呼出氣一氧化氮對哮喘診斷有效性的Meta分析

黃秘，肖衛(wèi)，張煦

(長江大學(xué)第一臨床醫(yī)學(xué)院 荊州市第一人民醫(yī)院呼吸內(nèi)科，湖北 荊州 434000)

支氣管哮喘是由嗜酸性粒細(xì)胞、肥大細(xì)胞、淋巴細(xì)胞等多種細(xì)胞和細(xì)胞組分參與的氣道慢性炎癥性疾病。根據(jù)全球哮喘防治創(chuàng)議(GINA)指南：認(rèn)為哮喘的診斷應(yīng)根據(jù)相關(guān)的癥狀和可變性氣流受限證據(jù)，通過支氣管激發(fā)/舒張可逆性試驗(yàn)或其他試驗(yàn)加以證實(shí)[1]。雖然支氣管激發(fā)試驗(yàn)是確定支氣管高反應(yīng)性的金標(biāo)準(zhǔn)，但支氣管激發(fā)試驗(yàn)操作復(fù)雜，并且具有誘發(fā)嚴(yán)重支氣管痙攣的風(fēng)險(xiǎn)，限制了其在臨床上以及很多基層醫(yī)院中的廣泛應(yīng)用，從而導(dǎo)致哮喘診斷的準(zhǔn)確性不理想。有綜述報(bào)道，在基層醫(yī)療中，哮喘診斷的漏診率和誤診率可達(dá)到54%、34%[2]。因此，在日常的臨床實(shí)踐中，我們需要有一個(gè)簡便的、可重復(fù)的、非侵入性的檢測方法來協(xié)助診斷哮喘。

一氧化氮(NO)是L-精氨酸在一氧化氮合酶(nitric oxide synthase，NOS)的作用下合成，它是一種調(diào)節(jié)因子，在多種生理和病理環(huán)節(jié)中發(fā)揮重要作用。人體內(nèi)的NOS有三種：誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)、內(nèi)皮型(eNOS)和神經(jīng)細(xì)胞型(nNOS)，其中誘導(dǎo)型一氧化氮合酶(iNOS)主要在炎癥條件下，由TNF-α、IL-4、IL-1 等誘導(dǎo)生成，產(chǎn)生的大量NO，參與炎癥的病理反應(yīng)(如炎癥細(xì)胞浸潤、氣道高反應(yīng)性、氣道重塑等)[3]。Alving等[4]首次發(fā)現(xiàn)呼出氣一氧化氮(Fraction exhaled nitric oxide，F(xiàn)eNO)水平在哮喘患者中明顯升高，Prado等[5]發(fā)現(xiàn)在支氣管哮喘發(fā)病過程中，過量的NO 增加氣道嗜酸性粒細(xì)胞聚集，加劇氣道炎癥反應(yīng)，從而導(dǎo)致氣道重塑。呼出氣一氧化氮(FeNO)檢測是反映氣道嗜酸性粒細(xì)胞炎癥的一種非侵入性方法，可以直接反應(yīng)氣道炎癥、指導(dǎo)哮喘診斷等。但是，目前呼出氣一氧化氮對于哮喘診斷的準(zhǔn)確性尚不十分清楚。

1 資料與方法

1.1 文獻(xiàn)檢索

檢索了Pubmed、Web of Science、Embase，crochane library、萬方、維普和中國知網(wǎng)等數(shù)據(jù)庫，中文檢索詞：“哮喘”、“診斷”、“支氣管哮喘”、“咳嗽變異性哮喘”、“呼出氣一氧化氮”、“診斷準(zhǔn)確性”；英文檢索詞：“FeNO”、“nitric oxide”、“exhaled nitric oxide”“asthma”、“diagnosis”等，檢索截至2017年6月。

1.2 文獻(xiàn)納入與排除標(biāo)準(zhǔn)

納入文獻(xiàn)的標(biāo)準(zhǔn)：①文獻(xiàn)研究設(shè)計(jì)為前瞻性診斷試驗(yàn)研究。②研究對象為可疑哮喘患者和現(xiàn)行方法診斷哮喘患者(臨床癥狀和體征支氣管激發(fā)/舒張?jiān)囼?yàn)、晝夜PEF變異率≥20%)。③待評價(jià)試驗(yàn)為FeNO檢測。④能夠獲取相關(guān)結(jié)果指標(biāo)；排除標(biāo)準(zhǔn)：①回顧性研究和病例對照研究。②文獻(xiàn)綜述、會議摘要、個(gè)案報(bào)道。③無法獲取足夠數(shù)據(jù)的文獻(xiàn)。

