檸檬酸誘導咳嗽反射臨床應用的研究進展

梅彬彬 沈梅芬

(蘇州大學附屬第一醫院，江蘇 蘇州 215006)

檸檬酸誘導咳嗽反射臨床應用的研究進展

梅彬彬 沈梅芬

(蘇州大學附屬第一醫院，江蘇 蘇州 215006)

檸檬酸； 咳嗽反射試驗； 作用機制; 護理

Citric acid; Cough reflex test; Action mechanism； Nursing

咳嗽反射是人體清除呼吸道內分泌物或異物的保護性反射動作，是氣道重要的防御反射，可分為自主咳嗽(Voluntary cough,VC)和反射性咳嗽(Reflex cough,RC)[1]。咳嗽反射與誤吸、肺部感染、腦卒中相關性肺炎的預防以及人工氣道的拔除密切相關[2-4]。因此，需準確評估患者(如危重癥、腦卒中、高齡及氣管切開者)的咳嗽反射能力。近年來，由檸檬酸、辣椒素、蒸餾水等物質進行的咳嗽激發試驗已用于臨床作為一種咳嗽評估工具，展現出良好的可靠性[5,6]。其中，檸檬酸誘導咳嗽反射試驗早在1954年就由Bickerman[7]提出并用于評價鎮咳藥物療效，且因其較好的重復性和安全性，在國外廣泛得到應用[8]，但國內僅有招少楓[1,9]、顧小利[10]等對此有相關報道。本文就檸檬酸誘導咳嗽反射的相關概念及其臨床應用展開綜述，以期為臨床相關護理問題的評估和預防提供一定的思路和方法。

1 咳嗽反射的相關概念

咳嗽分為自主咳嗽和反射性咳嗽。自主咳嗽是氣道重要的防御性反射，當異物不慎經過喉部進入氣道，機體立即產生咳嗽反應。反射性咳嗽則指各種化學和(或)機械性物質刺激喉、氣管黏膜上皮細胞內感受器后，引起腹、胸和喉部一系列肌肉收縮，從而產生強大的呼氣氣流，清除氣道內黏液和異物的過程[9]。而咳嗽反射異常，包括咳嗽反射過強或咳嗽反射減弱。前者一般為急性或慢性咳嗽，是呼吸道感染、腫瘤、纖維變性肺疾病的常見癥狀，也是患者就醫的常見原因[11]。后者亦是生理或病理條件下的常見狀態，如老年患者因器官功能存在不同程度的衰弱，咳嗽反射敏感性下降，主動咳嗽意愿和自主咳嗽力度均減弱；氣管切開者，人工氣道除損傷鼻腔至氣管各部位外，主要破壞上呼吸道屏障，會厭失去作用，削弱了其纖毛清除運動和咳嗽反射；卒中后吞咽障礙患者的咳嗽反射也往往受到損害，難以誘發正常的反射性咳嗽。咳嗽能力對預防誤吸、肺部感染、腦卒中相關性肺炎和及時拔除人工氣道等有重要的臨床意義[2-4]，但臨床實踐中卻沒有量化的咳嗽評估工具及有效的咳嗽反射能力監測手段。

