氣道不同部位一氧化氮測定在慢性阻塞性肺疾病中的價值

吳敏 金蒙蒙 趙磊

安徽醫科大學第四附屬醫院呼吸與危重癥醫學科（合肥230061）

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmo?nary disease，COPD）簡稱慢阻肺，是一種以持續呼吸道癥狀和氣流受限為特征，可預防和治療的疾病，通常是由大量暴露于有毒顆?；驓怏w引起的氣道和或肺泡異常所導致，其中發生在直徑＜2 mm 的小氣道的慢性炎癥，是本病發病的關鍵因素［1］。呼出氣一氧化氮（fractional exhaled nitric oxide，FeNO）的測定是評估氣道炎癥的簡單、非侵入性方法，已被作為包括哮喘、COPD 在內的多種呼吸系統疾病反應肺部氣道炎癥的生物標志物。在50 mL/s 呼出氣流中測得的一氧化氮濃度（FeNO50），可以認為是中央氣管及支氣管Th2 炎癥的標志物［2］。然而，周圍氣道炎癥和功能障礙是COPD 發病的關鍵因素，COPD 中的慢性氣流受限是小氣道疾病和肺實質破壞的結果［3］，FeNO50并不能很好的反應。來自氣體交換區域的一氧化氮被稱為肺泡呼氣一氧化氮（CaNO）［4］，是反應肺周圍小氣道炎癥的間接生物標志物。然而，現有研究結論存在諸多爭議和沖突，單一FeNO 在COPD中的臨床應用價值尚難定論。因此，本研究擬對中心性支氣管和遠端氣道（小氣道和肺泡/腺泡區域）的肺NO 進行聯合檢測，同時收集肺功能，外周血白細胞計數（white blood cell count，WBC），血嗜酸性粒細胞百分比（blood eosinophil percent?age，EOS%）、C 反應蛋白（C?reactive protein，CRP）和COPD 評估測試（COPD assessment test，CAT）評分等臨床變量作為觀察指標，探討不同部位（中心氣道一氧化氮（FeNO50）及肺泡一氧化氮（CaNO））呼出氣一氧化氮濃度檢測在評估COPD 氣道炎癥中的應用價值。

1 資料與方法

1.1 病例資料收集從2019年1月至2020年5月在我院門診及住院的COPD 患者82 例進行觀察研究。其中COPD 穩定期患者37 例（患者在入組前4 周內無需改變治療方法或無加重病情）作為COPD 穩定組，COPD 急性加重期患者45 例（入選標準符合《慢性阻塞性肺疾病急性加重期（AECO?PD）診療中國專家共識（2017年更新版）》）作為COPD 急性加重組，并選取20 例2 周內無呼吸道癥狀的于我院體檢的健康受試者（年齡＞40 歲）作為對照組。根據2019年慢性阻塞性肺疾病全球倡議（global initiative for chronic obstructive lung disease，GOLD）指南，由呼吸?？漆t生根據病史、癥狀（慢性咳嗽/咳痰及呼吸困難等）和肺功能存在不可逆的氣流受限（支氣管擴張劑使用后FEV1/FVC ＜0.70）作為COPD 的診斷標準［5］。并排除以下人群：（1）有哮喘史或支氣管舒張試驗陽性（吸入支氣管擴張劑后FEV1 ＞200 mL 且增加12%）；（2）合并有過敏性鼻炎；（3）患有其他嚴重的肺部疾病（如重癥肺炎、肺癌、間質性肺病、肺栓塞等）的患者。該研究得到倫理委員會的批準，所有參與者均簽署了知情同意書。

1.2 資料收集詳細記錄各組患者的基本信息（包括姓名、性別、年齡、吸煙史等情況），完成血常規、C 反應蛋白（CRP）、常規肺功能+支氣管舒張試驗、呼出氣一氧化氮（FeNO50和CaNO）檢測。將COPD 患者依據GOLD 指南完成CAT 評分。比較各組（健康對照組、COPD 穩定期組、COPD 急性加重組）之間的FeNO50、CaNO 、WBC、EOS%、CRP、FEV1%及CAT 評分的差異。

1.3 肺功能檢測使用肺功能測定儀（MS?PFT，德國耶格公司）進行肺功能測定，選取一秒用力呼氣容積占預計值百分比（FEV1%）為評價指標。

1.4 FeNO 檢測所有受試者檢測前2 h 內均未使用過任何吸入類藥物、未進食、未抽煙及劇烈運動，使用納庫倫呼氣分析儀（SUNVOU?P100，無錫市尚沃醫療電子股份有限公司），按照呼出氣一氧化氮測定指南標準規程，選擇FeNO+CaNO 呼氣聯檢模塊進行檢測?；颊咴陟o息狀態下，囑其盡力呼氣后用口唇包緊濾器，平靜吸氣至肺總量位，再緩慢呼氣，呼出氣平臺持續時間＞2 s，測定FeNO50值（呼氣流速為50 mL/s）及CaNO 值。測定結果以ppb（parts per billion）為單位。