1.3 數(shù)據(jù)提取與合并

通過詳細(xì)閱讀文獻(xiàn)并提取以下信息：文獻(xiàn)第一作者及發(fā)表時(shí)間、國籍、樣本量、診斷參考標(biāo)準(zhǔn)、受試者年齡范圍、呼出氣一氧化氮測量儀器、FeNO最佳截點(diǎn)值以及一些結(jié)果指標(biāo)如真陽性值(TP)、假陽性值(FP)、真陰性值(TN)和假陰性值(FN)。使用靈敏度和特異性總和最高的臨界點(diǎn)(即約登指數(shù)：靈敏度+特異度-1)作為FeNO最佳截點(diǎn)值[6]。以上工作由兩名作者獨(dú)立完成。

1.4 文獻(xiàn)質(zhì)量評價(jià)

按照診斷性試驗(yàn)準(zhǔn)確性質(zhì)量評價(jià)工具(Quality Assessmentof Diagnostic Accuracy Studies,QUADAS-2)評價(jià)納入文獻(xiàn)質(zhì)量[7]，主要包括4個(gè)方面：病例選擇、待評價(jià)試驗(yàn)、參考標(biāo)準(zhǔn)、病例流程和進(jìn)展情況。

1.5 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析

使用Revman5.3軟件制作文獻(xiàn)篩選流程圖以及評價(jià)文獻(xiàn)質(zhì)量的偏倚風(fēng)險(xiǎn)和臨床適用性的表格圖及條形圖，使用Meta-Disc1.4軟件來計(jì)算每個(gè)獨(dú)立研究的敏感性和特異性以及其95%可信區(qū)間的估計(jì)值，并進(jìn)行異質(zhì)性檢驗(yàn)以及亞組分析，使用Stata12軟件評價(jià)27項(xiàng)研究發(fā)表偏倚情況。文獻(xiàn)結(jié)果之間異質(zhì)性采用P及I2表示，若P≥0.1及I2<50%，提示沒有異質(zhì)性或低、中等異質(zhì)性；若P≤0.1及I2>50%，提示存在高度異質(zhì)性。異質(zhì)性主要由閾值效應(yīng)和非閾值效應(yīng)原因引起，當(dāng)靈敏度對數(shù)與(1-特異度)對數(shù)的spearman相關(guān)系數(shù)呈正相關(guān)提示有閾值效應(yīng)，反之則為非閾值效應(yīng)[8]。

2 結(jié)果

2.1 文獻(xiàn)檢索結(jié)果及信息提取

首次檢索獲得相關(guān)文獻(xiàn)933篇，剔除重復(fù)文獻(xiàn)513篇，通過閱讀標(biāo)題和摘要剔除不相關(guān)文獻(xiàn)352篇，通過閱讀全文剔除非臨床研究文獻(xiàn)19篇(文獻(xiàn)綜述、病例報(bào)告、會議摘要)和16篇回顧性研究文獻(xiàn)，最后總共納入文獻(xiàn)33篇。納入文獻(xiàn)基本特征信息見表1。

2.2 文獻(xiàn)質(zhì)量評價(jià)

納入33篇臨床研究均屬于前瞻性研究，此外，有9篇研究是關(guān)于未成年人哮喘，11篇研究是咳嗽變異性哮喘，其余研究為典型支氣管哮喘且以成人為主。每個(gè)臨床研究中的所有受試者均接受了參考標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)和待評價(jià)試驗(yàn)，其中有5篇文獻(xiàn)對參考標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)及待評價(jià)試驗(yàn)操作過程未作詳細(xì)描述，有1篇研究對失訪病例作了說明但其參考標(biāo)準(zhǔn)試驗(yàn)并不能很好的區(qū)分疾病狀態(tài)，另外還有8篇闡述了在解讀FeNO檢測結(jié)果及參考標(biāo)準(zhǔn)結(jié)果時(shí)使用了盲法，其余研究未說明是否使用盲法。各項(xiàng)研究關(guān)于FeNO 的測定均是根據(jù)美國胸科協(xié)會推薦的FeNO 標(biāo)準(zhǔn)化測定指南進(jìn)行[9]。總之，納入33篇文獻(xiàn)總體質(zhì)量良好(結(jié)果見圖1和圖2) 。