2 檸檬酸誘導咳嗽反射試驗

2.1 檸檬酸誘導咳嗽反射試驗的提出和應用 檸檬酸(Citric Acid，CA)，又名枸櫞酸，為無色晶體，無臭，易溶于水。它是世界上以生物化學方法生產量最大的有機酸，廣泛分布于植物及柑、桔、葡萄等果類中，在食品工業、化學工業、醫藥、電子、紡織、石油等領域都有廣闊的應用前景[12]。早在1954年，Bickerman[7]就提出用檸檬酸誘導咳嗽反射試驗來評價鎮咳藥物療效。咳嗽反射試驗(Cough reflex testing，CRT)又稱咳嗽激發試驗，是通過霧化吸入特異性的刺激物誘導人和動物產生反射性咳嗽，然后測定特定濃度、特定時間內的咳嗽總次數，或者測定引起一定數量咳嗽所需最低濃度的一種方法，常用于咳嗽藥物療效評估和咳嗽機制的研究[1]。檸檬酸、辣椒素、蒸餾水等物質均可產生可靠的致咳效果，其中檸檬酸誘導咳嗽反射試驗重復性好、安全性高，因此在人群咳嗽反射敏感性的評估[13-14]、誤吸[15-16]、吸入性肺炎[7]的篩查監測等臨床實踐中得到廣泛應用。如Dilworth JP[17]應用檸檬酸吸入得出上腹部術后第一天患者咳嗽閾值增加，Marsden PA[18]將檸檬酸吸入作為哮喘患者監測咳嗽癥狀的一個客觀指標。然而，相較國外的普遍應用，國內僅有顧小利[10]在文獻中提出利用檸檬酸溶液霧化吸入刺激大鼠肺，改變肺酸堿微環境、促溶的特點來研究其對大鼠灌注難溶性貧鈾的促溶和解毒作用以及招少楓[1,9]將梯度檸檬酸咳嗽反射試驗用于腦卒中人群的誤吸篩查及腦卒中后吞咽障礙患者和健康志愿者咳嗽反射比較。

2.2 檸檬酸誘導咳嗽反射試驗的機制 國內外研究[19,20]中采用檸檬酸作為刺激物誘導咳嗽，優勢在于其重復性好、安全度高，且可通過多種機制發揮作用。主要作用機制包括：(1)激活快適應感受器(Rapid adaption receptor，RAR)纖維。該感受器對機械刺激敏感，咳嗽閾值較低。(2)由酸敏感離子通道介導。該通道只對快速PH變化有反應，因而會導致該感受器快速失活。(3)由瞬時感受器電位(Transient receptor potential，TRP)家族參與，通過C纖維引起咳嗽。研究[21]顯示，TRPV1受體抑制劑可以部分抑制檸檬酸誘導的咳嗽反射。(4)其他：如肥大細胞、離子型谷氨酸受體等也可能參與檸檬酸吸入誘導咳嗽的調節[22]。

2.3 檸檬酸誘導咳嗽反射試驗的方法 一般采用檸檬酸霧化吸入法，即檸檬酸由0.9%的生理鹽水溶解稀釋后經霧化器以氣溶膠的形式吸入[23]。常用霧化器包括超聲和噴射霧化器[24]。根據吸入時使用劑量的差異，檸檬酸霧化吸入法可分為單劑量法和劑量-反應法。

2.3.1 單劑量法 單計量法是指使用單一濃度的檸檬酸吸入。該方法有較低的快速耐受性，常用于大樣本人群的重復性咳嗽篩查、研究鎮咳藥的藥理學特征等[5]。

2.3.2 劑量-反應法 劑量-反應法為吸入增量濃度的檸檬酸，并隨機穿插安慰劑的吸入，以增加“盲”法實驗及預防快速耐受性的發生[13]。根據吸入時間長短，劑量-反應法又可分為單呼吸法和固定時間吸入法(潮氣吸入法)。前者是指由單呼吸劑量計調控、壓縮空氣驅動的噴霧器進行單次肺活量呼吸增量濃度的咳嗽劑；后者是指在一固定的時間間隙(一般是15～60s)潮氣呼吸增量濃度的咳嗽劑[25]。有研究[5,24]更支持單呼吸的劑量反應法，因為它在劑量傳送過程中準確度高、重復性好且易于檢測促咳反應，相反潮氣呼吸法卻難以傳送準確的劑量，且每次吸入受個體呼吸努力、潮氣量、噴霧器類型等因素的影響。然而也有研究[25]表明兩種方法檢測一致性高，重復性好，無太大差別，且潮氣吸入法較少引發不舒適的感覺。

2.4 檸檬酸誘導咳嗽反射試驗的結局評價

2.4.1 咳嗽數量(咳嗽反應) 盡管實驗過程中采用的檸檬酸濃度、吸入時間、間隔時間有所差異，但大部分實驗均采用吸入期間產生的咳嗽數量作為結局評價指標[1,26]。招少楓[1]在研究梯度檸檬酸咳嗽反射試驗對腦卒中誤吸篩查的臨床價值時就以患者在吸入試劑的15s內是否有咳嗽及咳嗽的次數作為評價指標，并將其與電視透視檢查的金標準進行比較。