1.5 統計學方法采用SPSS 19.0 軟件進行數據處理，正態分布計量資料以（）表示，兩組比較使用t檢驗，三組及以上比較采用單因素方差分析，其中兩兩比較使用SNK 檢驗；計數資料采用χ2檢驗，P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 基本資料AECOPD 組、COPD 穩定組和健康對照組患者在年齡、性別及吸煙史方面的差異均無統計學意義（表1）。

表1 患者一般臨床資料比較Tab.1 The clinical characteristics of the patients and controls

2.2 各組間CaNO、FeNO50、CRP、WBC 等指標水平比較COPD 急性加重組CaNO、WBC、CRP 值明顯高于穩定組和對照組，差異具有統計學意義（P＜0.05），COPD 穩定組CaNO 值顯著高于對照組，而炎性指標WBC、CRP 在穩定組和健康對照組之間差異無統計學意義（P＞0.05）。COPD 急性加重組及COPD 穩定組FeNO50值明顯高于健康對照組，差異具有統計學意義（P＜0.05），但在COPD 急性加重組與COPD 穩定組FeNO50值差異無統計學意義（P＞0.05）。血嗜酸性粒細胞百分比（EOS%）在三組之間差異無統計學意義（P＞0.05），見表2。

2.3 COPD 急性加重組FeNO50 及CaNO 與CAT評分及FEV1%的相關性分析在COPD 急性加重組，CaNO 值與CAT 評分呈正相關（r= 0.627，P＜0.001），與FEV1%呈負相關（r=-0.457，P=0.002），而與FeNO50值與CAT 評分（r=-0.08，P= 0.6）及FEV1%（r=-0.008，P=0.959）無相關性。

2.4 COPD 急性加重組FeNO50 及CaNO 分層分析在COPD 急性加重組中，依據CAT 評分及FEV1%進行分層分析，發現CaNO 在CAT 評分＞20分組明顯高于≤20 分組，差異有統計學意義，而FeNO50在兩組中差異無統計學意義；同時CaNO 在FEV1% ≤50%組明顯高于FEV1% ＞50%組，差異有統計學意義，而FeNO50在兩組中差異無統計學意義，見表3。

表2 各組間CaNO、FeNO50、CRP、WBC 等指標水平比較Tab.2 Comparison of parameters such as CaNO，FeNO50，CRP and WBC among each group±s

表2 各組間CaNO、FeNO50、CRP、WBC 等指標水平比較Tab.2 Comparison of parameters such as CaNO，FeNO50，CRP and WBC among each group±s

注：*P ＜0.05，***P ＜0.001 與對照組比較；#P ＜0.05，與穩定組比較

CO加PD重 急組性穩CO定P組D健康對照組F 值P 值WBC8.61±5.07*6.48±2.565.39±1.415.4690.006 EOS%CRP CaNO FeNO50 3.12±6.26 31.56±4.59***9.84±1.07*#27.27±1.59*2.47±2.83 1.26±2.31 6.70±3.91*22.61±1.97*2.16±0.16 1.76±1.71 3.57±2.74 14.65±4.08 0.211 8.236 4.497 3.703 0.810＜0.001 0.013 0.028

表3 COPD 急性加重組FeNO50及CaNO 按CAT 評分及FEV1%分層分析Tab.3 FeNO50 and CaNO were analyzed by CAT score and FEV1%in COPD with acute exacerbation ±s

表3 COPD 急性加重組FeNO50及CaNO 按CAT 評分及FEV1%分層分析Tab.3 FeNO50 and CaNO were analyzed by CAT score and FEV1%in COPD with acute exacerbation ±s

CAT 評分＞20 分CAT 評分≤20 分FEV1%≤50%FEV1%＞50%例數25 20 29 16 CaNO（ppb）13.51±13.05 5.27±3.56 12.22±1.26 5.54±3.27 t 值2.739 2.07 P 值0.009 0.044 FeNO50（ppb）28.72±2.05 25.45±6.98 27.86±1.19 26.19±2.19 t 值0.744 0.334 P 值0.463 0.740

3 討論

一氧化氮（nitric oxide，NO）是由一氧化氮合酶（nitric oxide synthase，NOS）產生的氣體信號分子，通常存在于人體呼出氣中，在肺內由三種合成酶內源性合成，并在包括COPD 在內的氣道炎癥過程中進一步增多［6］。NOS 包括3 種同工酶，分別為內皮型一氧化氮合酶（endothelial nitric oxide syn?thase，eNOS）、神經型一氧化氮合酶（neuronal nitric oxide synthase，nNOS）及誘導型一氧化氮合酶（in?ducible nitric oxide synthase，iNOS）。在健康狀態下，NO 主要由結構型一氧化氮合酶產生，但在疾病狀態下，NO 濃度由于誘導型一氧化氮合酶（iNOS）的上調而增加。iNOS 一般不直接表達，多由炎癥和感染等因素刺激而誘發［7］。硝化應激途徑是COPD 氣道炎癥的驅動因素［8-9］，在重度和極重度COPD 患者的外周肺組織中，神經型和誘導型的一氧化氮合酶（nNOS 和iNOS）的表達增加，進而引起COPD 患者氣道的NO 濃度增加［10］。COPD 急性加重會使氣道的硝化應激水平進一步提高［6］。