2.3 異質(zhì)性分析

靈敏度和特異度的卡方值分別為288.59和154.37，I2分別為88.9%和79.3%，P均<0.01(見圖3、4)，表明各研究之間存在異質(zhì)性；通過計(jì)算靈敏度對數(shù)與(1-特異度)對數(shù)的Spearman秩相關(guān)系數(shù)，Spearman秩相關(guān)系數(shù)=-0.070，P=0.701，呈負(fù)相關(guān)，表明各項(xiàng)研究間的異質(zhì)性由非閾值效應(yīng)引起[8]，采用隨機(jī)效應(yīng)模型合并靈敏度和特異度。

表1 納入文獻(xiàn)基本特征信息表

注：1ppb=十億分之幾。

圖1 Methodological quality graph

圖2 Methodological quality summary

2.4 合并效應(yīng)量

合并森林圖顯示：合并靈敏度為0.71(95%CI：0.69～0.73)；合并特異度為0.85(95%CI：0.84～0.87)；合并診斷比值比為17.81(95%CI：11.64～27.26)。此外，擬合sROC曲線顯示受試者工作特征曲線下面積(AUROC)為0.88(見圖3～5)。

2.5 亞組分析

33個(gè)研究間存在明顯的異質(zhì)性，因而對這些臨床研究進(jìn)行亞組分析。影響FeNO檢測靈敏度和特異度的因素可能為[10]：受試者年齡、不同哮喘類型、吸煙情況、激素使用等。由此根據(jù)納入人群特點(diǎn)差異進(jìn)行亞組分析，主要包括受試者年齡(未成年人哮喘)、長期慢性咳嗽(咳嗽變異性哮喘)及成人典型支氣管哮喘。

在33個(gè)臨床研究中，有9篇研究[11～19]是關(guān)于FeNO檢測對于未成年人哮喘診斷的有效性，有11篇研究[12,15,20～28]的受試者是長期慢性咳嗽患者，主要是分析FeNO檢測對于咳嗽變異性哮喘的診斷價(jià)值。由此，分別對這兩組研究進(jìn)行Meta分析，6篇未成年人哮喘研究中，由于Woo等3個(gè)研究[11～13]實(shí)施了盲法，文獻(xiàn)質(zhì)量相對較高，與其他6個(gè)研究[14～19]的結(jié)果差異較大，所以使用Meta-disc1.4軟件對該9篇未成年人哮喘研究分兩組來分析(結(jié)果見圖6、7)。對咳嗽變異性哮喘組的11篇研究分析結(jié)果提示：合并診斷比值比為24.64(95%CI，14.30～42.48),I2=66.3%，分析結(jié)果見圖8。關(guān)于15篇典型成人支氣管哮喘的研究[27～37，38～41]，剔除引起異質(zhì)性較大的研究后,對剩余10篇研究進(jìn)行亞組分析，其診斷比值比結(jié)果提示：合并診斷比值比為4.13(95%CI,3.25～5.24)，I2=10.4%(如圖9所示)。以上Meta分析主要結(jié)果匯總見表2。

圖3 靈敏度

圖4 特異度

圖5 擬合SROC曲線

2.6 發(fā)表偏倚分析

使用stata12軟件進(jìn)行Deeks’漏斗圖不對稱測試來評價(jià)33項(xiàng)臨床研究的發(fā)表偏倚情況(見圖10)，其斜率沒有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P=0.8>0.1)，故不存在發(fā)表偏倚。

表2 Meta分析主要結(jié)果匯總

3 討論

在目前的Meta分析中，主要評價(jià)了FeNO檢測對不同人群哮喘診斷的有效性，鑒定了33個(gè)前瞻性研究，其中包括4775名可疑哮喘患者。對所有研究合并效應(yīng)量觀察到：各個(gè)研究的靈敏度變化范圍：0.32～0.92，特異度的變化范圍：0.59～0.97，診斷比值比的變化范圍：2.44～160.85；其合并靈敏度為：0.71，合并特異度為：0.85，總的受試者工作曲線下面積為：0.88，絕大部分研究的靈敏度低于特異度，分析結(jié)果提示FeNO在所有疑似患有哮喘的患者中對哮喘的診斷準(zhǔn)確性中等。

