FeNO與IL-6指導AECOPD患者應用糖皮質激素治療的臨床研究①

王 晶 郭 偉 侯麗萍 田 迎 崔朝勃 王 寧 宋竹翠 宋雅妹衡水市人民醫院呼吸與危重癥醫學科衡水053000

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)是以持續性呼吸道癥狀和氣流受限為特征的慢性氣道炎癥性疾病,其致病因素與長期吸煙、灰塵、吸入毒素等相關[1-2]。研究發現,COPD患者每年會發生0.5～3.5次急性加重,稱為COPD急性加重期(acute exacrbations of chronic obstructive pulmonary disease,AECOPD),患者出現明顯呼吸困難、咳嗽、咳痰加重等癥狀[3-4]。目前,糖皮質激素因其強大的抗炎作用可迅速改善患者相應癥狀在臨床上廣為應用[5]。但并非對所有患者有效,既往通過臨床經驗指導糖皮質激素應用并不規范,因此,部分患者反而會因為糖皮質激素的不合理應用加大相應不良反應發生風險[5-6]。近年來,呼出氣一氧化氮(exhaled nitric oxide,FeNO)濃度和外周血細胞因子水平在判定患者氣道炎癥是否需要糖皮質激素治療及預后方面取得一定成績,并逐漸受到重視[7]。因此,本文旨在探討FeNO濃度和外周血細胞因子水平指導AECOPD全身應用糖皮質激素治療與否的患者臨床各項觀察指標變化情況,以期為AECOPD患者規范使用糖皮質激素治療提供臨床參考。

1 資料與方法

1.1 資料

1.1.1 研究對象 選取2017年9月至2019年11月我院呼吸內科收治的100例AECOPD患者,其中男性59例,女性41例,平均年齡(63.29±5.68)歲。根據是否應用FeNO指導糖皮質激素治療,將100例患者隨機分為2組,其中觀察組50例(應用FeNO指導糖皮質激素治療),以“27 ppb”為切點將實驗組分為高、低FeNO組,其中高FeNO組22例為應用糖皮質激素治療組,低FeNO組28例為未應用糖皮質激素治療組[7]。對照組50例(應用臨床經驗指導糖皮質激素治療),分為應用糖皮質激治療的應用組(36例)和未應用糖皮質激素治療的未應用組(14例)。

1.1.2 納入標準 ①診斷標準符合“2017 GOLD慢性阻塞性肺疾病全球倡議”發布的慢阻肺的診斷及急性加重的相關標準。COPD診斷需進行肺功能檢查,吸入支氣管舒張劑后FEV/FVC＜70%即存在持續氣流受限,排除其他疾病后可確診為COPD。AECOPD標準:主要依靠患者急性發病臨床過程,呼吸系統癥狀惡化超出日間變異,需改變其藥物治療方式；②依從性好,能夠配合順利完成FeNO、肺功能及誘導痰細胞學等檢查；③無合并肺動脈高壓。

1.1.3 排除標準 ①曾患有過敏性鼻炎、支氣管哮喘等過敏性疾病,或皮膚過敏實驗呈陽性；②合并其他部位感染；③肺部影像學診斷為肺部其他疾病；④伴有重大全身疾病者,如冠狀動脈粥樣硬化性心臟病、糖尿?。虎莶荒芘浜舷鄳獧z查。本研究通過我院醫學倫理委員會論證批準,患者或家屬知情同意。

1.1.4 主要試劑與儀器 FeNO檢測儀(尚沃醫療電子股份有限公司)；肺功能測定儀(美國森迪斯)；IL-6、IL-8、TNF-α檢測試劑(青島瑞斯凱爾生物科技有限公司)；流式細胞儀(美國BD公司)。

1.2 方法

1.2.1 FeNO檢測儀檢測FeNO 檢測過程及標準嚴格按照美國胸科學會/歐洲呼吸學會(ATS/ERS)推薦的FeNO操作標準執行[8]。實驗組患者于入院治療前由同一專業人員對其進行FeNO測定,記錄檢測結果。

1.2.2 肺功能測定 采用肺功能測定儀,按照ATS/ERS工作組推薦的肺功能測試標準執行。入組患者于入院治療前由同一名專業人員對其進行檢測,測量3次取最佳檢測結果,檢測內容包括1秒用力呼氣容積(FEV1)、用力吸氣肺活量(FVC)、1秒用力呼氣容積占所有呼氣容積的比例(FEV1/FVC),記錄受試研究對象的FEV1和FEV1/FCV(%)。應首先完成FeNO檢測后再肺通氣功能測定,避免因用力呼氣造成氣道緊張性改變而影響FeNO最終測定結果。

1.2.3 CAT評分 根據CAT評分標準,分別從受試者咳嗽、痰液、胸悶、爬坡或爬樓梯的感覺、家務活動、離家信心、睡眠和精力等8個方面進行評分。每項分值為0～5分,計算總分,總分為0～40分,分數越高代表生活質量越差。

1.2.4 痰嗜酸性粒細胞計數 痰液收集,采用純凈水漱口后,使用3%高滲鹽水霧化,誘導患者咳出痰液,收集1 g以上痰液,取無唾液成分放入離心管中,加入0.1%二硫蘇糖醇,37℃水浴孵育20 min,離心過濾(3 500 r/min,10 min),棄上清,取沉淀涂片后進行瑞氏染色,并對細胞進行分類計數。

