嗜酸性氣道炎癥標(biāo)志物在哮喘管理中的應(yīng)用

程麗 蔣毅

支氣管哮喘是一種以慢性氣道炎癥為特征的異質(zhì)性疾病[1]，評(píng)估哮喘患者的氣道炎癥是哮喘臨床診治的重要內(nèi)容。嗜酸性氣道炎癥是哮喘最具影響的特征之一，大約50%～60%的哮喘氣道炎癥屬于嗜酸性粒細(xì)胞型[2]。1990年，Bousquet等[3]對(duì)哮喘患者中嗜酸性氣道炎癥與哮喘嚴(yán)重程度之間的關(guān)系進(jìn)行了早期觀察，發(fā)現(xiàn)嗜酸性氣道炎癥與哮喘嚴(yán)重程度相關(guān)，嗜酸性粒細(xì)胞脫顆粒參與了氣道上皮損害。此后的多項(xiàng)研究證實(shí)，血、組織或痰嗜酸性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)可用于描述嗜酸性粒細(xì)胞型炎癥哮喘患者。近年來(lái)，針對(duì)嗜酸性氣道炎癥評(píng)估在哮喘中的應(yīng)用進(jìn)行了大量臨床研究，本文對(duì)相關(guān)研究進(jìn)展作簡(jiǎn)要綜述。

嗜酸性粒細(xì)胞在支氣管哮喘氣道炎癥的作用機(jī)制

嗜酸性粒細(xì)胞來(lái)自于骨髓中的原始干細(xì)胞，在細(xì)胞因子的作用下分化成熟，生理性遷移至下消化道、胸腺和子宮的黏膜表面。嗜酸性粒細(xì)胞的募集、產(chǎn)生與Th2型免疫反應(yīng)有關(guān)，在趨化分子、粘附分子作用下可遷移至皮膚、支氣管黏膜。在變應(yīng)原刺激后，嗜酸性粒細(xì)胞數(shù)目增多，釋放細(xì)胞因子、生長(zhǎng)因子和白三烯，從而引起進(jìn)一步的炎癥反應(yīng)，與哮喘的癥狀和氣道高反應(yīng)程度相關(guān)[4]。嗜酸性粒細(xì)胞脫顆粒，釋放堿性蛋白(MBP)、嗜酸細(xì)胞陽(yáng)離子蛋白(ECP)、嗜酸細(xì)胞衍生神經(jīng)毒素(EDN)和嗜酸性粒細(xì)胞過(guò)氧化物酶以及細(xì)胞因子和趨化因子，導(dǎo)致氣道內(nèi)皮細(xì)胞和黏膜損害[5]。

哮喘的基本特征是氣道高反應(yīng)性和可逆性氣流受限。嗜酸性粒細(xì)胞是哮喘的主要炎癥效應(yīng)細(xì)胞，對(duì)各種炎性細(xì)胞具有多效作用，同時(shí)產(chǎn)生的炎癥介質(zhì)對(duì)氣道高反應(yīng)性、平滑肌肥大和氣道重塑有影響[6]。Broekema等[7]對(duì)緩解期哮喘患者進(jìn)行痰液收集和支氣管黏膜活檢，檢測(cè)炎癥細(xì)胞和氣道重塑因子，發(fā)現(xiàn)第一秒用力呼氣容積(FEV1)快速下降的哮喘患者的血液和痰中有更明顯的嗜酸性炎癥，同時(shí)，氣道重塑即基底膜(BM)厚度與痰液和氣道壁的嗜酸性炎癥呈正相關(guān)。

哮喘中嗜酸性粒細(xì)胞氣道炎癥評(píng)估

哮喘被認(rèn)為是一種慢性炎癥性氣道疾病，氣道炎癥的評(píng)估是哮喘診斷和臨床控制的重要方面。1999年Wenzel[8]等學(xué)者采用氣管鏡黏膜活檢的方法，將嚴(yán)重哮喘分為兩種具有明顯生理和臨床特征的炎癥表型，即嗜酸粒細(xì)胞型和非嗜酸粒細(xì)胞型。氣管鏡黏膜活檢是哮喘氣道炎癥監(jiān)測(cè)的金標(biāo)準(zhǔn)，但因其有創(chuàng)性并不適合臨床常規(guī)檢查。氣道嗜酸性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)升高是Th2相關(guān)性哮喘標(biāo)志物。在一定程度上，可以通過(guò)較高的呼出氣一氧化氮(FeNO)、血液和痰嗜酸性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)水平來(lái)預(yù)測(cè)高T2型嚴(yán)重哮喘，但血清IgE或血清骨膜蛋白預(yù)測(cè)水平較低[9]。

