AECOPD患者呼吸道病毒感染與氣道重塑的相關性研究

蘇曉勇 胡強 張勇 楊勇剛

呼吸道感染是導致穩定期的慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease，COPD)進展為急性加重期的重要原因之一[1]。雖然既往研究中顯示，細菌感染是慢性阻塞性肺疾病急性加重期(Acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease，AECOPD)患者較為常見的類型，約占總數的78%，但是近年來多項研究也提示，病毒感染在AECOPD的發病誘因中的占比顯著增加，多重病毒感染在此類患者中較為常見[2-3]。由于廣譜抗病毒藥物相對較少，故此類患者病情較重，且住院時間相對較長。Zheng等[4]的研究發現，病毒感染在導致AECOPD患者氣道炎性反應加重中發揮了重要作用，但目前針對病毒感染與AECOPD患者氣道重塑的相關性研究較少，缺乏證實二者相關性的直接研究。本研究旨在為進一步提高AECOPD患者的治療效果、改善患者預后提供依據，報告如下。

資料與方法

一、一般資料

選擇2017年9月-2019年6月于我院就診并確診AECOPD的患者。納入標準：①所有患者均符合《慢性阻塞性肺疾病急性加重(AECOPD)診治中國專家共識(2017年更新版)》中對于AECOPD的診斷標準[1]；②患者病情分度為中、重度；③通過入院前評估患者預后相對較好；④患者依從性好。排除標準：①合并心腦血管疾?。虎诟髋K器存在顯著的功能障礙；③既往免疫抑制劑服用史；④合并其他肺部疾病、腫瘤、感染性疾病或嚴重的基礎疾病。符合上述標準，與患者及家屬簽訂知情同意書后共計納入患者96例。所有患者平均年齡(57.20±11.80)歲；平均病程(5.24±1.37)年；男性73例(76.04%)，女性23例(23.96%)；AECOPD病情中度76例(79.17%)，重度20例(20.83%)；COPD綜合評估分級：A組7例(7.29%)，B組22例(22.92%)，C組41例(42.71%)，D組26例(27.08%)。

二、方法

1 雙擴增法：用咽拭子取患者鼻咽分泌物，按照雙擴增法七項呼吸道病毒抗原檢測試劑盒(廠家：武漢中幟生物科技有限公司；批準文號：國械注準20153401469)相關操作流程，使用武漢中幟生物科技有限公司提供的ADC CLIA200型全自動化學發光免疫分析儀對樣本進行分析，判斷患者流感病毒A、B(flu virus，FLU-A、B)、呼吸道合胞病毒(Respiratory syncytial virus，RSV)、腺病毒(Adeno virus，ADV)、副流感病毒1-3型(Parainfluenza virus1-3，PIV-1-3型)感染陽性情況。

2 PCR-熒光探針法：用咽拭子取患者鼻咽分泌物，按照人鼻病毒(HRV)核酸檢測試劑盒(廠家：湖北朗德醫療科技有限公司；批準文號：國械注準20153400295)相關操作流程，使用美國賽默飛世爾公司提供的ABI 2720型熒光定量 PCR 儀擴增后檢測患者HRV陽性情況。

三、觀察指標及判斷標準

1 出院指征：經治療符合文獻[1]中對于出院標準的相關規定患者可以出院，出院前應為患者制定居家治療相關措施。

2 COPD病情分組：按照《慢性阻塞性肺疾病診治指南(2013年修訂版)》中對于COPD患者綜合評估標準，根據肺功能、既往急性加重次數、呼吸困難分級以及CAT評分將患者分為A、B、C、D四組[5]。

3 氣道重塑的相關因素分析： 根據蔡映云編寫的《慢性阻塞性肺疾病》中相關標準[6]，依托高分辨率CT將小氣道支氣管壁厚度(Wall thickness，WT)增厚作為氣道重塑判斷的指標，計算患者末次隨訪較出院時WT的變化率，變化率=(末次隨訪時WT-出院時WT)/出院時WT×100%，而后取中位數為閾值，并將患者分為高重塑組和低重塑組，分析患者臨床資料[包括：年齡、性別、病程、體質指數(BMI)、吸煙史、既往藥物使用情況、COPD病情綜合評價分組、AECOPD病情、住院期間抗感染治療情況及基礎疾病]、實驗室檢查資料[出院時WT、白細胞(white blood cell，WBC)、中性粒細胞百分比(Neutrophil percentage，N%)、C反應蛋白(C-reactive protein，CRP)、降鈣素原(Procalcitonin，PCT)、白細胞介素6、8(Interleukin 6、8，IL-6、IL-8)及病毒感染情況]來確定與氣道重塑的相關因素。

四、統計學方法

結 果

一、AECOPD患者氣道重塑情況

截止2019年12月30日實驗結束，共計5例患者由于失訪、接受其他治療方式或前往其他醫院就診治療視為脫落，脫落率5.21%，最終91例患者完成出院后6個月時影像學檢查。完成隨訪患者出院時WT值中位數為1.51(1.41，1.64)mm，末次隨訪時WT中位數為1.66(1.56，1.82)mm。末次隨訪時WT顯著高于出院時WT(Z=6.815，P<0.001)。納入患者6個月的WT改變率中位數為9.46(1.71，20.36)%，以WT改變率中位數為閾值將所有患者分為高重塑組(n=46)和低重塑組(n=45)。