圖6 FeNO對未成年人哮喘預(yù)測的診斷比值比(組1)

圖7 FeNO對未成年人哮喘預(yù)測的診斷比值比(組2)

FeNO用于兒童、青少年哮喘的診斷，納入的大部分研究顯示出了較好的靈敏度和特異度，分別為84%和94%。也有兩項(xiàng)研究結(jié)果顯示較低的靈敏度(55%)，而特異度仍然高達(dá)86%，總的sROC曲線下面積為0.95。總的來說，F(xiàn)eNO檢測對于未成年人哮喘有效性較好，特別是針對支氣管激發(fā)舒張?jiān)囼?yàn)難以進(jìn)行的學(xué)齡前兒童以及一些合作性較差的學(xué)齡期兒童和青少年[42]，F(xiàn)eNO檢測顯得尤為重要。全球哮喘防治創(chuàng)議(GINA)指南也提到了：在反復(fù)咳嗽和喘息的學(xué)齡前兒童中，F(xiàn)eNO升高可以根據(jù)學(xué)齡來預(yù)測對哮喘的診斷[1]。

圖8 FeNO對咳嗽變異性哮喘預(yù)測的診斷比值比

圖9 FeNO對成年人哮喘預(yù)測的診斷比值比

圖10 發(fā)表偏倚的Meta分析

FeNO在咳嗽變異性哮喘(CVA)診斷中的作用，F(xiàn)eNO測量對于診斷咳嗽變異性哮喘的合并靈敏度為0.82(95%CI0.78～0.85)，合并特異度為0.84(95%CI0.81～0.86)，診斷比值比為24.64(95%CI 14.30～42.48),sROC曲線下面積為0.92。這些結(jié)果提示FeNO對于咳嗽變異性哮喘(CVA)的診斷具有較好的準(zhǔn)確性，一些相關(guān)的Meta分析也得出了一致的結(jié)果，如郭治[43]等人納入了關(guān)于FeNO在CVA中表達(dá)的回顧性和前瞻性研究，發(fā)現(xiàn)FeNO在CVA患者中明顯升高，有助于與其他慢性咳嗽疾病的鑒別診斷，Woo-Jung Song[44]等人的Meta分析顯示FENO測量在預(yù)測CVA方面的整體中度診斷準(zhǔn)確性。張瑞[45]等人的Meta分析結(jié)果提示FeNO診斷CVA患者陽性的機(jī)會是其他原因慢性咳嗽患者的4．73倍，F(xiàn)eNO診斷CVA患者陰性的機(jī)會是其他原因慢性咳嗽患者的0．31倍，說明了FeNO診斷CVA的效能高。

FeNO在成人典型支氣管哮喘的有效性進(jìn)行了亞組分析，納入的10篇異質(zhì)性較小研究[29～36,40～41]進(jìn)行合并分析，合并診斷比值比為4.13(95%CI3.25～5.24)，總的sROC曲線下面積為0.71。對于另外幾篇研究[37～39]進(jìn)行合并分析，由于合并的研究太少，需要納入更多的類似的研究進(jìn)行分析。

該Meta分析也存在一些局限性，如納入的研究大部分研究是小樣本，部分研究在實(shí)施過程中并未說明使用盲法以及為詳細(xì)描述評價(jià)試驗(yàn)和待評價(jià)試驗(yàn)，由此對研究結(jié)果可能會造成一些偏倚。總的來說，該篇系統(tǒng)性評價(jià)和Meta分析表明了：總體上FeNO對哮喘的診斷準(zhǔn)確性中等；FeNO在未成年人哮喘(尤其是兒童哮喘)和咳嗽變異性哮喘診斷中顯示出了較好的準(zhǔn)確性。由于哮喘是一種異質(zhì)性疾病，需要大量高質(zhì)量的前瞻性研究來確定FeNO在不同人群特征及不同哮喘表型中的診斷有效性。