一、誘導(dǎo)痰嗜酸性粒細(xì)胞

誘導(dǎo)痰中嗜酸性粒細(xì)胞是評(píng)估嗜酸性氣道炎癥的一種常用方法。痰中嗜酸性粒細(xì)胞增多已被證明與持續(xù)性氣道炎癥、哮喘未控制、肺功能下降、未來(lái)加重風(fēng)險(xiǎn)和哮喘嚴(yán)重程度有關(guān)[10]。2010年，Simpson等[11]發(fā)表的對(duì)26例穩(wěn)定期哮喘患者進(jìn)行了一項(xiàng)為期5個(gè)月，每月進(jìn)行1次誘導(dǎo)痰檢測(cè)的研究中，發(fā)現(xiàn)以3%的嗜酸性粒細(xì)胞為界值，可用來(lái)區(qū)分嗜酸性粒細(xì)胞哮喘和非嗜酸性粒細(xì)胞哮喘。目前使用較多的氣道炎癥表型劃分標(biāo)準(zhǔn)為：痰嗜酸粒細(xì)胞≥3%，且中性粒細(xì)胞<61%為嗜酸粒細(xì)胞型；痰嗜酸粒細(xì)胞<3%，且中性粒細(xì)胞≥61%為中性粒細(xì)胞型；痰嗜酸粒細(xì)胞≥3%，且中性粒細(xì)胞≥61%為混合細(xì)胞型；痰嗜酸粒細(xì)胞<3%，且中性粒細(xì)胞<61%為寡細(xì)胞型[11]。對(duì)痰嗜酸性粒細(xì)胞的重復(fù)測(cè)量對(duì)于正確識(shí)別嗜酸性粒細(xì)胞型哮喘是必要的。McGrath等[12]在對(duì)995例哮喘患者的縱向研究中，通過(guò)對(duì)痰嗜酸性粒細(xì)胞的重復(fù)測(cè)量，描述了持續(xù)嗜酸型、間歇性嗜酸型和持續(xù)非嗜酸型三種哮喘表型，大約有一半的輕度至中度哮喘患者有持續(xù)的非嗜酸粒細(xì)胞型疾病，這種表型對(duì)目前可用的抗炎治療反應(yīng)較差。誘導(dǎo)痰細(xì)胞學(xué)分類是通過(guò)霧化吸入高滲鹽水，直接從下呼吸道提取炎癥細(xì)胞進(jìn)一步分析。然而，由于其操作繁瑣，可引起患者氣流阻塞等不良反應(yīng)，因此不適合常規(guī)測(cè)試。

二、外周血嗜酸性粒細(xì)胞

目前，已有多項(xiàng)研究證實(shí)血嗜酸性粒細(xì)胞與痰嗜酸性粒細(xì)胞有顯著的相關(guān)性，外周血嗜酸性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)已成為一種有前途且易于測(cè)量的嗜酸性氣道炎癥標(biāo)志物。Zhang等[13]對(duì)164例未控制哮喘患者臨床資料進(jìn)行橫斷面研究，發(fā)現(xiàn)血嗜酸性粒細(xì)胞對(duì)嗜酸性粒細(xì)胞型氣道炎癥具有高度預(yù)測(cè)性，血嗜酸性粒細(xì)胞百分比的最佳界值為2.7%(AUC=0.907，P<0.001)，其敏感度為92.2%，特異度為75.8%。血嗜酸性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)最佳界值為0.26×109/L(AUC=0.898，P<0.0001)。Schleich等[14]的一項(xiàng)類似研究，同樣認(rèn)為血嗜酸性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)是痰嗜酸性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)的良好替代指標(biāo)，血嗜酸性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)的最佳界值為0.220×109/L (AUC=0.79,P<0.0001)，血嗜酸性粒細(xì)胞百分比的最佳界值為3% (AUC=0.81,P<0.0001)。因現(xiàn)有研究在方法和患者選擇方面存在差異，血嗜酸性粒細(xì)胞用于診斷嗜酸性氣道炎癥(誘導(dǎo)痰EOS%≥3%)的最佳界值尚存爭(zhēng)議。

