而導(dǎo)致大量的黏液和氣道平滑肌的收縮?，F(xiàn)IL-5 作為一種有效的靶向劑，用于治療哮喘的EOS 氣道炎癥的研究已經(jīng)取得了很好的效果，但是這種方法對(duì)于EOS 型COPD 的臨床研究尚處在摸索中。目前，Mepolizumab 和Benralizumab 已被更詳細(xì)地研究。

Mepolizumab 是一種人源化單克隆抗體，它能阻止EOS 激活，并能抑制EOS 細(xì)胞的生長，減少EOS 的發(fā)生和減少EOS 的炎癥[28]。Pavord ID 等[29]對(duì)1510 例有急性發(fā)作病史的COPD 患者進(jìn)行臨床觀察，結(jié)果顯示血EOS 升高組在治療后急性發(fā)作率及急性發(fā)作間隔時(shí)間延長之間均有顯著性差異，并未見不良反應(yīng)的發(fā)生，并且隨著血EOS 的升高M(jìn)epolizumab 對(duì)中、重度患者的病情惡化具有更好的療效，提示Mepolizumab 能有效且安全地減少病情惡化的風(fēng)險(xiǎn)。由此可見，Mepolizumab 在血EOS 的作用下可以降低COPD 在機(jī)體中的炎癥反應(yīng)，是一個(gè)非常有前景的治療方法。但針對(duì)EOS 的靶向治療帶來的安全性和有效性問題仍需進(jìn)一步研究。

Benralizumab 是一種針對(duì)IL-5 受體的人源化單克隆抗體，它能增強(qiáng)天然殺傷性細(xì)胞與巨噬細(xì)胞Fcγ 受體的親和力，增強(qiáng)抗體細(xì)胞的毒性，并能加速EOS 的分解[30，31]。對(duì)兩項(xiàng)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行匯總分析結(jié)果顯示[32]，血EOS≥220/μl 的COPD 患者，1 年內(nèi)發(fā)生了3 次急性發(fā)作、FEV1＜0%、支氣管舒張?jiān)囼?yàn)改善率≥15%，在初始治療中，每8 周100 mg Benralizumab可以明顯減少急性發(fā)作的風(fēng)險(xiǎn)，而反復(fù)急性發(fā)作則最有希望達(dá)到預(yù)期效果。盡管在COPD 治療上，靶向治療是一種很好的方法，但是它的有效性和安全性還有待于更多的臨床試驗(yàn)來驗(yàn)證。但不可否認(rèn)的是，靶向治療作為COPD 的新型治療方法，特異性高，副作用小，具有無可辯駁的發(fā)展優(yōu)勢(shì)和前景。相信隨著對(duì)COPD 機(jī)制的進(jìn)一步研究，將會(huì)有更多的單克隆抗體被用于COPD 的治療，從而使COPD 患者獲益。

7 血EOS 與COPD 患者肺炎發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)

慢性阻塞性肺疾病全球倡議（Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease，GOLD）提出較低的血嗜酸粒細(xì)胞計(jì)數(shù)與更多的變形桿菌存在相關(guān)性，尤其是嗜血桿菌，以及增加細(xì)菌感染和肺炎[1]。Southworth T 等[33]為上述結(jié)論提供了潛在的機(jī)制解釋，研究認(rèn)為，低EOS 型COPD 患者的免疫球蛋白水平和活性較低，從而導(dǎo)致對(duì)抗變形菌及非分型流感嗜血桿菌免疫力降低。一項(xiàng)事后長期觀察性研究[34]對(duì)201 例COPD（GOLDⅡ～Ⅳ）患者進(jìn)行了歷史隊(duì)列研究，在為期84 個(gè)月的隨訪期間，38.8%的患者發(fā)生1 次或多次肺炎發(fā)作，慢性支氣管感染和EOS＜100/μl 與肺炎風(fēng)險(xiǎn)獨(dú)立相關(guān)，特別是當(dāng)兩者共存時(shí)。ICS 治療增加了EOS＜100/μl 和慢性支氣管炎感染患者患肺炎的風(fēng)險(xiǎn)。然而，Vedel-Krogh S 等[35]對(duì)643例中、重度COPD 患者的肺炎發(fā)生率進(jìn)行分析，結(jié)果顯示COPD 患者血EOS 所致肺炎的風(fēng)險(xiǎn)在吸入支氣管擴(kuò)張劑前FEV1≥50%沒有差異；在吸入支氣管擴(kuò)張劑前FEV1＜50%的患者中，血EOS 增高與患肺炎風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)；血EOS≥340/μl 患者與肺炎引起的住院高風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)。血EOS 與肺炎風(fēng)險(xiǎn)之間的聯(lián)系仍存在爭議，需更多的實(shí)驗(yàn)研究進(jìn)一步明確。

8 血EOS 對(duì)COPD 患者預(yù)后的影響

一項(xiàng)前瞻性觀察性研究[36]納入530 例因AECOPD 住院的患者，根據(jù)其血EOS 分型分析組間預(yù)后的差異，數(shù)據(jù)顯示入院時(shí)EOS 持續(xù)＜300/μl，但出院時(shí)≥300/μl 組的患者住院時(shí)間更長，在12 個(gè)月的隨訪中，持續(xù)≥300/μl 組的患者中度至重度加重風(fēng)險(xiǎn)更高，提示入院時(shí)嗜酸性粒細(xì)胞低但出院時(shí)高的患者短期預(yù)后較差，入院期間持續(xù)高EOS 與未來病情加重的高風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)。但也有研究報(bào)道[37]，根據(jù)EOS 計(jì)數(shù)的3 個(gè)分界點(diǎn)進(jìn)行分類：150/μl、300/μl和400/μl，無論是穩(wěn)定期還是急性期，均未觀察到EOS 與住院、再入院、住院期間死亡、需要重癥監(jiān)護(hù)或頻繁惡化的情況之間存在顯著關(guān)系。由此可見，血EOS 水平可以在一定程度上預(yù)測(cè)COPD 患者的預(yù)后，但目前研究較少，仍需大量研究進(jìn)一步探討其在預(yù)后中的重要作用。

9 總結(jié)

EOS 在COPD 炎癥反應(yīng)中發(fā)揮重要作用，雖然其具體機(jī)制尚不清楚，但大量的臨床研究表明預(yù)測(cè)EOS 和COPD 急性加重風(fēng)險(xiǎn)、糖皮質(zhì)激素作用、靶向治療、肺炎風(fēng)險(xiǎn)和預(yù)后等方面具有重要影響，而血EOS 的穩(wěn)定性、其與COPD 患者臨床特征的關(guān)系以及其它方面仍存在很大爭議，需要大量前瞻性臨床試驗(yàn)來明確EOS 在指導(dǎo)COPD 治療中的確切作用，從而推動(dòng)個(gè)性化的醫(yī)療和精確治療，從而減輕患者的經(jīng)濟(jì)壓力，提高COPD 患者的預(yù)后。