外周血嗜酸性粒細胞計數水平對慢阻肺患者肺康復治療獲益價值的影響

蔡繼君 黎友倫 陳亞娟 稅莉莉 鐘曉慶

COPD是常見的慢性呼吸系統疾病，近年來40歲以上的中國人群患病率已攀升至13.7%[1]。美國胸科學會(American Thoracic Society, ATS)和歐洲呼吸學會(European Respiratory Society, ERS)[2]推薦對COPD患者進行肺康復訓練。COPD是一種異質性疾病，EOS可能在10%～40%的COPD患者中起著重要作用[3]，COPD的頻繁急性加重與痰EOS的增多有關[4-5]。EOS高的COPD患者急性加重更頻繁、肺功能下降更快且生活質量降低更明顯，還伴隨呼吸肌功能障礙、四肢肌功能障礙及營養不良等情況，予以肺康復治療尤為重要。然而，不同外周血EOS水平的COPD患者行肺康復治療的療效差異目前尚不明確，也無相關研究。因此，我們擬通過一項前瞻性隨機對照臨床研究，觀察不同外周血EOS水平COPD患者行肺康復治療的療效差異，探討不同外周血EOS水平對肺康復療效的影響。

資料與方法

一、研究對象

受試者為2019年8月1日至2020年1月30日于重慶醫科大學附屬第一醫院呼吸內科就診的連續性COPD患者。納入標準：①年齡≥40歲；②吸入支氣管擴張劑后FEV1/FVC<70%；③過去3個月中沒有參加過肺康復訓練；④患者知情同意。排除標準：①患有嚴重心律失常、心功能不全、近期不穩定性心絞痛發作或發生急性心肌梗死；②患有嚴重骨關節疾病，影響日常生活；③神經肌肉疾病致活動困難；④嚴重認知障礙及精神行為異常；⑤周圍血管疾病。

本研究獲得重慶醫科大學附屬第一醫院倫理委員會的批準(2019-282)，獲得研究對象或其親屬的知情同意書。

二、研究方法

根據嚴格的納入流程，將符合標準的患者根據隨機數字表原則隨機分為康復組和對照組，再根據入組時血嗜酸性粒細胞百分比，將兩組患者分別分為兩個亞組(EOS≥2%組和EOS<2%組)。康復組在常規內科藥物治療的基礎上接受為期8周的綜合肺康復治療，對照組僅接受常規內科藥物治療。綜合肺康復治療包括：①健康教育：由護士對患者進行一對一健康宣教，包括戒煙、慢阻肺疾病相關知識、吸入劑的正確使用方法、氧療及機械通氣知識等；②運動訓練：包括耐力訓練(步行、踏功率自行車、游泳等)、氣道廓清(機械輔助排痰等)、呼吸操(徒手體操、鄭氏三操等)、日常生活動作訓練(吞咽功能訓練、平衡訓練、言語訓練、手功能訓練等)、器械訓練及體外膈肌起搏；③呼吸訓練：包括縮唇式呼吸、腹式呼吸、主動呼吸循環技術、阻力呼吸儀器訓練及三球式呼吸訓練儀器訓練等；④認知行為治療或身心療法等社會心理支持；⑤營養支持：包括早期腸內營養支持、重組人生長激素、合理飲食指導及口服營養液等。綜合肺康復持續8周，每周運動2～5次，每次持續20～30分鐘。

對于主要結局指標6MWD，COPD患者的最小臨床重要差異(Minimal Clinically Important Difference， MCID)為26m，標準差為44.6m。估計樣本量為32名患者(1-β=80%和α=0.05)，預計退出率為20%，共招募了41名患者。

三、資料收集與隨訪

入組時患者臨床基本資料收集包括人口學特征(年齡、性別、BMI)，既往史(吸煙史、糖尿病史)，GOLD綜合評估分組，呼吸衰竭，肺功能(FEV1實/預、FVC實/預、FEV1/FVC實測值、MIP及MEP)，FeNO，量表評分(6MWD、CAT評分及Borg評分)等。分別在患者康復治療結束時和結束后第6月通過電話或門診隨訪6MWD、CAT評分及Borg評分等指標，并作記錄。

