一氧化氮參數在兒童支氣管哮喘中的臨床應用價值

韋紫倩?依力木古麗·阿卜杜克熱木?吳葆菁

【摘要】 呼出氣一氧化氮（eNO）作為嗜酸性氣道炎癥的標志物，在哮喘的診療中應用廣泛。口呼出氣一氧化氮（FeNO）主要反映大氣道炎癥水平，通過建立肺動力學模型對其進行擴展分析，可以獲得一氧化氮參數，有助于更好地了解呼吸道炎癥水平。該文回顧近年相關研究，就一氧化氮參數在哮喘治療中的臨床應用價值做一綜述，以期為哮喘的評估和管理研究增加新的維度。

【關鍵詞】 呼出氣一氧化氮；一氧化氮參數；哮喘；氣道炎癥

Clinical value of nitric oxide parameters in children with bronchial asthma Wei Ziqian△， Yilimuguli Abudukeremu， Wu Baojing.△Department of Pediatrics， Sun Yat-sen Memorial Hospital， Sun Yat-sen University， Guangzhou 510120， China

Corresponding author， Wu Baojing， E-mail： w_b_jing@163.com

【Abstract】 Exhaled nitric oxide （eNO）， as a marker of eosinophilic inflammation in the airway， has been widely utilized in the diagnosis and treatment of asthma. The fractional concentration of exhaled NO （FeNO） mainly reflects the degree of airway inflammation. By establishing a pulmonary dynamic model for extended analysis， nitric oxide parameters can be obtained， which contribute to deepen the understanding of the degree of airway inflammation. In this article， recent studies were reviewed to summarize the clinical value of nitric oxide parameters in asthma， aiming to supplement a novel dimension for the evaluation and management of asthma.

【Key words】 Exhaled nitric oxide； Nitric oxide parameter； Asthma； Airway inflammation

支氣管哮喘（哮喘）是一種以慢性氣道炎癥、氣道高反應性和可變的氣流受限為特征的慢性氣道疾病。呼出氣一氧化氮（eNO）具有無創、簡便的優點，在哮喘的輔助診斷和治療中廣泛應用。然而，單一的口呼出氣一氧化氮（FeNO）主要反映中央大氣道炎癥水平，不能反映小氣道炎癥水平。FeNO主要應用于哮喘的診治及預后評估，隨著檢測技術的升級，越來越多研究者關注一氧化氮（NO）參數在哮喘中的應用，為此本文就其在哮喘中的臨床應用價值進行綜述。

一、NO與哮喘

氣道中的NO主要由氣道上皮細胞產生。在NO合酶（NOS）的催化下，氣道上皮細胞內的L-精氨酸脫氨基生成L-瓜氨酸和內源性NO。在炎癥、感染等因素作用下，氣道上皮細胞內的NOS合成增多，催化L-精氨酸生成的NO也增多。NOS的同工酶有3種，即神經型NOS、誘導型NOS（iNOS）和內皮型NOS。3種酶在肺內均有分布，其中iNOS在哮喘患者NO增多中起主要作用。

哮喘的病理生理機制與多種炎癥細胞及炎癥因子有關。2型輔助性T淋巴細胞（Th2）因子驅動的哮喘炎癥類型統稱為2型炎癥，在哮喘的發病機制中起主要作用。嗜酸性粒細胞（EOS）為2型炎癥的主要效應細胞。當氣道受到外界刺激誘發2型炎癥時，可誘導氣道上皮細胞內iNOS表達增多，從而催化L-精氨酸產生大量NO。在細胞中，NO可與超氧化物反應，生成亞硝酸鹽（NO2-）、硝酸鹽和活性氮等產物。NO2-代謝的最終產物3-硝基酪氨酸可使蛋白質發生硝化反應。研究表明，硝化反應可導致酶失活，從而引起細胞損傷。3-氨基甲酰丙?；赏ㄟ^減少肺組織蛋白質的硝化水平，減輕過敏性哮喘的氣道炎癥和高反應性［1］。