二、 兩組患者臨床資料的對比

高重塑組患者年齡、AECOPD重度率、COPD綜合評估、糖尿病患病率顯著高于低重塑組患者(P<0.05)(見表1)。

表1 兩組患者臨床資料的對比

三、兩組患者急性期病毒感染情況的對比

高重塑組患者RSV陽性率、HRV陽性率及病毒總感染率顯著高于低重塑組患者(P<0.05)(見表2)。

表2 兩組患者急性期病毒感染情況的對比

四、AECOPD患者隨訪期間高氣道重塑的影響因素Logistic回歸分析

以AECOPD患者氣道重塑情況作為因變量，采用逐步回歸法中的向前法將單因素分析中存在顯著差異的變量進行Logistic回歸分析，(見表3)。結果顯示，病情重度(OR=8.042，95%CI=1.862～34.732)、COPD分組C、D組(OR=7.802，95%CI=1.728～35.227)、RSV陽性(OR=6.658，95%CI=1.383～32.056)、HRV陽性(OR=6.735，95%CI=1.252～36.239)是影響AECOPD患者高氣道重塑的危險因素(P<0.05)(見表3)。

表3 AECOPD患者隨訪期間氣道重塑影響因素的賦值表

表4 AECOPD患者隨訪期間高氣道重塑的影響因素Logistic回歸分析

討 論

氣道炎性反應是COPD導致氣道重塑并造成疾病進展的重要原因之一，當穩定期COPD發展至AECOPD時，氣道炎性反應加重，若未做有效的干預措施，會導致疾病進展加快，促使患者疾病進程加速，導致預后顯著惡化[7-8]。據以往研究描述，病毒感染陽性患者約占AECOPD患者總數的50%，且此類患者病情反復，預后也相對較差[9]。雖然目前按照規范化的治療手段可以延緩COPD患者病情進展，但是由于COPD的疾病特點，其導致的氣道重塑是不可逆的，故需要更加明確氣道重塑的相關因素，針對性的開展干預措施，延緩病情的進展。

在Ding等[10]的研究中，COPD患者氣道重塑主要受累位置為小氣道，同時氣道管徑狹窄以及管壁增厚為主要改變，其主要檢查手段依賴于高分辨率CT。通過對比多項研究中氣道重塑相關指標，本次研究選擇了與病毒感染所致的炎性反應相關的管壁厚度作為參考指標，主要是由于病毒所致的炎性細胞浸潤及成纖維細胞增生主要表現為氣管壁厚度的改變，該指標對于氣道重塑反應最直接[11-13]。本研究患者在出院時的WT與劉秀香等[14]的研究中COPD緩解期患者的內徑類似，該研究還指出，AECOPD患者WT顯著高于緩解期患者，說明短期的炎性反應會導致氣道發生可逆性的改變，通過規范化治療可以緩解氣道局部炎癥反應，有效改善局部WT增厚的情況，緩解患者相關癥狀。

目前對于AECOPD患者使用抗生素治療的指征相對明確，但是臨床常用的抗病毒藥物僅對流感類病毒敏感，而對于RSV、HRV及ADV等療效有限，故對于抗病毒藥物的使用上存在較大爭議[1]。在本研究中，RSV、HRV及總病毒感染是影響患者隨訪期間氣道高重塑性危險因素，充分說明病毒感染對于COPD患者病情進展是具有顯著影響的。目前對于呼吸道HRV感染的相關研究顯示，RSV及HRV感染后激活TLR3-EGFR-MAPK通路，而此通路中的關鍵蛋白TLR3、EGFR均可能導致局部白細胞介素、TNF-α大量釋放，從而誘發局部炎性反應增強[15]，這一炎癥反應還可以通過促進氣道上皮粘蛋白(MUC5AC)和上皮粘液的過度產生[16]。同時該通路中還有TLR3受體還能誘導氣道上皮杯狀細胞增生和黏膜下腺化大，導致粗蛋白的分泌增多，從而促進了細胞凋亡和氣道上皮中的粘液生成，這與COPD早期氣道重塑的局部病理性改變相似[17-18]。同時在Shirey等[18]的研究中指出，氣道局部的炎性反應、病毒感染所致的M2型巨噬細胞增殖均會誘發T細胞Th2分化增強，而Th2與氣道重塑具有顯著的相關性，這也是上述兩種病毒與患者氣道重塑相關的重要原因。

AECOPD患者局部氣道反應中，與氣道上皮細胞以及周圍血管內皮功能顯著相關的MMPs/TIMPs及t-PA/PAI-1處于失衡狀態，誘導膠原、纖維蛋白過度沉積和纖溶系統失衡，從而導致氣道的結構發生改變，而這兩種平衡與患者的病情呈顯著的正相關狀態，主要原因與病情所致的局部炎性反應及疾病所致的細胞功能紊亂程度有關[19]，在本研究中AECOPD病情是影響氣道高重塑性的重要因素，與該結果相類似。COPD病情分組是根據患者綜合情況進行的，分組靠后的患者，病情惡化風險相對增加，而且癥狀呈多樣化，D組患者發生肺氣腫、肺動脈高壓等嚴重并發癥的可能性增加。在施曉雷等[20]的研究中，這些疾病均與氣道重塑具有顯著的相關性。而本研究結果也指出，COPD分組C、D組也是影響疾病的重要因素。

本次研究為單中心小樣本量研究，且隨訪時間較短，結果可能出現偏倚，同時經過對比其他研究，對于患者發病季節、地區等因素考慮不足，故今后尚需要開展大樣本量、多地域的共同研究來進一步完善對AECOPD患者的治療方式。

綜上所述，病毒感染，特別是RSV和HRV病毒感染，是影響AECOPD患者氣道重塑的重要因素，目前需要加強對于抗病毒藥物的研究，進一步改善病毒感染對于COPD患者病情造成的不利影響。