四、統計學處理

結 果

一、一般資料

共收集50例COPD患者進入篩選，其中9例被排除(4例不符合納入標準，3例拒絕參與試驗，2例其他)。41例患者被隨機分配到康復組(21例)和對照組(20例)，隨訪期間4例脫失(康復組死亡1例，骨折1例；對照組死亡2例)，最終共計37例完成隨訪，康復組19例(EOS≥2%組11例和EOS<2%組8例)，對照組18例(EOS≥2%組11例和EOS<2%組7例)。受新型冠狀病毒疫情影響，入組病例數不如預期。

入組時，兩組患者臨床資料對比無明顯統計學差異，資料具有可比性(表1)。

表1 康復組與對照組人口統計學和臨床基線資料特征

二、不同外周血嗜酸性粒細胞水平COPD患者行肺康復治療的療效差異

1 6MWD

在康復治療結束時及結束后第6月，是否行肺康復和血EOS水平在對6MWD的影響上均存在交互作用(P<0.05)。不同EOS水平患者行肺康復后6MWD均有明顯改善(P<0.05)；行康復治療的EOS≥2%患者較EOS<2%患者6MWD改善均更明顯(P<0.05)，而未行康復治療的EOS≥2%患者較EOS<2%患者6MWD改善均不明顯(P>0.05)(見表2)。

2 CAT評分

在康復治療結束時，及康復治療結束后第6月，是否行肺康復和血EOS水平在對CAT評分的影響上均存在交互作用(P<0.05)。不同EOS水平患者行肺康復后CAT評分均有明顯下降(P<0.05)；行康復治療的EOS≥2%患者較EOS<2%患者CAT評分下降均更明顯(P<0.05)，而未行康復治療的EOS≥2%患者較EOS<2%患者CAT評分下降均不明顯(P>0.05)(見表2)。

3 Borg評分

在康復治療結束時，是否行肺康復和血EOS水平對Borg評分的影響不存在交互作用(P=0.055)。主效應分析提示，是否行肺康復對Borg評分的影響具有統計學意義(P=0.01)，然而，血EOS水平對Borg評分的影響，不具有統計學意義(P=0.362)。

在康復治療結束后第6月時，是否行肺康復和血EOS水平在對Borg評分的影響上存在交互作用(P=0.037)。不同EOS水平患者行肺康復后Borg評分均有明顯下降(P=0.045及P<0.001)；行康復治療的EOS≥2%患者，較EOS<2%患者Borg評分下降更明顯(P=0.010)；而未行康復治療的EOS≥2%患者較EOS<2%患者Borg評分下降不明顯(P=0.690)(見表2)。

表2 不同外周血嗜酸性粒細胞水平COPD患者行肺康復治療的療效比較

討 論

本研究結果表明，對于COPD患者，8周的綜合肺康復治療可以提高運動能力、減輕癥狀負擔和改善疲勞程度，這種獲益在康復治療結束時和結束后第6月均存在。更重要的是，我們首次將外周血嗜酸性粒細胞百分比，以2%作分層分析，發現雖然EOS<2%和EOS≥2%的COPD患者都能從綜合肺康復治療中獲益，但EOS≥2%組較EOS<2%組獲益更大，6MWD、CAT評分及Borg評分改善更明顯，提示外周血嗜酸性粒細胞高的COPD患者從綜合肺康復治療中獲益更多。

在本研究中，我們選擇6MWD作為主要結局指標，是因為它能全面完整地評價運動過程中心、肺及神經肌肉等全身所有系統的反應情況，且易于管理、耐受性更好[6]。與Puhan等[7]和Gosselink等[8]的研究結果類似，經過綜合肺康復訓練后，康復組患者6MWD增加40m～50m左右，對照組較基線期增加不明顯，這可能與肺康復訓練使患者身體狀況得到改善、活動耐量得到增加有關。通過使用CAT評分及Borg評分等呼吸困難評分，我們發現康復組較對照組呼吸困難癥狀明顯好轉。一項基于13項隨機對照試驗(447例COPD患者)的薈萃分析也表明神經肌肉電刺激可使患者呼吸困難或腿部疲勞癥狀得到改善[9]。

GOLD 2019將外周血嗜酸性粒細胞2%作為COPD急性加重的生物學標志物，相關研究也證實了外周血EOS計數(≥2%)可作為替代COPD誘導痰嗜酸性粒細胞(≥3%)的敏感生物學標志物，且有較好的穩定性和一致性[5,10-11]。據此，本文將外周血嗜酸性粒細胞計數≥2%作為COPD氣道嗜酸性粒細胞增多的生物學特征之一，以血EOS計數2%為界，將康復組的患者分為EOS≥2%組和EOS<2%組，結果發現，EOS≥2%的COPD患者較EOS<2%患者對康復訓練的反應更好，不同外周血嗜酸性粒細胞計數水平可能會對慢阻肺患者行肺康復治療的獲益價值產生影響。