三、呼出氣一氧化氮

內(nèi)源性一氧化氮(NO)是通過(guò)一氧化氮合酶(NOS)作用于底物 L-精氨酸而成，人體內(nèi)有三種NOS亞型，包括內(nèi)皮型(eNOS)、神經(jīng)型(nNOS)、誘導(dǎo)型(iNOS)。研究表明，炎癥因子、尤其是過(guò)敏原會(huì)促進(jìn)iNOS的活性，表達(dá)增強(qiáng)，導(dǎo)致NO濃度上升。呼出氣一氧化氮(FeNO)與嗜酸性氣道炎癥相關(guān)，在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中被證明可以增加嗜酸性粒細(xì)胞的遷移[15]。對(duì)嗜酸性粒細(xì)胞型哮喘進(jìn)行有效的抗炎治療后，F(xiàn)eNO水平的下降早于患者的癥狀、氣道阻塞程度和氣道高反應(yīng)性的改善[16]。因此，在治療哮喘中，F(xiàn)eNO可作為評(píng)估激素治療療效的指標(biāo)。美國(guó)胸科學(xué)會(huì)(ATS)提出[17]，F(xiàn)eNO低水平(兒童<20 ppb，成人<25 ppb)提示患者為非嗜酸性粒細(xì)胞炎癥且氣道炎癥對(duì)激素治療反應(yīng)較差，F(xiàn)eNO高水平(兒童>35 ppb，成人>50 ppb)提示患者很可能存在嗜酸性粒細(xì)胞炎癥，并對(duì)激素治療有效。2019年英國(guó)胸科協(xié)會(huì)/蘇格蘭校際指南(BTS/SIGN)哮喘診治指南[18]將FeNO作為嗜酸性粒細(xì)胞浸潤(rùn)的氣道炎癥的替代指標(biāo)，成人≥40 ppb，學(xué)齡期兒童(5～16歲)≥35 ppb提示患者很可能存在嗜酸性粒細(xì)胞炎癥，但其預(yù)測(cè)哮喘的敏感度、特異度在不同的研究中存在差異。FeNO對(duì)具有嗜酸性氣道炎癥特點(diǎn)的哮喘患者具有一定的診斷價(jià)值，然而，我國(guó)FeNO的界值研究不多，迄今尚沒(méi)有一個(gè)公認(rèn)的診斷嗜酸性氣道炎癥哮喘的最佳界值，還需要進(jìn)一步的流行病學(xué)調(diào)查資料以及更多嚴(yán)格設(shè)計(jì)的隨機(jī)對(duì)照臨床研究。

嗜酸性氣道炎癥在哮喘管理中的作用

嗜酸性氣道炎癥可導(dǎo)致哮喘控制不良[19]，外周血嗜酸性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)、痰嗜酸性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)與嚴(yán)重的持續(xù)性哮喘有顯著的相關(guān)性[20]。在一項(xiàng)哮喘或相關(guān)癥狀的人群樣本中探索血液嗜酸性粒細(xì)胞和肺功能之間的縱向聯(lián)系的研究[21]，發(fā)現(xiàn)血嗜酸性粒細(xì)胞增多與較低的FEV1值相關(guān)，表明血嗜酸性粒細(xì)胞增多與氣流阻塞有關(guān)，可能是肺功能下降的重要危險(xiǎn)因素。Jatakanon等[22]通過(guò)對(duì)穩(wěn)定期控制性哮喘患者減少吸入皮質(zhì)激素劑量，誘發(fā)哮喘急性加重，同時(shí)測(cè)定無(wú)創(chuàng)氣道炎癥標(biāo)志物，發(fā)現(xiàn)基線痰嗜酸性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)高的與后續(xù)發(fā)生急性加重相關(guān)(P<0.05)。之后，多元回歸分析表明，痰嗜酸性粒細(xì)胞的變化是一個(gè)潛在的有用的指標(biāo)，可用于預(yù)測(cè)哮喘控制。哮喘急性加重期患者存在嗜酸性氣道炎癥與非嗜酸性氣道炎癥患者相比，入院后24 h內(nèi)測(cè)量的FEV1較低(70.8% vs 83.6%，P=0.03))，且更需要氧療(63% vs 14%，P=0.002)[23]。血嗜酸性粒細(xì)胞可作為哮喘急性發(fā)作期的生物標(biāo)志物，血嗜酸性粒細(xì)胞>0.4×109/L時(shí)與嚴(yán)重哮喘急性發(fā)作有關(guān)[24]。Yii等[25]提出危及生命的哮喘急性發(fā)作時(shí)，血嗜酸性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)與呼吸衰竭的嚴(yán)重程度相關(guān)，并可預(yù)測(cè)未來(lái)疾病惡化的風(fēng)險(xiǎn)。同時(shí)，血嗜酸性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)為1.2×109/L以上時(shí)，表明該組患者可能表現(xiàn)出以頻繁惡化為特征的嚴(yán)重嗜酸性表型。

