慢性阻塞性肺疾病急性加重期住院患者痰細胞學和預后的相關性

譚燕 彭玉蘭 張云輝 王盛蘭

云南省第一人民醫院，昆明理工大學附屬醫院呼吸與危重癥醫學科（昆明650032）

慢性阻塞性肺疾病（chronic obstructive pulmonary disease，COPD）是一種以不完全可逆的小氣道氣流受限為特征的疾病。近年來，越來越多的證據［1-3］顯示COPD是一種異質性疾病，不同的炎癥表型其臨床表現、嚴重程度不同，疾病進展速度和預后也不盡相同。因此，針對不同炎癥表型的診療顯得尤為重要。誘導痰細胞學檢查和血常規是兩種臨床常用的、安全、經濟和高效的研究COPD氣道炎癥的有用工具［4］，也是COPD 的炎癥表型之一。COPD患者的預后是否跟炎性表型相關目前尚未完全明確［5-7］。據此，本研究探討COPD急性加重期（acute exacerbation of chronic obstructive pulmonary disease，AECOPD）患者的痰細胞學和預后的關系，為針對COPD 不同炎癥表型進行精準診療提供理論依據。

1 對象與方法

1.1 研究對象此研究選取2016年2月至2018年7月，我院呼吸與危重癥醫學科住院部新收入院的確診AECOPD 患者302 例，隨訪過程中失訪11 例，最終納入291 例。其中男241 例，女50 例，平均年齡（66.7±10.6）歲，平均身高（164.5±7.4）cm，平均體重（59.7 ± 11.6）kg，平均BMI（21.9 ± 4.4）。其診斷符合慢性阻塞性肺疾病全球倡議（the Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease，GOLD）指南2016 版的AECOPD 診斷標準［8］，無合并其他呼吸系統疾?。òㄖ夤芟?。所有入選者均簽署知情同意書。本研究經云南省第一人民醫院醫學倫理委員會批準。所有患者在入院當天均采集誘導痰進行痰細胞計數、血常規檢查。入院病情穩定后行肺功能檢查。

1.2 研究方法

1.2.1 誘導痰及痰液處理方法采用廣州呼吸疾病研究所實驗室建立的誘導痰處理方法［9］：患者吸入喘樂靈10 min 后，用清水漱口、擤鼻，然后用力深咳，不能咳出者采用高滲鹽水超聲霧化吸入?？忍抵烈严镜呐囵B皿，在收集到的痰中挑取密度大、黏稠度高的分泌物，稱重，加入二硫蘇糖醇（dithiothreitol，DTT）裂解，過濾雜質，離心，沉淀用磷酸鹽緩沖液（phosphate buffer solution，PBS）懸浮，臺盼蘭鑒定細胞活力。制作細胞涂片，風干后多聚甲醛固定，染色，烘干后中性樹膠封片，光學顯微鏡下進行細胞分類。計數400 個白細胞，進行細胞分類，包括嗜酸粒細胞、中性粒細胞、巨噬細胞和淋巴細胞。

1.2.2 采集血常規所有入組AECOPD 患者入院當日抽取靜脈血，血液分析儀測定白細胞總數、中性粒細胞數、淋巴細胞數，嗜酸粒細胞數并計算血中性粒細胞與淋巴細胞比例（neutrophil-to-lymphocyte ratio，NLR）。

1.2.3 肺功能測定采用標準統一的JAEGER肺功能儀（德國carefusion 公司）進行檢測。檢測所有受試者坐位舒張后第1秒用力呼氣容積（FEV1）、第1 秒用力呼氣容積占預計值百分比（FEV1%pred）、1秒率（FEV1/FVC）。支氣管舒張劑為沙丁胺醇（萬托林），經儲霧罐給予400 μg，間隔15 min 后檢測。肺功能檢測質量控制參考文獻［10］的方法。

