呼出氣一氧化氮聯合誘導痰細胞學分類計數在慢性阻塞性肺疾病急性加重期中的臨床意義

張晶晶，趙麗麗，萬亞楠，宋振鑫，張偉

(1.牡丹江醫學院, 黑龍江 牡丹江 157011；2.牡丹江醫學院附屬紅旗醫院呼吸與危重癥醫學科，黑龍江 牡丹江157011；3.牡丹江醫學院附屬紅旗醫院全科醫學，黑龍江 牡丹江 157011）

0 引言

慢性阻塞肺疾病( chronic obstructive pulmonary disease，COPD)是呼吸與危重癥醫學科最常見的疾病之一，其主要特征為存在典型的以中性粒細胞浸潤為主的不完全可逆性氣流受限的氣道炎癥反應，一般好發于中老年人，早期常伴有慢性咳嗽、咳痰、氣短等臨床表現，隨著病情的不斷進展可逐漸發展為呼吸衰竭、慢性肺源性心臟病。近年來，隨著經濟的高速發展，人們的生活環境及水平發生了巨大的改變，COPD的發病率亦有逐年增加及年輕化的趨勢，據國外相關研究調查顯示預計到2030年COPD將成為世界上第三大致命疾病，給各個國家帶來沉重的經濟負擔[1]。與此同時，氣道炎癥反應類型也有新的變化，部分患者可表現為嗜酸性粒細胞性炎癥反應。臨床中將COPD病程分為穩定期和急性加重期，其中急性加重期被定義為患者超出日常狀況的持續惡化，常表現為短期內咳嗽、咳痰、氣短和(或)喘息加重，痰量增多伴有明顯的炎癥狀況，并需要改變基礎COPD治療[2]。及時識別COPD急性發作并對其氣道炎癥嚴重程度做出及時、準確的判斷是目前臨床醫務工作人員的首要任務。近年來，FeNO及誘導痰檢測作為新型的無創性氣道炎癥檢測手段受到了大家的廣泛關注并已經在哮喘的診斷、治療中取得了顯著的成果。現階段，有關誘導痰細胞學分類計數聯合FeNO檢測在COPD中的臨床研究較少，且尚未取得統一的研究結果。我們通過觀察、比較AECOPD患者與健康人群中誘導痰細胞學分類計數、FeNO的變化以及不同細胞分類與肺功能、FeNO之間的相關性，來進一步探討上述炎癥生物標志物對評價AECOPD氣道局部炎癥變化、指導醫師臨床用藥的意義。

1 對象與方法

1.1 研究對象

收集2019年10月至2020年12月牡丹江醫學院附屬紅旗醫院呼吸與危重癥醫學科收治的38例AECOPD患者為研究對象，其中男性24例，女性14例。另選取同期門診就診的19例健康志愿者為健康對照組。

1.2 納入及排除標準

納入標準：所有COPD患者均符合2016年更新版COPD全球的診斷標準（支氣管舒張試驗后FEV1/FVC＜70%）且AECOPD患者均符合2017年版中國專家共識診斷標準[2-3]。排除標準：除外患有哮喘、支氣管擴張、哮喘-慢性阻塞性肺疾病重疊綜合征、腫瘤、結締組織病、全身炎癥反應性疾病、肺間質纖維化、嗜酸性粒細胞支氣管炎及不能配合檢查者均不納入此次研究范圍。

1.3 實驗方法

對所有入組的AECOPD患者及健康對照組均行誘導痰細胞學分類檢測、FeNO測定、同時對AECOPD組加行血常規、肺功能檢測并記錄相關檢測結果。

1.3.1 FeNO檢測參照ATS/ESR制定的《FeNO 檢測指南》進行操作

受試者采取端坐位，將肺內氣體盡量呼出后以口唇包緊過濾器，用嘴吸氣2～3s達肺總量，然后以50mL/s流速勻速呼氣，呼氣時間一定要充足，整個操作至少要重復兩次以確保可重復性最后等待并記錄電腦自動分析結果[4]。

1.3.2 誘導痰的收集及處理

采用3%單一高滲鹽水誘導痰檢測方法：誘導痰的收集:①誘導前詢問患者一般情況、解釋相關注意事項，并在操作前10 min內讓患者吸入沙丁胺醇氣霧劑; ②囑患者霧化前用清水漱口、擤鼻以減少污染;③超聲霧化儀以3%的高滲氯化鈉液為患者霧化30min，期間可適當為患者扣背協助咳痰;④將唾液盡量吐盡，將痰咳至培養皿中;⑤誘導過程若患者出現呼吸困難等嚴重不適或累計時間達30 min仍未誘導成功，均可終止誘導;痰液的處理：至少取痰液1mL以上，痰液稱重，加入4倍體積的0.1% 的DTT充分混合，37℃水浴10min，離心沉淀細胞，上清液分裝-70℃凍存。沉渣涂片，瑞氏-姬姆薩染色，細胞分類計數。每張涂片計數 400 個非鱗狀上皮細胞計算分類，鱗狀上皮細胞＜20%者為合格標本。注：留取誘導痰標本兩小時內立即送檢。