我們推測這一原因可能與氣道慢性炎癥致病機制密切相關。氣道嗜酸性粒細胞和支氣管黏膜中性粒細胞增多、活化的T淋巴細胞和TNF-α陽性細胞數量的輕度增加會導致大量炎癥因子釋放，誘發COPD患者急性加重[12]。眾所周知，COPD不僅僅是肺部和氣道受累，也可以引起顯著的全身效應，包括骨骼肌耗損、營養異常、焦慮抑郁、心血管事件發生風險增高等，全身性炎癥反應在其中起著重要作用。全身氧化應激，導致蛋白質氧化，肌肉蛋白分解，脂質過氧化，破壞抗氧化酶，促進肌細胞凋亡，影響刺激-收縮耦聯，從而導致骨骼肌消耗和功能障礙[13]。TNF-α是引起骨骼肌功能障礙的最主要炎癥介質，它可以直接刺激骨骼肌細胞蛋白喪失、抑制骨骼肌的分化和肌肉蛋白表達、刺激肌細胞凋亡及誘導肌細胞數缺失，IL-6可以通過激活蛋白水解作用促進肌肉分解代謝[14]。

EOS升高為主的COPD，是以Th2型免疫反應為主的氣道炎癥，研究者從無哮喘病史吸煙者切除的氣道粘液分泌腺中及其周圍組織中證實了IL-5的表達[15]，且炎癥因子的表達與肺功能呈負相關[16]，與COPD急性加重呈正相關。運動訓練可降低氣道炎癥反應，使IL-5的產生減少、抗炎細胞因子IL-10的產生增加[17-19]。IL-5降低可使循環血和氣道中的嗜酸性粒細胞減少，從而降低氣道高反應性，減少氣道炎癥，減緩氣道重塑。IL-10可下調適應性免疫應答，最小化炎癥引起的組織損傷以及損害效應T細胞維持炎癥反應的能力。此外，在足夠負荷的運動期間和之后，活躍的骨骼肌顯著增加細胞和循環中的IL-6水平，循環中IL-6的升高會導致抗炎細胞因子IL-10和IL-1受體拮抗劑(IL-1RA)升高，它還刺激腎上腺釋放皮質醇，抑制TNF-α水平[20]；有氧運動對卵清蛋白誘導的嗜酸性粒細胞和淋巴細胞向氣道的遷移具有抑制作用，降低IgE和IgG1滴度并抑制Th2細胞因子的表達[5]。

本研究根據患者病情，為患者制定個性化的康復訓練方案，以使康復訓練的療效達到最佳。據我們所知，本研究是國內外第一個將血嗜酸性粒細胞計數運用在COPD患者康復治療療效評價上的臨床試驗，首次考慮不同外周血嗜酸性粒細胞計數水平對慢阻肺康復治療獲益價值的影響。但是，本研究也存在以下不足：首先，本研究納入樣本數量較少,對數據結果的分析存在一定的局限性，未來仍需要進行大樣本、多中心協作的前瞻性臨床研究指導臨床實踐；其次，本研究的結局指標以臨床癥狀改變的主觀評分為主，缺乏對客觀指標如肺功能、血清炎癥因子等的評價，由于患者對癥狀感知的敏感性和耐受性存在差異，最終可能會導致結果出現偏差，未來仍需設計以客觀評價指標為結局指標的臨床研究；最后，康復訓練的療效是一個動態變化的過程，本研究的隨訪時間僅為6個月，未來需要增加隨訪時間，以評估其長期療效。

總之，呼吸康復訓練能提高COPD患者的運動能力、減輕癥狀負擔及改善疲勞程度。相較于外周血嗜酸性粒細胞百分比小于2%的COPD患者，大于等于2%的COPD患者能從康復訓練中獲益更多，不同外周血嗜酸性粒細胞計數水平，可能會對慢阻肺患者行肺康復治療的獲益價值產生影響，外周血嗜酸性粒細胞計數水平，在指導慢阻肺肺康復獲益中具有一定的價值。