呼出氣一氧化氮監測對支氣管哮喘的診斷及治療評估價值研究

陳鳳佳，嚴英碩，周燕斌

支氣管哮喘是由多種細胞(如嗜酸粒細胞、肥大細胞、T淋巴細胞、中性粒細胞、氣道上皮細胞等)和細胞組分參與的氣道慢性炎癥性疾病,其基本病理生理特征為氣道炎癥和氣道高反應性。近年來，支氣管哮喘的發病率和病死率日益增高[1]。支氣管哮喘臨床表現為發作性喘息、咳嗽和胸悶等，目前臨床用于支氣管哮喘的診斷方法主要為肺功能檢測(支氣管激發或支氣管舒張試驗)，并結合臨床癥狀、體征等綜合判斷[2]；但氣道反應性檢測特異性不足，要求患者配合度高，且支氣管激發試驗有誘發支氣管痙攣的危險[3]。因此，尋找便捷、安全、準確性高的檢查方法是目前支氣管哮喘診斷與管理的研究熱點。在支氣管哮喘的臨床表現和急性發作中均有氣道炎癥改變，因此直接的氣道炎癥測定可能更適用于支氣管哮喘的診斷[4]。支氣管鏡下黏膜活檢、支氣管肺泡灌洗屬于侵入性檢測，目前無法廣泛開展。早在20 世紀90年代，采用化學發光分析儀檢測出呼出氣中含有一氧化氮(NO)[5]，并且發現炎癥性疾病如支氣管哮喘患者的呼出氣一氧化氮(fractional exhaled nitric oxide,FeNO)水平增加[6]，且與氣道反應性增高的程度有關[7]，因此可以用于鑒別支氣管哮喘[8-9]。這一發現使得FeNO成為診斷支氣管哮喘的檢測手段，并因能監測患者對抗感染治療的反應而用于支氣管哮喘的治療評估[10]。本研究旨在明確FeNO診斷支氣管哮喘的準確性及其在支氣管哮喘治療效果評估和管理中的作用。

1 資料與方法

1.1 病例入選標準 (1)年齡14～70歲；(2)有咳嗽、喘息、胸悶、呼吸困難等疑似支氣管哮喘臨床表現，胸部影像學(X線或CT)檢查未見明顯異常；(3)能配合肺功能及FeNO的檢測。

1.2 病例排除標準 (1)6周內全身或局部使用激素及其他抗感染藥物；(2)4周內有過呼吸道感染或變態反應表現；(3)12 h內吸入短效支氣管舒張劑，24 h內口服短效β2受體激動劑或吸入長效β2受體激動劑，48 h內服用抗組胺藥物；(4)4 h內飲酒或飲含有咖啡因類物質的飲料，1 h內進食富含氮的食物；(5)目前吸煙；(6)不能配合肺功能及FeNO檢測。

1.3 臨床資料 連續入選2013年7月—2014年2月廣州中山大學附屬第一醫院呼吸科門診符合上述入選標準的病例。研究方案經醫院倫理委員會批準。

1.4 檢測指標與方法

1.4.1 FeNO檢測 采用FeNO分析儀(Niox Mino，瑞典，AerocrineAB公司)進行檢測。根據美國胸科學會與歐洲呼吸學會(ATS/ERS)推薦的操作標準，受試者測量前1 h禁止飲食及避免劇烈運動，測定時取坐位，一手握住測定儀，另一手夾鼻，呼氣排空肺內氣體，然后用嘴緊含測定儀過濾器，緩慢吸氣達肺總量。通過觀察電腦圖以50 ml/s的氣流勻速呼出肺內的氣體，呼氣時間為10 s；90 s后讀取檢測數值，檢測3次取其平均值。

1.4.2 支氣管舒張試驗 采用德國耶格肺功能儀，根據全球哮喘防治倡議(GINA)標準，受試者先測定基礎肺功能的第1秒用力呼氣末容積(FEV1)，如FEV1<70%，使用定量吸入裝置MDI吸入沙丁胺醇400 μg，15 min后復測患者FEV1，如改善12%基礎值且絕對值增加200 ml以上判定為支氣管舒張試驗陽性(舒張試驗陽性組)。