NO與蛋白質共價結合稱為亞硝基化。NO與半胱氨酸的硫醇亞基結合可以生成有益的S-亞硝基硫醇（RSNO）。RSNO的衍生物S-亞硝基谷胱甘肽（GSNO）具有支氣管擴張作用。而FeNO可以反映GSNO在體內的分解代謝情況［2］。GSNO的分解代謝與S-亞硝基谷胱甘肽還原酶（GSNOR）的表達及活性有關。GSNOR表達增加或活性升高會使GSNO分解加快，在降低支氣管擴張作用的同時增加支氣管反應性。

二、NO參數

1. FeNO與NO參數

eNO是流速依賴性指標。臨床上FeNO指FeNO50，即口呼出氣流速為50 mL/s時的NO濃度，主要反映以氣管、支氣管為主的大氣道NO動力學，難以反映小氣道和肺實質的NO動力學變化。單獨應用FeNO無法評估小氣道及肺實質的炎癥水平，因此需要對FeNO進行擴展分析［3］。FeNO擴展分析又稱NO參數，其指標包括肺泡NO濃度（CaNO）、氣道室NO通量（JawNO）、支氣管壁NO向氣道擴散的能力（DawNO）和支氣管壁NO濃度（CawNO），見表1。NO參數彌補了FeNO的不足，為肺部炎癥的評估提供了參考依據，也有助于了解支氣管內NO產生、擴散的水平。

2. NO參數的計算

NO參數非直接測量所得，為構建肺NO動力學模型計算得出。雙室模型為最常用的肺NO動力學模型。雙室模型將肺分為氣道室和肺泡室。氣道室包括第17級氣道在內的傳導性氣道，而肺泡室包括呼吸性細支氣管及肺泡。DawNO與CaNO匯合，組成JawNO。由于肺泡NO通量較低，氣道室NO主要取決于氣道壁產生的NO及其向氣道擴散的能力。

雙室模型可分為非線性模型和線性模型。非線性模型又稱H?gman & Meril?nen算法（HMA），用于估計JawNO、CaNO、CawNO和DawNO。HMA

要求在低口呼氣流速（≤20 mL/s）、中口呼氣流速（100 mL/s） 和高口呼氣流速（350 mL/s或400 mL/s）

條件下分別測量2次，結果取平均值，對于因有阻塞性呼氣困難而無法完成高流速測量的成人或兒童，若FeNO50 >5 ppb，則可接受較低流速的口呼出氣測量［4］。線性模型又稱Tsoukias & George算法，用于估計JawNO和CaNO。線性模型同樣要求在低、中、高口呼出氣流速條件下測量。其中，低口呼出氣流速不得低于100 mL/s，高口呼出氣流速最高可達350 mL/s或400 mL/s。每種流速下至少進行2次測量［4］。傳統方法較為繁瑣，實際操作存在一定困難，因此可通過簡化版的線性模型，根據50 mL/s、200 mL/s流速下的FeNO50和FeNO200測定結果，計算得到CaNO［5］。由于部分氣道室NO會反向擴散至肺泡，使CaNO升高，故可對模型進行校正，但校正模型僅推薦用于健康人群或不伴阻塞性通氣障礙的患者。

3. NO參數的參考值

目前，NO參數尚無公認的參考值范圍。2016—2019年中國6～18歲的兒童與青少年FeNO參考值范圍多中心研究推薦，對于12～18歲的青少年，FeNO值診斷界值為16 ppb，對于11歲以下的兒童，年齡每減小1歲，FeNO診斷界值就下降1 ppb［6］。2021年兒童eNO檢測及臨床應用專家共識推薦對于12歲或以下的兒童，FeNO的診斷界值為20 ppb，

對于12歲以上的兒童，FeNO的診斷界值為25 ppb，

且推薦兒童CaNO診斷界值為5 ppb［7］。部分研究中兒童的NO參數參考值范圍見表2。

4. NO參數的影響因素

研究顯示，20歲以下、20～49歲與≥50歲組間NO參數存在差異，但缺乏對20歲以下不同年齡段的分析，且僅在20～49歲人群中觀察到了NO參數的性別差異［10］。年齡可能對NO參數產生影響，但在兒童中的影響尚不明確。此外，身高對NO參數的影響存在爭議［9］。Eckel等［12］的研究納入了