2.4.2 觸發咳嗽的濃度(咳嗽反射閾值) 在霧化吸入咳嗽試驗中，尤其是在劑量-反應方法中，最常用的結局指標是咳嗽反射閾值：C2和C5，即引起兩個或兩個以上咳嗽的最低檸檬酸濃度(C2)和引起五個或五個以上的最低檸檬酸濃度(C5)[5,13-14,16]。此外也可用劑量效應曲線來表達數據，它通過線性插值法產生，以經log轉換的數據決定C2、C5的值進行統計分析[5,23-24]。盡管C2、C5在研究中應用廣泛，但在結局評價中是否需兼具兩者或何者重復性更高，尚未達成共識[5,27]。

2.4.3 咳嗽欲望或沖動 在霧化器霧化吸入完成后也可使用修飾Borg表評估個體想要咳嗽的欲望[16,28]。Borg量表從不需要咳嗽(0分)到最大想要咳嗽的沖動(10分)。評估時，量表放于受試者前，由其根據實際感受指定相應的量表分數，由實驗者記錄。為了評估咳嗽沖動的強度，受試者被要求忽略其他的感覺，如呼吸困難、燃燒、刺激、窒息和喉嚨里冒煙等。且在評估過程中，研究者需告知受試者，在檸檬酸使用期間他們迫切想咳嗽的感覺可以增加、減少、或保持不變[29]。為評價咳嗽沖動的強度，咳嗽沖動得分和相應的檸檬酸濃度可繪制經過log-log轉換的圖形進行分析[30]。

2.4.4 咳嗽潛伏期 Sato M[31]在研究隱匿性誤吸的監測時，使用簡化的咳嗽實驗，即當檸檬酸吸入后產生第一次咳嗽時，中斷吸入，測量開始吸入距第一次咳嗽之間的時間。Lee JY[32]在研究中使用了同樣的監測指標，并將從第一次吸入到第一次咳嗽的時間間隔定義為咳嗽潛伏期。

2.4.5 自然咳嗽閾值和抑制咳嗽閾值 除了上述結局指標，Li Pyn Leow[33]在研究帕金森患者吸入性肺炎的影響因素時使用自然咳嗽和抑制咳嗽閾值相結合的方法來評價其化學敏感性和機械敏感性的變化。實驗過程中，待受試者霧化吸入經生理鹽水稀釋的檸檬酸后，研究者首先告知受試者“當你感覺要咳嗽的時候咳嗽，當你感覺不要咳嗽的時候不咳嗽”，以此確定自然咳嗽閾值。要求受試者在吸入后的10s內至少咳嗽兩次且在某個劑量吸入的4次中此情況至少需要發生一半。當自然咳嗽閾值確定后，研究者再指導受試者“盡你所能抑制咳嗽”，此即抑制咳嗽閾值。同樣要求受試者至少咳嗽兩次，且在某個劑量吸入的4次中這種情況至少需要發生一半。研究者記錄兩種情景下的濃度并加以分析，即可得到自然咳嗽閾值和抑制的咳嗽閾值。Miles A[34]等在研究腦卒中吞咽困難患者的咳嗽反射試驗中也使用了類似的方法。

在檸檬酸咳嗽實驗的結局評價中，一般由不知道受試者臨床資料和研究目的的實驗室技術人員從視覺和聽覺等方面進行咳嗽監測[16]，監測內容包括咳嗽的量、強度、模式、聲學特性等方面。除實驗當時評價、記錄外，整個過程也可用視聽系統記錄以便離線分析[13,28]。

2.5 檸檬酸誘導咳嗽反射試驗的影響因素

2.5.1 吸氣氣流率 研究[35]表明吸氣氣流率的改變會影響氣道內氣溶膠的沉積。因此，在研究中可使用有劑量計控制的噴霧器，通過調節吸氣流量來調整吸氣氣流率。

2.5.2 噴霧器特征 噴霧器的結構也會影響氣溶膠的輸出，影響其在呼吸道上的沉積位置，進而影響檸檬酸咳嗽試驗結果[5]。例如，若噴霧器組成部分可拆卸，在清洗消毒重組的過程中，可能會造成連接部分(如吸管和擋板)的距離差異，最終影響氣溶膠輸出。因此實驗為減少誤差，保證最大程度的重復性，可選用不可拆卸或重要部分經過焊接的噴霧器，且需在研究中使用同樣的噴霧器。

