外周血嗜酸性粒細胞在慢性阻塞性肺疾病診療中的研究進展

王丹娜 霍建民

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease， COPD)，簡稱慢阻肺，是一種以持續性的呼吸道癥狀和氣流受限為特征的可防可治的疾病，是我國最常見的慢性呼吸系統疾病之一，該病發病率高，致殘率高，死亡率高，也是世界性的公共衛生挑戰[1]。多種細胞參與的慢性炎癥是慢阻肺進展的核心機制，炎癥模式之復雜提示了疾病具有異質性，近年來，嗜酸性粒細胞(eosinophils，EOS)作為COPD發病機制中的重要因子和潛在的生物標志物倍受關注，雖機制未明，但隨著慢性阻塞性肺疾病全球倡議(global initiative for chronic obstructive lung disease, GOLD)的不斷更新，外周血EOS已成為指導COPD患者的治療重要參考指標[2]，這為實現慢阻肺個性化治療，提供了新的思路。本文就外周血EOS在慢阻肺診療中的研究進展作以綜述。

EOS與COPD氣道炎癥的相關性

EOS是終末分化的白細胞，約占健康個體外周血白細胞的1%～5%,參與維持人體穩態和免疫調節，是重要的免疫效應細胞和炎癥細胞[3]。其來源于骨髓中的多功能干細胞CD34+，正常情況下，在血液中保持靜止；早期受白細胞介素(interleukin，IL)-3和粒細胞-巨噬細胞集落刺激因子影響，晚期在等促炎細胞因子的激活下，被招募到循環中，并在趨化因子的作用下遷移到炎癥部位。EOS上的細胞表面整合素與血管內皮細胞上的黏附分子相互作用，使支氣管血管上皮細胞能跨支氣管血管上皮遷移，從而介導外滲進入氣道。一旦進入氣道，激活的EOS釋放促炎介質，導致持續的炎癥和組織損傷[4]。EOS衍生的IL-13可以刺激肺泡巨噬細胞產生基質金屬蛋白酶-12，促進肺氣腫形成[5]。

另外，IL-33對EOS分化、成熟、活化和存活至關重要，研究發現痰EOS>3%的COPD患者的血清和痰IL-33濃度顯著高于無氣道EOS的患者，并且血清和痰液IL-33水平與痰液EOS百分比呈正相關，這說明IL-33可能參與COPD嗜酸性表型的形成[6]。研究表明，約三分之一COPD患者有氣道EOS炎癥的證據[7]。

血EOS與COPD氣道EOS炎癥的相關性

嗜酸性COPD既往被認為是哮喘-COPD重疊的一部分，具有二者共同的病理生理學和臨床特征。但新的研究表明，與有哮喘病史的COPD患者相比，嗜酸性COPD患者過敏證據少，病情惡化程度低，嗜酸性炎癥更為明顯[8]。氣道EOS炎癥可通過誘導痰、支氣管肺泡灌洗液和支氣管活檢等方法進行評估，不同方法獲取的樣本所定義該炎癥類型的閾值有所不同。通常將誘導痰EOS ≥ 3%[9]、支氣管肺泡灌洗液EOS>1%[10]作為氣道EOS的診斷標準。但上述操作對臨床醫生專業能力要求極高，并且對于病情不穩定或者病情較重的患者禁忌，因此,血EOS由于臨床獲取簡便、經濟快捷等特點表現出較好前景，但血EOS能否真實反映并代表氣道EOS炎癥仍無明確定論。

Wagener等[9]以誘導痰EOS ≥ 3.0%為診斷標準，比較了血EOS、FeNO、血清骨膜蛋白及誘導痰細胞計數診斷氣道EOS炎癥的效能，發現血EOS、FeNO評估氣道EOS炎癥具有一定準確性，二者受試者工作特征(Receiver operating characteristic，ROC)曲線下面積分別是0.89、0.78，并且血EOS ≥0.27×109/L時，評估氣道EOS炎癥的敏感性、特異性分別為78%、91%，相較于FeNO ≥ 42ppb的敏感性(63%)和特異性(92%)更優。Kolsum等[11]發現血EOS計數增高組(>250/μL)患者的痰液、支氣管肺泡灌洗和支氣管黏膜下層EOS計數也較高。在COPD急性加重期間，血液中EOS>2%時診斷氣道EOS炎癥的敏感性更高，可達90%[12]，并且在病情惡化時，痰和血中嗜酸粒細胞計數之間的相關性更強[13]。但還有一些研究結果與之并不相同。

