聯合檢測呼出氣一氧化氮與呼出氣一氧化碳在老年COPD中的臨床價值

呂劍 吳艷 卞濤 范曉東

無錫市人民醫院呼吸與危重癥科214000

COPD 屬于呼吸系統最為常見的慢性疾病,患者出現氣流不完全可逆,近年來COPD 的發病率呈現升高趨勢,已位居全球疾病死亡原因第4位,在國內農村地區疾病死亡原因首位,嚴重的影響了患者生命安全和生活質量,目前臨床對于COPD發生的具體原因尚不明確,多數認為肺部和香煙、煙霧等有毒有害氣體引發的炎癥反應有關[1]。近年來研究報道吸煙是COPD 發生的重要原因,對患者呼吸道上皮細胞纖毛運動產生影響,氣道凈化能力降低,黏液集聚增多,研究顯示一氧化氮屬于分布在人體組織中重要的信號傳導與效應分子,參與了體內多種生理病理反應過程,呼出氣一氧化氮(fractional exhaled nitric oxide,FeNO)是臨床氣道炎癥反應較為常用的標記物,反映出氣道炎癥控制水平并可以指導臨床用藥[2]。本研究觀察了老年COPD 患者FeNO、呼出氣一氧化碳(fractional exhaled carbon monoixde,FeCO)水平及意義,以期為臨床提供指導和依據,現報道如下。

1 對象與方法

1.1 研究對象 選取2016年1月至2017年12月在無錫市人民醫院呼吸與危重癥科門診治療的老年COPD 患者40 例為COPD 組,其中吸煙患者20例,不吸煙患者20 例；男36 例,女4 例；年齡(70.64±7.72)歲,年齡范圍為60～82歲。納入標準：(1)年齡≥60歲；(2)診斷符合2013年中華醫學會呼吸病學分會制訂的COPD 診斷標準；(3)患者及家屬知情同意。排除標準：(1)合并有感染、惡性腫瘤、肝腎功能障礙、免疫系統疾病等；(2)近期服用過免疫抑制劑者。同時選取健康志愿者40例作為對照組,其中吸煙者20例,不吸煙者20 例；男30 例,女10 例；年齡(67.58±7.73)歲,年齡范圍為58～80歲。COPD 組和對照組受試者年齡、性別比較差異無統計學意義(χ2=3.117,t=1.771,P值均＞0.05)。本研究獲得醫院倫理委員會批準,審批文號KS000024。

1.2 檢測方法 Fe NO 采用無錫市尚沃醫療公司提供的檢測系統,患者大口呼氣,患者嘴含住過濾器,深吸氣后平穩呼氣,10 s后記錄結果,在檢測2 d內禁止使用茶堿類藥物、糖皮質激素等藥物。采用英國邁科公司便攜式一氧化碳監測儀對患者開展檢測,深吸氣至極限后屏氣20 s,倒計時變為0口含器含入患者口中緩慢呼氣至極限,讀取FeCO數值。肺功能檢測使用德國JAEGER 公司生產的肺功能檢測儀進行測定。

1.3 統計學分析 統計分析采用SPSS 19.0軟件,計量資料采用表示,組間比較使用t檢驗,計數資料比較使用χ2檢驗,相關性采用Pearson相關分析。P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 COPD 組和對照組 FeNO、FeCO 等比較 COPD組FeNO和FeCO明顯高于對照組(t=7.354、5.960,P值均＜0.05),而第1 秒用力呼氣容積占預計值百分比(forced expiratory volume in one second as a percentage of expected value,FEV1%pred)和FEV1/FVC明顯低于對照組(t=38.020、20.409,P值均＜0.05)。見表1。

2.2 COPD 組和對照組吸煙與不吸煙者FeNO、FeCO 比較 COPD 組吸煙者FeNO 明顯低于COPD 組未吸煙者(t=-7.832,P＜0.05),但明顯高于對照組吸煙和未吸煙者(t=4.822、6.012,P值均＜0.05)；COPD 組吸煙者 FeCO 明顯高于COPD 組未吸煙者、對照組吸煙和未吸煙者(t=8.418、9.281、10.033,P值均＜0.05)；見表2。

表1 COPD 組和對照組Fe NO、FeCO 等比較()

表1 COPD 組和對照組Fe NO、FeCO 等比較()