1.4.3 支氣管激發試驗 當FEV1≥70%時，以組胺為激發劑，激發劑量依次為0.06、0.12、0.25、0.50、1.00、2.00、4.00、8.00 g/L，依次增加激發劑的劑量，直至FEV1下降≥20%基礎值時立即停止試驗。FEV1下降20%的激發濃度(PC20)<8 g/L判斷為支氣管激發試驗陽性(激發試驗陽性組)。

2 結果

2.1 基線資料比較 本研究共納入266例疑似支氣管哮喘患者，依據支氣管哮喘防治指南(2008版)，最終診斷支氣管哮喘患者127例(支氣管哮喘組)。139例非支氣管哮喘患者(非支氣管哮喘組)包括慢性咳嗽患者45例、過敏性鼻炎患者37例、慢性支氣管炎患者25例、其他32例。兩組患者的年齡、性別、身高、體質量、體表指數、吸煙史間差異無統計學意義(P>0.05)；支氣管哮喘組最大呼氣流量占預計值百分比(PEF%)、第1秒用力呼氣末容積占預計值百分比(FEV1%)、用力肺活量占預計值百分比(FVC%)均低于非支氣管哮喘組，FeNO水平高于非支氣管哮喘組(P<0.05，見表1)。

2.2 激發試驗陽性組與舒張試驗陽性組患者基線資料比較 兩組患者的性別、身高、體質量、體表指數、吸煙史比較，差異均無統計學意義(P>0.05)。舒張試驗陽性組年齡大于激發試驗陽性組，PEF、FEV1%、FVC均低于激發試驗陽性組(P<0.05)；兩組FeNO間差異無統計學意義(P>0.05，見表2)。

2.3 支氣管哮喘患者接受吸入型糖皮質激素(ICS)治療前后各項指標比較 共35例支氣管哮喘患者規律使用布地奈德治療(200 μg/次，2次/d)，治療12周后FEV1%升高，FeNO水平降低，差異有統計學意義(P<0.05，見表3)。

2.4 PC20與FeNO相關性分析 激發試驗陽性患者FeNO與PC20呈負相關(r=-0.599，P<0.05，見圖1)。

注：*為χ2值；PEF%=最大呼氣流量占預計值百分比，FEV1%=第1秒用力呼氣末容積占預計值百分比，FVC%=用力肺活量占預計值百分比，FeNO=呼出氣一氧化氮

表2 激發試驗陽性組與舒張試驗陽性組患者基線資料比較

注：*為χ2值

Table3 Changes of airway over twelve weeks of ICS treatment in asthmatic patients

PEF%FEV1%FVC%FeNO(μg/L)治療前7231±14707546±13758916±23528512±3819治療12周后7915±15838489±12689051±23014636±2318t值240479219945P值011<005023<005

圖1 激發試驗陽性患者FeNO與PC20的散點圖

Figure1 Correlation between FeNO and PC20 in provocation test positive paitents

2.5 患者FeNO與FEV1%相關性分析 患者FeNO與FEV1%呈負相關(r=-0.164,P=0.02，見圖2)。

圖2 患者FeNO與FEV1的散點圖

2.6 ROC曲線 根據不同的靈敏度和特異度繪制ROC曲線，FeNO診斷支氣管哮喘的最佳截點為46.5 μg/L，ROC曲線下面積為0.861〔95%CI(0.810,0.911),見圖3〕。以46.5 μg/L為標準診斷支氣管哮喘靈敏度為70.1%，特異度為93.9%，陽性預測值為93.2%，陰性預測值為72.7%。

3 討論

FeNO被稱為“炎癥尺度”，呼吸道上皮可在炎性細胞因子誘導下連續產生NO,因此FeNO可成為氣道嗜酸粒細胞炎性反應的生物標志物[11]。支氣管哮喘是一種慢性氣道炎癥性疾病[12]，自Alving等[13]首次報道支氣管哮喘患者FeNO水平增高以來，眾多研究證實FeNO在支氣管哮喘的診斷中具有較高的靈敏度和特異度，且可以根據FeNO評估支氣管哮喘患者的氣道炎癥水平，因此FeNO監測在支氣管哮喘管理中也具有重要作用。