1.2.4 隨訪通過住院病歷及電話在每位入組患者出院3 個月、1年及2年時進行隨訪，記錄了解患者出院后病情、治療、復查情況、死亡時間等。

1.3 統計學方法使用K-S 法檢驗指標的正態性，對于非正態分布的數據以中位數（四分位數）表示，三組以上的組間差異使用K-W-H 秩和檢驗進行比較；使用Bonferroni 法進行兩兩比較。對于兩組的數據，采用Whitney-U 檢驗進行比較。受試者工作曲線繪制（receiver operating characteristic curve，ROC）評估最大曲線下的面積（the area under the ROC curve，AUC），通過最大化約登指數選取最佳截斷值。使用Spearman 秩相關計算相關性。數據分析使用統計軟件SPSS 22.0，P＜0.05 為差異有統計學意義。

2 結果

2.1 一般資料和炎性因子比較按照GOLD 分級［8］（使用支氣管擴張劑后的FEV1占預計值［11］百分 比）分 組，GOLD1 級47 例，GOLD2 級76 例，GOLD3 級91 例，GOLD4 級77 例。痰中性粒細胞、痰巨噬細胞百分數在GOLD1 級、2 級和GOLD3 級、4 級之間差異有統計學意義［12］（P＜0.05），痰淋巴細胞百分數在GOLD2 級和GLOD4 級之間差異有統計學意義（P＜0.05）。NLR、血淋巴細胞數在GOLD1 級、2 級和GOLD3 級、4 級之間差異有統計學意義（P＜0.05，表1）。

表1 GOLD 分級間炎性因子比較Tab.1 Inflammatory factors were compared between different GOLD grades M（P25，P75）

2.2 痰細胞和血細胞相關性痰嗜酸粒細胞百分數與血嗜酸粒細胞有弱相關關系（r= 0.378，P＜0.001）；痰中性粒細胞百分數與血中性粒細胞也有弱相關關系（r=0.234，P＜0.001）。痰淋巴細胞與血淋巴細胞無關（r=-0.023，P=0.694）。

2.3 出院3 個月內再次急性加重組與未加重組比較兩組間痰中性粒細胞、痰巨噬細胞百分比、血淋巴細胞數以及NLR 和肺功能指標FEV1（L）、FEV1%pred（%）、FEV1/FVC（%）差異有統計學意義（P＜0.05）。出院3 個月內再次急性加重發生比率為31.9%（表2）。

表2 出院3 個月內急性加重組和非加重組比較Tab.2 Comparison with acute exacerbation and non-exacerbation within 3 months after discharge M（P25，P75）

2.4 出院1年內再次急性加重組與未加重組比較兩組間痰中性粒細胞、痰巨噬細胞百分數、血淋巴細胞數以及NLR 和肺功能指標FEV1（L）、FEV1%pred（%）、FEV1/FVC（%）差異有統計學意義（P＜0.05）。出院1年內發生再次急性加重比率為54.6%（表3）。

表3 出院1年內急性加重組和非加重組比較Tab.3 Comparison with acute exacerbation and non-exacerbation within 1 year after discharge M（P25，P75）

2.5 出院2年內存活患者與死亡患者比較兩組間痰中性細胞、痰巨噬細胞百分比、血中性粒細胞數、血淋巴細胞數以及NLR 和肺功能指標FEV1、FEV1%pred（%）、FEV1/FVC（%）差異也有統計學意義（P＜0.05）。出院2年內死亡率19.9%（表4）。

表4 出院2年內死亡組和存活組比較Tab.4 Comparison with survivor and death within 2 years after discharge M（P25，P75）

2.6 痰中性粒細胞、NLR 預測3 個月內再次發生COPD 急性加重的ROC 曲線分析痰中性粒細胞百分比的AUC 為0.605（95%CI：0.532 ～0.673，P＜0.05），截斷點為87.5%，靈敏度70.3%，特異度48.7%。NLR的AUC為0.616（95%CI：0.543 ～0.689，P＜0.05），截斷點為4.6，靈敏度40.7%，特異度82.6%（圖1）。

圖1 痰中性粒細胞、NLR 預測3 個月內發生COPD 急性加重的ROC 曲線分析Fig.1 ROC curve for sputum neutrophils and NLR to predict exacerbation within 3 months after discharge