注：FeNO 為呼出氣一氧化氮；FeCO 為呼出氣一氧化碳；FEV1%pred為第1秒用力呼氣容積占預計值百分比；FEV1/FVC：第1秒用力呼氣容積與用力肺活量比值

組別 例數 FeNO(ppb) FeCO(ppb) FEV 1%pred(%) FEV 1/FVC(%)COPD組 40 20.44±8.34 8.43±2.01 42.28±6.82 53.39±9.22對照組 40 10.02±3.28 6.10±1.44 94.50±5.38 87.39±5.10 t值 7.354 5.960 38.020 20.409 P 值 0.000 0.000 0.000 0.000

表2 COPD 組和對照組吸煙與不吸煙者FeNO、FeCO比較()

表2 COPD 組和對照組吸煙與不吸煙者FeNO、FeCO比較()

注：FeNO 為呼出氣一氧化氮；FeCO 為呼出氣一氧化碳；FEV1%pred為第1秒用力呼氣容積占預計值百分比；FEV1/FVC：第1秒用力呼氣容積與用力肺活量比值

組別 例數 FeNO(ppb)吸煙 未吸煙FeCO(ppb)吸煙 未吸煙FEV1%pred(%)吸煙 未吸煙FEV1/FVC(%)吸煙 未吸煙COPD 組 40 17.66±4.22 33.92±8.27 9.44±1.62 5.02±1.70 40.82±8.19 44.03±9.40 49.27±11.32 56.20±12.20對照組 40 7.65±1.23 13.72±3.05 7.02±1.34 3.11±1.55 91.26±10.82 97.10±12.32 84.40±10.03 89.10±12.10 t 值 10.184 10.249 5.148 3.713 -16.623 -15.315 -10.388 -8.563 P 值 0.000 0.000 0.000 0.001 0.000 0.000 0.000 0.000

2.3 相關性分析 將COPD 組、對照組FeNO、FeCO 與 FEV1%pred、FEV1/FVC 進行相關分析,結 果 顯 示：COPD 組 FeNO、FeCO 與FEV1%pred、FEV1/FVC 無相關性(r=0.132、0.122、0.118、0.105,P值均＞0.05)；對照組FeNO 與FEV1%pred呈正相關(r=0.433,P＜0.05)。

3 討論

COPD 是呼吸系統常見的慢性疾病,患者出現持續的氣流受限,氣道和肺會對有毒有害氣體接觸呈現慢性炎癥反應增強,嚴重的影響了患者的生活質量和身心健康,研究指出超過40歲以上人群在世界范圍內COPD 患病率在9%～10%,是引發人類死亡的第四大病因,對患者及家庭和社會帶來沉重的經濟負擔[3]。COPD 患者支氣管炎癥細胞浸潤后氣道的黏膜形成損傷,在支氣管基底部形成肉芽組織增生,管腔發生狹窄,氣管的結構重塑,最終導致瘢痕形成造成氣流受限制[4]。在COPD 患者中由于慢性缺氧等體征會造成肺血管內膜增厚和內皮細胞功能失衡,人體免疫機能受限制,因此最終出現氣道、肺實質以及肺血管的炎癥反應加重,隨著病情不斷進展最終形成呼吸衰竭,危及患者生命安全[5]。近年來臨床采取多種方法對氣道炎癥反應情況進行評估,傳統的方法是采用支氣管黏膜活檢或者肺泡灌洗等方式作為衡量的金標準,但是具有創傷性,患者不容易接受,氣道反應性檢測、呼出氣冷凝液檢測等方法也在臨床開始應用,但是檢測的敏感性以及特異性較低,而且操作相對復雜,在臨床難以廣泛推廣使用[6]。

近年來隨著醫療檢測技術的飛速發展,Fe NO作為簡單、無創的監測氣道炎癥方法在臨床開始應用,FeNO 形成的場所為炎癥細胞、內皮細胞以及平滑肌細胞,主要是L-精氨酸在人體一氧化氮合酶等作用下被氧化形成[7]。人體肺臟組織中發揮作用的主要是內皮型一氧化氮合酶與誘導型一氧化氮合酶,前者存在氣道上皮細胞與肺血管的內皮細胞,在激動器作用下會釋放少量一氧化氮存在肺泡的巨噬細胞,當人體受到細胞因子內毒素等誘導時會高度表達,繼而形成大量的一氧化氮[8]。研究發現少量的內源性一氧化氮會導致血管舒張,對于改善微循環具有積極作用,同時一氧化氮屬于致炎因子,一旦過度表達會促進巨噬細胞分泌炎癥介質,形成氧自由基,對細胞生物膜產生破壞,造成炎癥反應形成與組織損傷[9]。COPD 患者組織破壞出現反復感染,長期肺通氣比例失衡,機體形成嚴重缺氧狀態,肺血管的阻力升高,肺臟結構被破壞,血管內皮細胞損傷導致一氧化氮合成細胞內的一氧化氮合酶活性降低,內源性一氧化氮合成不足[10]。