圖3 FeNO診斷支氣管哮喘的ROC曲線

支氣管哮喘是一項臨床診斷，根據患者的病史、體征結合肺功能檢測(支氣管激發試驗和舒張試驗)是目前診斷支氣管哮喘最常用的手段[14-15]。支氣管激發及舒張試驗在臨床上的應用時間長，可靠性強，是目前支氣管哮喘診斷的金標準。支氣管激發試驗可檢測氣道反應性，靈敏度高，但特異度低，假陽性高[16]；支氣管舒張試驗用于判斷氣道的可逆性。2005年美國ATS/ERS制定了FeNO應用指南，認為檢測FeNO具有簡單和安全的優勢，推薦應用于臨床[10]；同時還具有非侵襲性，易于重復，在配合不佳的患者中具有相對容易使用的優勢[17]。FeNO為支氣管哮喘診斷與治療監測提供了一種新的方法[18-19]。

本研究顯示，支氣管哮喘組FeNO水平高于非支氣管哮喘組，說明FeNO可用于鑒別支氣管哮喘，與國內外相關研究結論一致[18,20-21]。而在支氣管哮喘組中，激發試驗陽性與舒張試驗陽性的患者比較，盡管舒張試驗陽性組患者PEF%、FEV1%、FVC%低于激發試驗陽性組，但兩組患者FeNO間無明顯差異，說明氣道炎癥程度與氣流受限嚴重程度沒有直接關系。兩組年齡間有明顯差異，分析由于本研究部分患者為病情長期未控制的哮喘患者，基礎肺功能偏低，不滿足激發試驗的調節，而改為舒張試驗，導致舒張試驗陽性組的患者年齡高于激發組。激發試驗陽性患者FeNO與PC20呈負相關關系，即FeNO值越高，PC20值越低，表明氣道高反應性越明顯，FeNO水平越高。

本研究使用ROC曲線對FeNO診斷支氣管哮喘的準確性進行分析，結果顯示FeNO對支氣管哮喘診斷的最佳截點為46.5 μg/L，以此為標準診斷支氣管哮喘的靈敏度為70.1%，特異度為93.9%，陽性預測值為93.2%，陰性預測值為72.7%，繪制ROC曲線，曲線下面積為0.861，提示FeNO對支氣管哮喘的診斷具有較高的特異度和靈敏度。任旭斌等[21]以36.5 μg/L為標準診斷支氣管哮喘的靈敏度為83.3%，特異度為92.7%，同本研究結論基本一致。而Malmberg等[22]以FeNO為9.7 μg/L診斷支氣管哮喘的靈敏度和特異度分別為86%、92%，與本研究差異較大，可能與檢測技術、呼氣流速、鼻腔 NO 污染、使用不同的NO分析儀、年齡、體質量、吸煙及抗感染藥物使用等對FeNO檢測的影響有關。

本研究中35例支氣管哮喘患者接受ICS治療后，其FeNO水平明顯降低，說明通過對氣道炎癥的控制可以降低FeNO水平，因此通過FeNO檢測可評估ICS治療的療效，有助于指導治療和評估支氣管哮喘的控制情況，進行支氣管哮喘管理。

本研究存在一定的局限性，支氣管哮喘組中有部分患者明確合并有過敏性鼻炎，合并過敏性鼻炎的支氣管哮喘患者的FeNO測試結果與氣道高反應性是否存在聯系，仍待探討；FeNO 受多種因素如吸煙、飲食等影響；本研究樣本量偏小，今后可考慮進行多中心、大樣本量研究。

總之，FeNO可作為診斷支氣管哮喘的輔助方法，能較好地鑒別支氣管哮喘患者與非支氣管哮喘患者；FeNO測定為無創檢查、簡便易測、便于攜帶，患者易于接受，重復性好，在支氣管哮喘初篩、鑒別診斷、治療評估等應用中均具有較大的臨床價值。

來自本文更多的信息：

目前支氣管哮喘的診斷復雜且有一定風險，FeNO測定便捷、安全、準確性高，同時還具有非侵襲性、易于重復的優點，在配合不佳的患者中相對容易使用。FeNO測定儀器便于攜帶，在支氣管哮喘初篩、鑒別診斷中均有重要的臨床價值；通過動態評估FeNO，有助于指導臨床治療，進行支氣管哮喘管理，FeNO監測目前已成為支氣管哮喘診斷與管理的研究熱點。

1 Braman SS.The Global Burden of Asthma[J].Chest,2006,130(1 Suppl):4S-12S.

2 Global Strategy for asthma management and prevention:global initiative for asthma[S].GINA：2006.

3 Cmpa RO,Casaburi R,Coates AL,el al.Guidelines for methacholine and exellcise challenge testing-1999[J].Am J Respir Crit Care Med，2000，16l(1):309-329.