Hartjes等[14]發現在未接受吸入性糖皮質激素(inhaled corticosteroids，ICS)治療的COPD患者中，血液與痰EOS、活檢組織和肺泡灌洗液EOS之間的存在較弱的相關性。而Turato等[15]將血液中的EOS數量與大氣道、小氣道和實質中的數量進行比較的研究顯示，血液和組織中的EOS無相關性。這或許是由于組織中的EOS數量大約是血液中的100倍，血液循環途徑僅是EOS從骨髓到組織所通過的軌跡，故而血液循環中的EOS數量僅為組織中的1/100，因此不能真實反映氣道及組織的EOS炎癥[16]。

Pignatti等[17]表明COPD患者血液和痰中的嗜酸粒細胞相關性受年齡、心血管合并癥等因素影響。另外，有研究發現嗜酸性COPD更有可能在男性、戒煙者、身體質量指數較高的人群和患有合并癥的高風險人群中發生(OR 1.36，95%CI 1.26～1.46，P=0.05)[18]。綜上，還需大量前瞻性研究以證實血EOS是反映氣道嗜酸性炎癥的有效替代標志物。

血EOS增加與COPD急性加重風險的相關性

Kerkhof等[19]研究發現,穩定期COPD患者血EOS ≥ 450/μl時，接下來一年的加重率要比EOS較低的患者高13%(P=0.03)，但亞組分析顯示這僅限于EOS較高的戒煙者(RR 1.30；95%CI 1.14～1.48；P<0.0001)。然而，Yun等[20]對COPDGene研究進行發現分析，對ECLIPSE研究進行驗證分析來評估血EOS于COPD急性加重風險的關系，表明當血EOS計數≥300/μl時，COPD急性加重風險分別增加1.32倍、1.2倍。值得注意的是，回顧性分析顯示，血EOS隨時間變化存在較高的變異性，在英國和美國的COPD患者中，EOS計數在300～400/μl時變異性最大，EOS計數<150/μl 的變異性最低。以上說明血EOS增加一定程度上可以預測COPD急性加重風險，但是動態監測血液EOS可能比單次測量預判病情變化更準確，更有利于臨床診療[21]。

血EOS對COPD患者激素個體化治療的意義

近年來，外周血EOS被認為是指導COPD急性加重期間皮質類固醇治療的有望生物標志物。但由于目前研究方法、標準界定不同，血EOS用于預測COPD患者激素治療的結果不同。Wedzicha[22]等研究發現不論基線血EOS<2%或≥ 2%，(long-acting β2agonist，LABA)/(long-acting muscarinic antagonist，LAMA)組COPD患者的年急性加重率均低于LABA/ICS組患者。Roche[23]等以更高血EOS為基線進行分層(≥3%，≥5%，≥300/μl)，表明LABA/LAMA與LABA/ICS兩組患者的急性加重率無明顯差異。但是并非所有結果都如此，對來自FORWARD和Dransfiel的兩項重復研究的數據進行事后預測建模發現，兩項研究在所有嗜酸性粒細胞水平上，ICS/LABA都比單獨使用LABA減少病情惡化[24]。此外，一項事后分析研究發現當血EOS<100/μl時，含有ICS的方案對急性加重無影響，當EOS≥100/μl時，ICS+LABA(布地奈德+福莫特羅)較單用LABA(福莫特羅)相比，急性加重風險顯著降低(RR=0.75 ，95%CI：0.57～0.99),并且隨著EOS進一步增加，急性加重風險明顯下降[25]。Cazzola[26]等發現ICS/LABA/LAMA三聯組合與ICS/LABA組合相比，可以改善COPD患者FEV1水平以及降低COPD急性加重風險的發生。WISDOM[27]和SUNSET[28]兩項研究結果表明，當血EOS≥300/μl時，撤除ICS會導致COPD患者病情急性加重的風險增加。這說明ICS在指導ICS個體化應用及預防COPD急性加重方面給患者帶來一定的獲益。

但是，并非所有慢阻肺患者均受益于ICS。在Roche等[23]EOS<2%和EOS ≥ 2%研究亞組中，接受LABA/ICS的患者的肺炎發生率均高于LABA/LAMA。還有研究表明，當外周血嗜酸性粒細胞≥ 2%時，嗜酸性COPD平均患病率為54.95%[18]。這意味著對于不嚴重的COPD患者應用ICS既無價值又因不良反應而具有潛在危險。并且在現實世界中，LAMA+LABA+ICS的三聯組合在預防COPD惡化方面通常與LAMA和LABA雙支擴劑一樣有效，對于除了血EOS水平較高，或上一年有≥ 2次加重史的患者更適合三聯療法外，其他所有患者LAMA-LABA應足夠，還可減少因ICS使用導致的肺炎發生風險[29]。因此，血EOS的增加在確定哪些患者可能在LABA/LAMA治療的基礎上用ICS會受益存在一定指導意義。GOLD 2021指南推薦ICS僅用于特定的COPD患者，并可與單一或雙種支氣管擴張劑LABA/LAMA聯合有效使用。對于反復發生肺炎、血EOS<100/μL、存在分枝桿菌感染史的慢阻肺患者，應避免使用ICS[30]。