2.7 痰中性粒細胞、NLR 預測1年內再次發生COPD 急性加重的ROC 曲線分析痰中性粒細胞的AUC為0.576（95%CI：0.510 ～0.642，P＜0.05），截斷點為86.0%，靈敏度71.2%，特異度43.1%。NLR的AUC 為0.619（95%CI：0.554 ～0.683，P＜0.05），截斷點為2.8，靈敏度為59.6%，特異度為63.1%（圖2）。

圖2 痰中性粒細胞、NLR 預測1年內發生COPD 急性加重的ROC 曲線Fig.2 ROC curve for sputum neutrophils and NLR to predict exacerbation within 1 year after discharge

2.8 痰中性粒細胞、NLR 預測2年內發生死亡的ROC 曲線分析痰中性粒細胞百分比的AUC 為0.635（95%CI：0.557 ～0.712，P＜0.05），截斷點為90.6%，靈敏度61.4%，特異度62.0%。NLR 的AUC為0.676（95%CI：0.597 ～0.756，P＜0.05），截斷點為2.6，靈敏度80.7%，特異度50.2%（圖3）。

圖3 痰和血中性粒細胞、NLR 預測2年內發生死亡的ROC 曲線Fig.3 ROC curve for sputum and blood neutrophils，NLR to predict death within 2 years after discharge

3 討論

AECOPD 患者在機體感染病原體后，肺泡巨噬細胞作為機體免疫細胞，協調氣道內炎癥反應放大，損傷肺組織，造成疾病加重［11］。近期也有學者指出，中性粒細胞等炎癥細胞釋放的蛋白酶，可作為自身抗原，參與COPD 自身免疫致病機制［12］。COPD 患者的中性粒細胞與巨噬細胞通過共同產生細胞外基質降解酶導致支氣管和肺實質多種病理改變，從而促進COPD 形成發展［13］。與本研究發現急性加重期痰中性粒細胞、巨噬細胞百分數與GOLD 指標同樣能反應COPD 患者病情嚴重程度的結論相符。

本研究發現誘導痰中性粒細胞、嗜酸粒細胞百分數與血中性粒細胞、嗜酸粒細胞有相關性，但預測價值不高。單靠血嗜酸性粒細胞COPD 患者可顯示微小的臨床差異，與惡化沒有關聯，而分層痰嗜酸性粒細胞與較大的表型差異和COPD 加重有關［14-16］。重要的是，增加的血嗜酸性粒細胞并不能可靠地預測氣道嗜酸性粒細胞［17-18］。血嗜酸性粒細胞在本研究死亡與存活組及出院再次發生急性加重和未發生組之間比較雖然差異無統計學意義，但也表現出明顯差異。主要原因考慮本研究未將COPD 合并支氣管哮喘的患者納入研究人群，部分AECOPD 的患者入院前存在長期糖皮質激素的吸入等原因可能影響了嗜酸性粒細胞的表達，也是本研究的不足之處，有待進一步研究來驗證。

血液NLR 由兩種相互補充免疫細胞數值組成，其中，中性粒細胞反映特異性炎癥情況，淋巴細胞反映免疫系統的調控［19］，在AECOPD 患者中，機體中兒茶酚胺類產物增高，造成淋巴細胞數目的降低，從而造成NLR 值上升，因此NLR 數值在一定程度上升高可以對COPD 嚴重程度進行診斷和評估［20］。近年來在多種臨床應用和各種疾病中得到了高度評價［21］，不僅可以預測COPD 患者急性加重風險［22-23］，還是COPD 患者死亡的獨立預測因子［24-25］。不同研究發現的截斷點略有差異，本研究發現截斷點較其他研究［26-27］偏低，本研究對象雖然為單純AECOPD 呼吸系統疾病的患者，但是我院收治患者多為外地轉診患者，病情偏重，存在其他系統合并癥因素；入院前可能已經存在抗生素及糖皮質激素治療的情況；云南地區多高海拔等因素，所以對結果可能會產生一定影響。

誘導痰檢測技術和血常規檢查簡便、廉價、安全且［20］能真實而可靠的反映氣道炎癥程度［21］，所以AECOPD 患者誘導痰中性粒細胞百分比以及血NLR 在指導臨床治療、評估治療效果、評測預后等方面都具有良好的應用前景。