1.3.3 肺功能檢測

由專業技術操作人員對所有AECOPD患者行肺功能檢測（德國Jaegere公司的肺功能測定儀(Master Screen IOS)記錄 FEV1%pre，FEV1/FVC%。

1.3.4 患者入院時取空腹靜脈血2mL，送醫院檢驗科行血常規檢查并詳細記錄血嗜酸性粒細胞計數。

1.3.5 統計學方法

以SPSS 22.0 軟件包進行數據統計分析。計量資料以（±s）或中位數四分位間距表示并進行t檢驗或秩和分析，計數資料則進行χ2檢驗；相關性采用Pearson或spearman相關性分析，P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 一般情況

如表1所示，我們共納入38例AECOPD例患者，其中男性24例，女性14例，年齡41-80歲，平均年齡64歲。健康對照組共19例，男性10例，女性9例。兩組受試者在性別、年齡、體重、身高差異均無統計學意義(P＞0.05)。

表1 兩組研究對象一般資料的比較

2.2 各指標間的比較如表2所示

AECOPD組與對照組相比較誘導痰中性粒細計數%、嗜酸性粒細胞計數%、巨噬細胞計數%、淋巴細胞計數%、FeNO值均明顯高于健康對照組，差異有統計學意義（P＜0.05)。同時根據誘導痰細胞學分類計數對AECOPD組進行分類，可以發現單純中性粒細胞為主型最多共有23例占61%;混合型共12例占32%；嗜酸性粒細胞為主型共2例占5%。

表2 兩組之間各指標比較

2.3 AECOPD組各項指標的相關性分析

AECOPD組誘導痰細胞學分類計數與肺功能及FeNO的相關性詳見表3。從表3中我們可以看到AECOPD組中誘導痰中性粒細胞比值與FEV1/FVC、FEV1%pre皆呈負相關，具有顯著統計學差異（r分別為-0.342,P＜0.05;-0.517,P＜0.05）;誘導痰嗜酸性粒細胞比值與FeNO呈正相關性（r=0.579，P＜0.05），與外周血嗜酸性粒細胞計數呈正相關性（r=0.48，P＜0.05），同時FeNO與外周血嗜酸性粒細胞計數亦呈正相關性（r=0.412，P＜0.05）。

表3 AECOPD組各項指標之間的相關性

3 討論

COPD是呼吸系統最常見的病種之一，其具體發病機制目前仍未完全闡明，考慮主要與遺傳、吸煙等環境因素有關，多種炎癥細胞、炎癥介質及細胞因子參與介導的慢性氣道炎癥是其顯著的病理生理特點。COPD反復急性加重可降低患者生活質量、加速肺功能惡化、顯著增加患者病死率。目前臨床中尚未研發出阻止COPD患者氣流受限進展的特效藥，故有效預防COPD急性發作、準確識別AECOPD炎癥特點并做出及時有效的治療顯得尤為重要。目前臨床中常單純依靠癥狀、肺功能檢測及血氣分析來判斷COPD患者的嚴重程度卻無法直接量化氣道炎癥狀況，傳統的支氣管肺泡灌洗及支氣管粘膜活檢檢查技術雖可以直接判斷氣道炎癥狀態，但常因其花費高、創傷大、患者接受度低難以在臨床中廣泛開展。

一氧化氮（NO）是生物體內的一種重要信號分子參與并介導機體的多種生理過程，NO及相關化合物可由氣道表面中的固有細胞和炎癥細胞在氧氣和NADPH輔助的情況下經一氧化氮合酶（NOS）催化底物左旋-精氨酸產生，哮喘、嗜酸性粒細胞支氣管炎、COPD等肺部慢性炎癥疾病可誘導一氧化氮合酶（NOS）表達急劇增加并合成產生一定量的FeNO[5]。1993年，國外學者ALVING K[6]及其同事研究發現，較正常人相比，哮喘患者FeNO水平顯著升高，指出哮喘與FeNO存在一定的相關性，至此FeNO作為呼吸系統疾病新型炎癥生物標志物引起了國內外學者的廣泛關注。近年來，FeNO測定因其操作簡單、無創、可重復性佳，可同時適用于成人及兒童等特點備受臨床醫生的青睞。2011年ATS / ERS發布的官方臨床實踐指南中推薦使用FeNO測定來評估氣道炎癥同時指導醫師對哮喘患者進評估、管理和長期監測[4]。與在哮喘中發揮的作用相比，FeNO在COPD中的診斷、預測急性加重及指導治療等相關研究目前較少，且研究結果具有較大的爭議性尚未完全統一意見。國內學者王珍[7]研究發現FeNO值在健康人群、穩定期COPD和AECOPD三組人群中逐步升高，且差異有統計學意義(P＞0.05)，認為FENO對診斷COPD及判斷COPD急性加重具有重要意義。國外一項關于FeNO與COPD研究顯示:患者入院時的FeNO水平與治療后FEV1的改善率兩者之間存在顯著正相關，與平均住院時間之間存在顯著的負相關可以有效預測COPD急性加重及判斷患者對治療的總體反應[8]。我們的研究結果顯示AECOPD組FeNO水平明顯高于健康對照組，差異具有統計學意義說明通過FeNO測定可敏銳發現AECOPD期存在更為明顯的氣道炎癥有助于判斷COPD患者病情變化。