1 635名兒童，探討交通相關空氣污染暴露對近端及遠端氣道炎癥的影響，發現室內NO濃度與CaNO升高有關，且室內NO每升高10 ppb，CaNO升高0.10 ppb（95% CI 0.04～0.16），相當于升高7.1%，

JawNO升高4.0%（95% CI 2.8～11.3），DawNO降低0.2%（95% CI 4.8～4.6）。

三、NO參數與哮喘診療的關系

1. NO參數與哮喘診斷

對于6歲以下兒童，哮喘診斷存在困難。哮喘預測指數（API）與哮喘預測評分（APS）對兒童哮喘有預測價值。有研究表明，在6歲以下兒童中，APS的預測價值大于API［13］。目前，歐洲呼吸協會推薦將FeNO檢測用于5～16歲兒童哮喘的診斷，其中FeNO>25 ppb為哮喘的診斷依據，但FeNO<25 ppb不能排除哮喘［14］。由于FeNO影響因素較多，國內診療指南尚未將FeNO作為兒童哮喘診斷的標準。一項納入了8項研究、2 933例研究對象的薈萃分析指出，FeNO在兒童哮喘診斷的靈敏度、特異度、診斷優勢比和ROC曲線下面積分別為0.76（95% CI 0.64～0.89）、0.81（95% CI 0.66～0.90）、16.52 （95% CI 7.64～35.71）和0.87（95% CI 0.84～0.90），提示FeNO對兒童哮喘有中等診斷效能［15］。

近年的多項研究證實，聯合FeNO及肺功能各項指標有助于提高哮喘的診斷效能。對于兒童典型哮喘，用力呼出25%～75%肺活量的呼氣流速（FEF25%～75%）預測值聯合FeNO診斷的ROC曲線下面積（AUC）為0.907（95% CI 0.86～0.93），高于兩項指標單獨診斷的效能［16］。而FeNO聯合CaNO以及FeNO或CaNO聯合肺功能的診斷效能均高于FeNO、CaNO單獨檢測［17-18］。對于兒童非典型哮喘，胸悶變異性哮喘（CTVA）患兒的FeNO水平比與健康兒童升高，同時通氣功能FEV1/FVC、最大呼氣流量及小氣道功能指標降低；與非急性發作期的典型哮喘患兒相比，肺通氣功能相近，但CTVA患兒的FeNO水平及氣道高反應性的程度均下降［19］。另有研究顯示，在CTVA患兒中單獨應用FEV1和FeNO診斷哮喘具有相似的AUC，分別為0.79與0.78，但FEV1和FeNO聯合診斷的AUC較高，為0.86（95% CI 0.78～0.93）［20］。

2. NO參數與哮喘的評估

FeNO測定可用于哮喘的評估，主要用于評估氣道炎癥水平及預測哮喘急性發作。CaNO在哮喘控制水平的評估中也可發揮類似的作用。有研究表明，CaNO升高提示較差的哮喘控制水平與較高的發作風險［8-9］。在成人哮喘患者中，頻繁與非頻繁發作的哮喘患者的FeNO、CaNO與JawNO相近，但CaNO在近1個月內有急性發作的哮喘患者中升高，提示CaNO在短期預測哮喘急性發作的方面可能有一定作用［21］?！秲和舫鰵庖谎趸獧z測及臨床應用專家共識（2021版）》已將CaNO作為哮喘的評估指標［7］。