一氧化碳則是經過呼吸道進入人體后通過肺泡進入血液循環,4/5的一氧化碳可以同血紅蛋白結合形成碳氧血紅蛋白,其可以干擾血液攜帶氧氣的功能,人體中的碳氧血紅蛋白濃度保持平衡取決于空氣中一氧化碳濃度,其濃度越高,則血液中碳氧血紅蛋白濃度越高,達到飽和的時間就會越短[11]。人體清除一氧化碳依靠呼吸清除,因此通過測定FeCO 濃度可以間接反應出人體碳氧血紅蛋白濃度,臨床使用便攜式以期測定FeCO 可以避免操作中出現的誤差因素,準確反映人體接觸一氧化碳的污染水平[12]。近年來研究報道吸煙是造成COPD發病率升高的重要原因,煙霧含有的有害成分會損傷患者呼吸道上皮細胞,減輕纖毛的蠕動作用,氣道凈化功能下降,導致人體杯狀細胞和黏液腺增生,形成黏液過程,最終導致氣道的阻塞,誘發氣道重塑過程[13]。此外煙霧中的的毒性氧自由基可以導致肺臟彈性纖維破壞,加速了疾病的進展,因此吸煙一直是COPD 防治的重要關鍵環節。研究發現吸煙會對人體Fe NO 形成產生影響,吸煙會導致一氧化氮合酶受到抑制,體內內源性NO 形成減少,同時造成氣道中的中性粒細胞數量增多,誘發炎癥反應形成,此外還可以通過一氧化氮合酶解耦聯方法減少一氧化氮形成。因此在開展Fe NO檢測過程中吸煙人群對其檢測的準確性可能產生一定的影響[14]。而吸煙還是人體接受一氧化碳的重要污染途徑,研究發現COPD 患者FeCO 水平過高主要和內源性一氧化碳形成過多有關,通過血紅素降解和有機分子氧化等呼吸系統均有內源性CO生成,在體內發揮生理及病理作用,最終由肺排出體外[15]。

本研究顯示,COPD 組 FeNO 和 FeCO 明顯高于對照組,而FEV1%pred和FEV1/FVC 明顯低于對照組說明在COPD 患者中體內Fe NO 和FeCO明顯升高,肺臟功能下降。在COPD 患者中,吸煙者FeNO 明顯低于COPD 組未吸煙者,COPD組吸煙者FeCO 明顯高于COPD 組未吸煙者、對照組吸煙和未吸煙者,說明在COPD 患者中吸煙人群會造成FeNO 值下降,可能對臨床檢測產生干擾。通過相關性分析發現,COPD 組Fe NO、FeCO 與FEV1%pred、FEV1/FVC 無相關性；對照組Fe NO 與FEV1%pred呈正相關,說明肺臟通氣功能指標FEV1%pred是臨床檢測COPD 患者重要的指標,而且患者氣道阻塞程度和炎癥反應程度無明顯相關性,通過對患者FeNO 和FeCO 以及肺臟功能進行檢測可以作為COPD 患者診斷的輔助依據。本研究優勢在于分析了FeNO 和FeCO 在不同人群中的表達情況,為COPD 患者抗炎治療指導以及預后評估分析上提供了一定的依據,為臨床尋找更為便捷、患者易于接受的檢測方法奠定了理論基礎。本研究中納入患者數量有限,隨訪時間較短,而且檢測受到患者主觀因素影響可能對試驗結果產生一定的偏倚,因此還需要開展多中心、大樣本量、隨機性試驗進行深入分析。此外,本研究未能排除對已戒煙患者或者不吸煙患者在生活中被動吸煙的影響,可能導致FeCO 濃度受到影響。

綜上所述,老年COPD 患者FeNO 和FeCO明顯升高,而吸煙可導致Fe NO 降低,而Fe NO、FeCO 與COPD 患者肺功能無明顯關系。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突