基于氣道嗜酸性標(biāo)記物調(diào)整哮喘藥物治療方案，是否應(yīng)該普遍提倡，這是一個(gè)有爭(zhēng)議的戰(zhàn)略。近年來(lái)，有多項(xiàng)研究提出基于嗜酸性氣道炎癥調(diào)整治療方案。一項(xiàng)Meta分析[26]納入16項(xiàng)基于FeNO管理的研究和6項(xiàng)基于痰液分析管理，發(fā)現(xiàn)基于氣道嗜酸性標(biāo)記物(痰嗜酸性粒細(xì)胞或FeNO)水平，調(diào)整哮喘藥物治療可降低哮喘急性發(fā)作的可能性，但對(duì)哮喘控制和肺功能無(wú)明顯影響。

FeNO檢測(cè)具有無(wú)創(chuàng)、簡(jiǎn)便、重復(fù)性好的優(yōu)點(diǎn)，對(duì)嚴(yán)重氣流受限患者仍適用。因此，F(xiàn)eNO更適合作為家庭監(jiān)測(cè)工具，提高哮喘自我管理計(jì)劃的依從性。FeNO是哮喘惡化的一個(gè)預(yù)測(cè)因素，更高水平的FeNO與哮喘惡化頻率和肺功能下降有關(guān)[27]。在哮喘的治療和管理控制的整體評(píng)估中，F(xiàn)eNO可以識(shí)別GINA標(biāo)準(zhǔn)不能識(shí)別的哮喘亞群，更好地識(shí)別這些病人將有助于更好地控制哮喘[28]。FeNO驅(qū)動(dòng)的哮喘管理可顯著減少哮喘惡化，或顯著降低達(dá)到哮喘控制所需吸入皮質(zhì)類固醇的劑量[29]。

針對(duì)哮喘患者嗜酸性氣道炎癥靶向治療的展望

哮喘是一種異質(zhì)性疾病，越來(lái)越多的學(xué)者開(kāi)始對(duì)生物標(biāo)志物及個(gè)體化治療方案進(jìn)行探索。嗜酸性氣道炎癥評(píng)估對(duì)描述哮喘疾病嚴(yán)重程度、控制水平、針對(duì)特異性表型的個(gè)體化治療、提供更好的控制策略。近年來(lái)，針對(duì)嗜酸性氣道炎癥的新型生物制劑已應(yīng)用于哮喘治療，如抗IL-5抗體、抗IL-5受體抗體和抗IL-13受體抗體等。抗IL-5藥物(mepolizumab和reslizumab)已被證明可減少組織嗜酸性粒細(xì)胞增多和病情惡化的頻率，并可減少難治性嗜酸性粒細(xì)胞型哮喘患者口服皮質(zhì)類固醇的劑量[30]。血嗜酸性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)，可以作為嚴(yán)重嗜酸性粒細(xì)胞型哮喘患者的藥效學(xué)和預(yù)測(cè)生物標(biāo)志物，用于評(píng)價(jià)生物制劑治療嚴(yán)重嗜酸性哮喘的療效。基線血嗜酸性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)≥0.150×109/L或既往曾有≥0.300×109/L的嚴(yán)重嗜酸性哮喘患者，最有可能在mepolizumab治療中實(shí)現(xiàn)急性加重率顯著降低[31]。這表明血嗜酸性粒細(xì)胞計(jì)數(shù)既可作為應(yīng)對(duì)生物制劑的藥效學(xué)和預(yù)測(cè)生物標(biāo)志物，也可作為嚴(yán)重嗜酸性哮喘診斷生物標(biāo)記物。然而，藥效反應(yīng)的閾值與疾病預(yù)后的閾值是否一致，仍需要更多的臨床研究證實(shí)。

綜上所述，嗜酸性粒細(xì)胞是哮喘的主要炎癥效應(yīng)細(xì)胞。嗜酸性氣道炎癥與哮喘嚴(yán)重程度、肺功能惡化、急性發(fā)作風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)。傳統(tǒng)上認(rèn)為痰嗜酸性粒細(xì)胞百分比在3%以上與氣道嗜酸性粒細(xì)胞有關(guān)，但有研究證實(shí)血嗜酸性粒細(xì)胞、FeNO與痰嗜酸性粒細(xì)胞均有很好的相關(guān)性，評(píng)估了其作為嗜酸性粒細(xì)胞型氣道炎癥生物標(biāo)志物的作用，對(duì)于未來(lái)開(kāi)展哮喘個(gè)體化診療有著重要的指導(dǎo)意義。目前，外周血嗜酸性粒細(xì)胞、FeNO用于診斷嗜酸性氣道炎癥的界值仍需進(jìn)一步探討，同時(shí)也需更多臨床研究評(píng)估嗜酸性氣道炎癥在支氣管哮喘診治中的應(yīng)用價(jià)值。