綜上，外周血EOS在識別慢阻肺急性發作風險和對ICS的治療反應方面具有重要意義，但有關EOS閾值界定標準仍需要更多的研究數據加以證明。

血EOS對COPD的靶向治療的應用價值

IL-5是促進EOS分化、存活和活化的主要調節性因子。目前，以IL-5為靶點治療哮喘的嗜酸性氣道炎癥已成功應用，但該方法在治療嗜酸性COPD領域仍在探索階段。Benralizumab是一種單克隆抗體，與IL-5受體的亞基結合可快速消耗血液和痰液中的EOS，可使得EOS增多的COPD患者獲益。Brightling[31]等研究發現Benralizumab相較于安慰劑而言，并不能降低COPD急性加重的發生率，但在EOS ≥ 300/μl亞組中，該藥可以降低COPD急性加重發生率，并且改善COPD患者的肺功能和生活質量。Pavord[32]等在對COPD患者Mepolizumab Ⅲ期臨床試驗進行事后分析表明，在METREX研究和METREO研究中，100mg Mepolizumab可以降低頻繁急性加重EOS亞型COPD患者總的中重度急性加重次數，但在整體入組的COPD患者中，結果無統計學差異。

此外，針對IL-4受體、IL-13等靶點治療哮喘的單克隆抗體治療COPD尚未見相關文獻報道[33]，相信隨著人們對COPD機制研究的深入，未來將有更多的單克隆抗體應用于CODP的治療，為患者帶來更多獲益。

血EOS與COPD患者預后的相關性

一項回顧性多中心研究納入了605例AECOPD患者為以分析氣道嗜酸性炎癥對COPD治療結局的影響，結果表明血EOS百分比>2%的COPD患者入ICU率及死亡率更低[34]。并且血EOS ≥2%與血EOS<2%的COPD患者相比，肺功能和生活質量(圣喬治呼吸問卷)更好，體重指數,氣流阻塞程度,呼吸困難,運動能力(Body mass index, airflow Obstruction, Dyspnea, and Exercise capacity)指數即BODE指數、改良版英國醫學研究委員會呼吸困難問卷評分和肺氣腫進展率更低[35]。此外，血EOS可以作為重度AECOPD患者再入院的預測因子。Couillard[36]等研究表明，EOS增高(EOS>200/μl或EOS%>2%)時，重度AECOPD患者1年內再入院風險增高[OR 3.59(1.65～7.82)，P=0.0013]，且距離第一次COPD相關再入院時間縮短，但住院時間無統計學差異。與該結果類似，還有研究表明，EOS ≥ 200/μL和/或EOS% ≥2%預示著≥2次復發再入院率增加，但死亡率反而降低[37]。但其他研究結果顯示，入院時EOS<0.144×109/L或EOS%<2%與AECOPD的住院時間較長有關,與1年內再入院率與死亡率無關[38]。

綜上，血EOS水平在一定程度上可以預測COPD患者死亡率、住院時長及復發再入院率，并且，即使COPD患者血EOS處于正常限度內，也可能產生自相矛盾的有益效果，高EOS不一定與較差的預后相關，這更突顯了COPD的復雜性和異質性，今后還需大量前瞻性研究進一步探究其在預后中的重要作用以指導臨床決策。

總結及展望

慢阻肺患者表型復雜多樣，治療需充分考慮個體差異。通過COPD表型指導治療可能更為合理。越來越多的證據表明嗜酸性COPD是一種獨特表型，血液和/或氣道EOS增多的患者更易出現病情惡化，對皮質類固醇治療效果更好，另外，使用生物制劑的新治療方法，或許可以避免激素所致肺炎增加風險，可見其作為指導COPD臨床診療的生物標志物的重要作用。但是，血EOS到底是敵是友，以2%為閾值是否準確，能否代表真實世界的一般人群，能否作為單一標志物鑒定臨床表型等問題仍是巨大挑戰，需要更多的前瞻性臨床研究和事后分析結果去印證，這對于進一步明確COPD發病機制，推進個體化治療和精準醫學發展，提高COPD預后、減輕經濟負擔具有重要意義。