2.5.3 氣溶膠顆粒 顆粒大小主要影響氣溶膠的沉積位置[7,24]。一般直徑10 um的顆粒主要沉積在口腔和咽喉，5～10 um沉積在喉和肺，顆粒小于5 um則集中在肺[23]。

2.5.4 快速耐受性 有研究[37]表明連續吸入超過1 min，即會造成咳嗽頻率的下降。重復的單次呼吸咳嗽試驗(間隔10 min)，同樣會出現明顯的快速耐受性。所以研究中需設置一定的干預間隔且需要將安慰劑(如生理鹽水)穿插至不同濃度的溶液吸入過程中[20,36]。如Miles A[36]等人在評價咳嗽反射對于誤吸的監測時，給予0.4 mol/L、0.6 mol/L、0.8 mol/L的檸檬酸由低到高15 s霧化吸入，且兩次吸入間有1 min間隔，在吸入前及吸入劑量改變前給予安慰劑(0.9%氯化鈉溶液)吸入，以防止快速耐受性以及對低劑量的鈍反應性。

2.5.5 安全性 檸檬酸誘導咳嗽反射試驗的安全性早在上個世紀前便得到驗證[7]。而后，Wright[8]也在研究中驗證了該實驗方法在健康人群的可重復性及較高的安全性。但也有研究[5]指出受試者會有窒息感和咽部不適，且相較辣椒素而言可能會有較強烈的短暫副作用。

2.5.6 其他因素 如受試者性別[36-37]、病史[5](包括吸煙史、呼吸道感染、阻塞性肺疾病等)、受試者有意識的控制[22]、時差[26]等均會影響受試者咳嗽反射敏感性。

3 小結

研究表明[2,11,38]，危重癥、腦卒中、高齡及氣管切開常影響患者的咳嗽反射，且咳嗽反射能力是評估誤吸、肺部感染可能的重要因素，也是人工氣道拔管的重要指征。但目前仍缺乏行之有效的監測或評價咳嗽強弱的方法，咳嗽有力也未有標準化或量化的確切定義，往往僅憑評估者的主觀判斷。此外，已有的咳嗽訓練方法如輕按氣管前壁、采取吸痰管定時經鼻刺激咽喉部[39]等較為局限，且會使患者有短暫的窒息感，應用證據仍有待驗證或商榷。而檸檬酸誘導咳嗽反射的安全性和適用性已得到驗證。因此，檸檬酸誘導咳嗽反射刺激能否作為一種新穎的咳嗽訓練方法及評估、監測咳嗽能力的手段，值得我們進行深入思考和探討。

綜上所述，檸檬酸誘導咳嗽反射具有較高的安全性和較廣的適用性，但在研究及應用的過程中仍需注意根據研究目的，選定合適的研究對象、選擇合適的吸入劑量及間隔時間；并應考慮性別、年齡、日間差異、安慰劑使用等因素對研究的影響，進行相應的質量控制。在將檸檬酸誘導咳嗽反射用于研究鎮咳藥物療效時，應注意有時效果的好轉，除鎮咳藥本身的作用外，也可能是病情的自然轉歸以及安慰劑效應，而且有時健康志愿者未出現咳嗽反射的抑制并不能排除其對病理性咳嗽患者的治療效果；同樣，實驗性誘導咳嗽的抑制并不能暗示其在病理性咳嗽中的治療效果。此外，檸檬酸誘導咳嗽反射為新型咳嗽訓練方法提供了新的思路，但其有效性仍需實驗的驗證，且從實驗結局到臨床的推廣應用中，其成本-效益問題仍需考量。

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梅彬彬(1991-)，女，安徽，碩士在讀，研究方向：急危重癥護理

沈梅芬，E-mail：smf8165@163.com

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10.16821/j.cnki.hsjx.2017.07.008

2016-08-31)