誘導痰檢測是近年來研發出的一種新型檢測方法，主要通過高滲鹽水超聲霧化誘導無痰或是咳嗽費力的患者咳出痰液。現多數研究已經證實，誘導痰檢測與支氣管肺泡灌洗、自主排痰細胞分類計數結果具有一致性。與自主排痰存在差異的是誘導痰主要收集的是來源于外周氣道至中央氣道的深部分泌物，可以更好的反應氣道炎癥狀況，更適合相關肺部炎癥疾病的研究[9]。目前，我國關于誘導痰細胞學分類計數尚無統一的參考范圍但多數研究結果顯示，正常人誘導痰中主要以中性粒細胞和吞噬細胞為主，其次是淋巴細胞和嗜酸性細胞[10]。

隨著醫學的快速發展，人們逐漸意識到COPD是一種復雜的綜合征，從其呼吸道炎癥機制、病理、病理生理和臨床特征等方面都有不同的表現這通常又被稱作COPD炎癥表型[11]。根據誘導痰細胞學分類計數可將 COPD 分為單純中性粒細胞型、嗜酸性粒細胞型、粒細胞缺乏型以及混合細胞型四種炎癥表型。我們的研究結果顯示AECOPD患者誘導痰細胞分類計數以中性粒細胞為主，健康人群誘導痰細胞學分類計數以巨噬細胞為主。我們根據誘導痰細胞炎癥細胞比例對AECOPD患者進行炎癥表型分組發現在AECOPD患者中，單純中性粒細胞為主型共23例占61%;嗜酸性粒細胞為主型共2例占5%;混合型共12例占32%。與傳統的觀點不同，我們的實驗結果表明AECOPD患者細胞類型多樣不全是以中性粒細胞型為主，還包括一部分嗜酸型及混合型。中性粒細胞升高常提示細菌感染可能性大，對于此類型患者我們可以給予經驗性抗感染治療而嗜酸性粒細胞升高表明可能對激素治療敏感。對不同炎癥表型進行針對性治療既能有效減少抗生素的濫用，又可減輕患者經濟負擔。同時我們對AECOPD組進行誘導痰細胞分類計數與肺功能相關性分析，發現誘導痰中性粒細胞比值與FEV1/FVC%、FEV1%pre均具有負相關性，（r分別為 -0.342、-0.517,P＜0.05），表明誘導痰中性粒細胞計數比值對患者肺功能造成一定的不良影響，可間接反應疾病的嚴重程度。這或許與感染誘導中性粒細胞釋放多種蛋白酶促進氣道分泌粘液堵塞氣道，加重氣流受限有關。眾所周知，糖皮質激素具有強大的抗炎作用，可快速、有效緩解炎癥狀況，在但常因誘發骨質疏松、感染加重、血壓、血糖升高等不良反應而被限制使用，故在臨床中能夠正確識別對糖皮質激素治療效果佳的COPD患者至關重要。2017年時GOLD指南首次明確指出嗜酸性粒細胞是COPD急性加重的生物標志物，對激素的敏感性較高可以指導激素應用，2020年再次強調嗜酸性粒細胞對急性加重高風險COPD患者吸入糖皮質激素大有裨益[12]。我們通過對AECOPD組進行誘導痰嗜酸性粒細胞計數比值、外周血嗜酸性粒細胞計數及FeNO值進行分析發現它們具有較好的一致性，能夠有效預測嗜酸性氣道炎癥，幫助臨床醫生判斷患者病情指導糖皮質激素的應用。在當今個體化醫遼時代，準確地識別COPD不同的炎癥表型并根據其固有的炎癥特點進性針對性治療是COPD治療的發展趨勢。

4 結論

綜上所述，FeNO及誘導痰細胞學分類檢測具有簡便、無創、可重復性佳、適用人群范圍廣等優點，兩者聯合應用不僅有助于醫師了解AECOPD患者局部炎癥情況，而且對指導不同COPD炎癥表型用藥具有重大意義。但需要注意的是，FeNO及誘導痰檢測在具體的臨床應用中也存在難以避免的局限性。（1）目前開展這兩項檢測的醫療機構在全國范圍內較少且即便醫院內開展該項目，多數臨床醫師仍尚未意識到該項檢查的重要性。（2）誘導痰檢測目前缺乏統一的標準操作流程，且無統一的參考值范圍。未來，我們需要不斷完善檢測的操作流程，設計出更加合理、嚴謹的多中心、大樣本臨床實驗。我們有理由相信誘導痰檢測及FeNO測定在國內外會有更廣闊的應用前景。