1.2.5 外周血細胞因子測定 收集研究對象清晨空腹外周靜脈血3 ml,采用EDTA抗凝,后立即進行離心,離心條件為4℃、2 500 r/min、10 min,收集血清,置于-80℃冰箱保存。采用多重微球流式免疫熒光發光法檢測血清中IL-6、IL-8、TNF-α水平。按照所有研究對象治療前細胞因子的中位數作為分界值,高于中位數記為陽性,低于中位數記為陰性,IL-6、IL-8、TNFα中位數分別為260.54、63.65、16.92 pg/ml。

1.2.6 治療方法 所有患者均予常規抗感染、止咳化痰、平喘、吸氧等綜合治療。

1.3 統計學處理 采用SPSS21.0軟件進行統計學分析,符合正態分布的數據以表示,計數資料采用百分比(%)表示。多組間比較采用單因素方差分析,組間比較采用LSD-t檢驗。計數資料比較采用χ2檢驗；相關性分析采用Pearson相關分析。以P＜0.05為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 治療后各組炎癥指標比較 治療后各組CAT評分、FEV1/FVC%差異無統計學意義。與對照組比較,觀察組IL-6、IL-8、TNF-α水平均顯著降低,以高FeNO組變化最為顯著。治療后高FeNO組嗜酸性粒細胞計數明顯下降(表1)。

2.2 相關性分析 高FeNO組FeNO水平與嗜酸性粒細胞、IL-6、IL-8、TNF-α水平呈正相關,見圖1。

2.3 治療前細胞因子陽性率比較 按照各細胞因子中位數作為臨界值,進一步比較治療前IL-6、IL-8、TNF-α在各組中的陽性率,發現高FeNO組較應用組IL-6(χ2=5.20,P＜0.05)、IL-8(χ2=4.98,P＜0.05)、TNF-α(χ2=5.01,P＜0.05)陽性率顯著升高,其中以IL-6最為顯著(表2)。

2.4 治療后兩組患者各項指標比較 FeNO指導后,觀察組較對照組在住院時間、住院費用、激素使用率、激素不良反應發生率顯著降低(P＜0.05,表3)。

表1 治療后各組炎癥指標比較Tab.1 Inflammation indicators in each groups after treatment

表1 治療后各組炎癥指標比較Tab.1 Inflammation indicators in each groups after treatment

Note:1)P＜0.05 vs Low-FeNO subgroup；2)P＜0.05 vs Received subgroup.

Index FeNO-guided group(n=50)Control group(n=50)High-FeNO subgroup Low-FeNO subgroup Received subgroup Non-received subgroup F 1.52±3.15 2.56 Neutrophil counts(×109 L-1) 2.05±0.491)2) 4.33±0.51 4.79±0.74 4.52±0.68 49.76 FEV1/FVC(%) 64.25±4.61 62.37±4.93 61.67±4.57 61.42±3.92 1.51 IL-6 139.33±8.661)2) 152.71±8.09 186.13±7.98 199.23±8.32 185.21 IL-8 32.33±2.672) 34.77±3.08 36.11±2.62 38.11±2.89 20.25 TNF-α 12.61±1.292)CAT score 22.38±3.15 21.39±3.67 23.62±3.29 2 12.95±1.19 13.33±1.17 13.87±1.32 4.25

表2 治療前細胞因子陽性率比較[例(%)]Tab.2 Positive rates of cytokine in each groups before treatment[n(%)]

表3 治療后兩組患者各項指標[，例(%)]Tab.3 Comparision of indicators between FeNO-guided group and control group after treatment[，n(%)]

表3 治療后兩組患者各項指標[，例(%)]Tab.3 Comparision of indicators between FeNO-guided group and control group after treatment[，n(%)]

Index FeNO-guided group(n=50) Control group(n=50) t/χ2 P.89 2.85 ＜0.05 Hospitalization expenses 1.31±0.11 1.67±0.12 3.13 ＜0.05 Hormone utilization rate 22(44.00) 36(72.00) 8.05 ＜0.05 Hormone adverse reactions 1(2.00) 9(18.00)Hospitalization duration 8.78±0.92 11.36±0 7.11 ＜0.05

圖1 相關性分析Fig.1 Correlation analysis

3 討論

目前,糖皮質激素已被廣泛應用于改善COPD患者預后,且多項研究就糖皮質激素對延緩COPD患者肺功能下降、減少急性加重事件、降低病死率等方面進行了探討[6]。多數研究證實,糖皮質激素可迅速改善患者相應癥狀,但部分研究發現,其在應用時存在不合理情況,可能加大患者糖皮質激素不良反應風險。研究發現,COPD患者接受糖皮質激素治療后肺炎發生率升高,嚴重肺炎發生風險升高69%[9]。部分研究發現,糖皮質激素臨床效果不顯著[10]。因此,為降低長期使用糖皮質激素的風險,更加規范、合理、及時地應用其治療AECOPD,急需尋找對糖皮質激素療效有較好預測價值的指標。