FeNO 作為一種非侵入性檢測方法可用于監測氣道炎癥，已被廣泛用作哮喘的炎癥標志物。FeNO 是中央氣道2 型炎癥的可靠標志，但對肺周圍或小氣道的變化不敏感。標準FeNO 測量是在50 mL/s（FeNO50）流量下獲得的來自整個肺的一氧化氮濃度。炎癥中iNOS 表達和NO 合成的增加反映為FeNO50的增加，但由于這種NO 混合物是在下氣道不同部位產生的，因此不能用于區分中央氣道和外周氣道的炎癥。

已有大量研究探索了COPD 患者的FeNO 水平。然而，FeNO 水平與COPD 患者急性加重的關系仍存在一定爭議。多數研究顯示，FeNO 水平高的COPD 患者急性加重的頻率更高［11-12］。但也有研究表明FeNO 水平與COPD 急性加重頻次之間并無關聯性［13-14］。一項納入24 例患者的研究評估COPD 患者的FeNO 水平的薈萃分析結果顯示，急性穩定期COPD 患者的FeNO 水平均較健康對照者輕度增高［15］。本研究表明，與健康人群比較，FeNO50在COPD 急性加重組及穩定組均有升高，但在COPD 穩定組及急性加重組中兩者并無明顯差異。這可能是由于FeNO 水平增高帶來的急性加重的風險是因中央支氣管中Th2 炎癥而引起，但慢阻肺的本質是小氣道疾病和肺實質破壞的結果，FeNO 并不能精準體現慢阻肺患者慢性氣流受限的本質。此外，已有大量研究證據支持痰嗜酸性粒細胞百分比與COPD 患者FeNO 水平存在相關性。SOTER 等研究顯示FeNO50與COPD 中的痰嗜酸性粒細胞增多有關［16-17］，但FeNO 與血嗜酸性粒細胞的相關性研究爭議較多，李玉磊等［18］的研究支持血嗜酸性粒細胞與FeNO 相關，但GAO 等［19］的研究則與之相反。本研究與GAO 等研究一致，在COPD 患者中未發現血嗜酸性粒細胞百分比與FeNO50存在相關性。

來自氣體交換區域的NO 被稱為肺泡或小氣道NO（CaNO），在有癥狀的哮喘患者中，已顯示CaNO 增加［20］。CaNO 濃度反映了外周氣道中的硝化應激水平，這是COPD 炎癥的重要組成部分。本研究發現CaNO 在COPD 穩定期和急性加重期均升高，并且在COPD 急性加重期患者中明顯高于穩定期，同時在急性加重患者中，血WBC及CRP 等反應全身炎癥的指標明顯高于穩定組。這可能與COPD 急性加重時的氧化應激和炎性細胞因子的產生增加［6，21］，進而上調外周氣道中的nNOS 和iNOS 活性有關［10］。第1 秒用力呼氣容積（forced ex?piratory volume in one second，FEV1）是目前反映慢阻肺患者氣流受限程度最好的客觀指標。呼出氣中的一氧化氮可能是COPD 疾病嚴重程度的標志。然而，大多數研究顯示FeNO 水平與肺功能損害之間沒有一致的關系［11，22］。BRINDICCI等［10］研究發現CaNO 濃度與FEV1 呈負相關，因此CaNO 也許能為評估慢阻肺病程進展提供新視角。與大多數研究結果一致，本研究結果表明在COPD 急性加重患者中FeNO50濃度與FEV1%及CAT 評分均無相關性。同時，與BRINDICCI 等［10］研究發現CaNO和FEV1%之間存在相關性一致，觀察到CaNO 與氣流受限程度（FEV1%）及CAT 評分具有顯著相關性。并且在CAT 評分＞20 分和FEV% ＜50%的重度及極重度患者中升高更明顯。這可能與COPD 患者肺組織中NOS 同工酶的活性增加，而神經型一氧化氮合酶（nNOS）的表達與COPD 中氣流受限的嚴重程度有關［10，23］。因此，CaNO 可以作為非侵入性遠端小氣道炎癥的標志物。

綜上所述，本研究發現在穩定和急性加重的慢阻肺患者中，中央和外周氣道的一氧化氮濃度存在差異。肺泡一氧化氮CaNO 可能是反映慢阻肺患者遠端小氣道炎癥更好的生物學指標，FeNO和CaNO 聯合檢測能更好的反映慢阻肺患者氣道炎癥的情況，可用于監測慢阻肺病情加重期間的炎癥活動。但本研究的研究例數較少，仍需進行大規模的臨床研究驗證，今后將繼續擴大研究樣本量，以明確FeNO 和CaNO 聯合檢測是否可以成為協助慢阻肺鑒別診斷或療效評估的標志物。