4 Crimi E,SpaneveIlo A,Neri M,et al.Dissociation between airway inflammation and airway hyperresponsiveness in allergic asthma[J].Am J Respir Crit Care Med,1998,157(1):4-9.

5 Gustafsson LE,Leone AM,Persson MG,et al.Endogenous nitric oxide is present in the exhaled air of rabbits,guinea pigs and humans[J].Biochem Biophys Res Commun,1991,181(2):852-857.

6 Silkoff PE,McClean P,Spino M，et al.Dose-response relationship and reproducibility of the fall in exhaled nitric oxide after inhaled beclomethasone dipropionate therapy in asthma patients[J].Chest,2001,119(5):1322-1328.

7 Dupont IJ,Rochtte F,Demedts MG,et al.Exhaled nitric oxide Correlates with airway hyperresponsiveness in steroid-naive patients with mild asthma[J].Am J Respir Crit Care Med,1998,157(3 Pt 1):894-898.

8 Salome CM,Robeits AM,Brown NJ,et al.Exhaled nitric oxide measurements in a population sample of young adults[J].Am J Respir Crit Care Med,1999,159(3):911-916.

9 Chiron R,Vachier I,Godard P,et al.The measurement of exhaled nitric oxide，a new tool in the management of asthma[J].Presse Med,2004,33(20)：1451-1458.

10 ATS/ERS recommendations for standardized procedures for the online and offline measurement of exhaled lower respiratory nitric oxide and nasal nitric oxide[J].Am J Respir Crit Care Med,2005,171(8):912-930.

11 王雯，王辰.支氣管哮喘患者呼出氣一氧化氮濃度監測的臨床意義[J].中國醫刊，2007,42(12)：3-5.

12 鄭穎.老年支氣管哮喘的臨床特點分析[J].中國全科醫學，2012，15(8)：2803.

13 Alving K，Weitzberg E，Lundberg JM.Increased amount of nitric oxide in exhaled air of asthmatics[J].Eur Respir J，1993，6(9)：1368-1370.

14 National institutes of health(NIH).Natioal Heart,Lung and Blood Institute(NHLBI)/World Health Organization(WHO).Global strategy for asthma management and prevention.Global initiative for asthma[J].NIH Pubication,2006：1-91.

15 孔薛，何韶衡.不同方式機械通氣治療危重支氣管哮喘39例[J].海南醫學院學報，2011，17(4)：518-521.

16 Turner S.Exhaled nitric oxide in the diagnosis and management of asthma[J].Curr Opin Allergy Clin Immunol,2008,8(1):70-76.

17 Ozkan M,Dweik RA.Nitric oxide and airway reactivity[J].Clin Pulm Med，2001，8(4):199-206.

18 Smith AD,Cowan JO,Filsell S,et al.Diagnosing asthma:comparisons between exhaled nitric oxide measurements and conventional tests[J].Am J Respir Crit Care Med，2004，169(4):473-478.

19 Khalili B,Boggs PB,Shi R,et al.Discrepancy between clinical asthma control assessment tools and fractional exhaled nitric oxide[J].Ann Allergy Asthma Immunol，2008，101(2):124-129.

20 Kharitonov S,Alving K,Barnes PJ.Exhaled and nasal nitric oxide measurements[J].Eur Respir J，1997，10:1683-1693.

21 任旭斌,劉春濤,黃玉芳,等.呼出氣一氧化氮檢測對支氣管哮喘的診斷價值[J].中國呼吸與危重監護雜志,2009,8(4):322-326.

22 Malmberg LP,Pelkonen AS,Haahtela T,et al.Exhaled nitric oxide rather than lung function distinguishes preschool children with probable asthma[J].Thorax,2003,58(6)：494-499.