研究證實,循環血嗜酸性粒細胞升高的COPD患者急性加重風險顯著升高,及時對其進行糖皮質激素治療可降低急性加重風險,且隨著嗜酸性粒細胞水平升高,糖皮質激素的治療效果也越好[11-12]。然而,針對嗜酸性粒細胞指導糖皮質激素應用的相對水平或絕對水平,目前尚無共識,加之部分患者嗜酸性粒細胞水平呈波動性,與臨床治療或預后相關的嗜酸性粒細胞水平也尚未確定,限制其臨床應用。COPD主要以氣道的慢性非特異性炎癥為主,其病理過程涉及多種炎癥細胞、炎癥介質。研究發現,在COPD急性發作期患者氣道內嗜酸性粒細胞水平顯著升高。目前已經證實,FeNO在AECOPD患者中濃度顯著升高,歸因于AECOPD患者存在一定氣道炎癥,內源性和外源性炎癥介質刺激誘導iNOs表達增強,導致大量NO產生[7,13-14]。此外,研究證實,氣道嗜酸性炎癥是FeNO增高的主要因素,且二者呈正相關[13]。與上述研究結論一致,本研究中,觀察組患者以FeNO“27 ppb”為切點,其中高FeNO組相比于低FeNO組和對照組(應用組和未應用組),其嗜酸性粒細胞計數顯著升高,二者呈正相關(r=0.69,P＜0.05)。因此,FeNO增高與否可作為指導糖皮質激素用于AECOPD患者治療參考指標。

目前,AECOPD主要以癥狀學定義為標準,但因其急性加重事件具有異質性,單純的以癥狀為標準的方法無法有效區分AECOPD不同炎癥反應類型。由于COPD是一種異質性疾病,存在“嗜酸性粒細胞增高型”和“非嗜酸性粒細胞增高型”等不同表型,研究證實,嗜酸性粒細胞可上調IL-6基因表達和促進IL-6蛋白分泌,進而加重氣道炎癥反應和上皮功能障礙[14]。與上述研究一致,本研究中,高FeNO組AECOPD患者嗜酸性粒細胞顯著升高,而對應的炎性細胞因子IL-6、IL-8、TNF-α水平顯著增高,且與FeNO呈正相關,其中IL-6的相關性最高,與臨床研究中發現部分急性加重患者的痰液和肺泡灌洗液中嗜酸性粒細胞增加,且炎癥因子增高的研究相符[15-16]。此外,通過比較各組患者治療前各細胞因子的中位數發現,高FeNO組患者的細胞因子水平多高于中位數,其中以IL-6,且治療后IL-6下降最為顯著亦最為明顯,提示FeNO和IL-6聯合評估指導AECOPD糖皮質激素可能有助于增強其治療效果。

評估嗜酸性粒細胞水平對口服糖皮質激素治療COPD急性加重效果的影響發現,嗜酸性粒細胞升高的患者癥狀恢復更快,治療失敗率更低[17]。AECOPD患者嗜酸性粒細胞升高提示預后不良,可預測AECOPD患者的再入院率、平均住院日、對全身糖皮質激素治療反應和病死率[14,17]。單一指標無法準確預測所有患者的所有預后指標。本研究通過FeNO水平檢測快速區分患者是否適合應用糖皮質激素,并通過應用FeNO檢測結合多種細胞因子動態變化對AECOPD患者糖皮質激素治療進行綜合評估,發現,觀察組在治療有效率、激素使用率等指標上顯著優于對照組,且在激素不良反應方面,觀察組出現1例不良反應病例,表現為明顯的血糖升高,而對照組共出現9例不良反應,包括3例血糖升高、2例血壓升高、1例消化道潰瘍、1例精神輕度躁狂、1例并發真菌感染,停用激素后癥狀均不同程度緩解或消失。

FeNO檢測作為氣道炎癥檢測手段,因其具有操作簡單、安全、無創等優點,已被ATS/ERS推薦為理想、有效的無創評估氣道炎癥疾病的方法[18]。本研究采用FeNO作為指導AECOPD患者是否接受糖皮質激素治療的依據,高FeNO患者多以嗜酸性粒細胞增高為主,但由于AECOPD的異質性,加之部分患者血嗜酸性粒細胞水平呈波動性,FeNO水平是否隨之動態變化以及單一通過FeNO檢測是否可以準確指導此類患者糖皮質激素治療仍需進一步確定；而細胞因子動態變化與多種因素相關,如何明確單一因素是否可預測相應炎癥變化也需進一步證實。因此,本研究認為,應通過FeNO聯合IL-6檢測有效評估AECOPD患者的炎癥水平,并以此指導AECOPD患者糖皮質激素的臨床應用。

由于研究樣本量較小,且重癥患者因不能配合相應檢查而未能入組,因此,需要進行多中心、大樣本、多因素分析研究。