然而，JawNO與FeNO相關，而JawNO與CaNO

不相關，因近端炎癥水平與遠端炎癥水平不相關［8］。進行FeNO檢測的同時完善NO擴展分析可得到更全面的氣道炎癥水平信息，更好地評估哮喘控制水平，而納入NO參數也可以為哮喘評估提供新的分類方法。王健等［22］研究顯示，CVA患兒的哮喘控制測試評分在FeNO升高+CaNO升高組最低，而FeNO正常+CaNO升高組的評分低于FeNO升高+CaNO正常組和FeNO正常+CaNO正常組。不同的炎癥指標揭示不同方面的炎癥水平，聯合應用血EOS、FeNO、NO參數等各項指標評估哮喘控制水平，可以得到更加全面的炎癥信息。一項研究結合FeNO與血EOS水平推導出了12歲以上哮喘人群哮喘發作風險量表，且結果表明通過該量表預測的哮喘發作風險與衍生試驗對照組患者中觀察到的哮喘發作概率相當［23］。另外，CaNO在難治性哮喘患兒中升高，因此CaNO升高也可以鑒別難治性哮喘與重癥哮喘。在兒童哮喘患者中，Sprio等［21］的研究指出，近1個月內檢出CaNO>6 ppb時，患兒更容易出現哮喘反復發作。

隨著研究的深入，NO參數在哮喘兒童運動性支氣管收縮（EIB）的評估方面的應用也受到關注。有研究表明，伴EIB哮喘患者的CaNO、CaNO校正值和尿腺苷水平高于不伴EIB哮喘患者，而兩組的基線肺活量測定、FeNO、JawNO、JawNO校正值、尿8-羥基-2′-脫氧鳥苷和血液EOS計數相似［24］。同時，在輕中度反復喘息的哮喘患兒中，CaNO既與哮喘加重相關，又與運動性支氣管收縮相關［25］。

3. NO參數與激素敏感性

FeNO可預測哮喘患者激素治療的敏感性，NO參數作為FeNO擴展分析的結果，在預測激素敏感性方面也可發揮作用。有研究表明，CaNO水平可以預測吸入性激素（ICS）治療初始哮喘患者的肺功能變化，而持續高水平的CaNO可能與激素治療敏感性差有關［26］。但NO參數對激素治療敏感性的預測作用可能受哮喘患者FeNO的基線水平和嚴重程度影響。在治療前表現為低FeNO的患者中，CaNO可成為ICS+長效β2受體激動劑（LABA） 治

療獲益的預測因子。王健等［27］發現咳嗽變異性哮喘（CVA）患兒經過ICS治療后，FeNO正常+CaNO升高組和FeNO升高+CaNO升高組的咳嗽緩解時間更長，提示FeNO聯合CaNO或可用于預測CVA患兒的ICS療效。隨著研究的深入，CaNO以外的NO參數也受到關注。有研究者提出，對于哮喘患兒，CawNO可能是比JawNO或FeNO50更特異的氣道炎癥和治療反應標志物，而DawNO似乎不受ICS影響［28］。此外，對于中等水平FeNO的哮喘患兒，有學者建議將CawNO作為調整ICS治療的參考依據［29］。另外，一項多中心、平行、隨機、控制變量的Ⅲ期臨床研究顯示，在以癥狀為導向的哮喘治療中額外增加FeNO檢測并不能減少哮喘易惡化的兒童哮喘急性發作的可能，哮喘的癥狀仍然是指導治療決策的唯一工具［30］。這提示FeNO及NO參數或有助于預測或評估激素治療敏感性，但對于哮喘治療方案的調整仍依賴于癥狀。

因此，對于中低基線FeNO水平的哮喘患兒，NO參數有助于預測激素敏感性；但對重度哮喘或哮喘加重患兒，NO無法很好地評估激素治療的敏感性。

四、總結與展望

FeNO在哮喘中的應用已經得到認可，越來越多研究著眼于由FeNO擴展分析而來的NO參數。NO參數能為氣道炎癥水平評估提供更詳細的證據，在哮喘的診斷、評估和激素敏感性預測方面具有應用前景。由于FeNO檢測、NO參數存在較多影響因素，聯合FeNO、NO參數、肺功能和各項血液檢查指標，能對哮喘患者進行全面診斷和評估。另外，在一些特異性哮喘患者如合并EIB者中，NO參數有望彌補FeNO的不足，成為可靠的檢測指標。未來研究應著重于確定國內NO參數的參考值范圍，以及探討NO參數的各項指標在哮喘控制水平評估及激素治療敏感性預測的具體價值。

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（收稿日期：2022-09-09）

（本文編輯：林燕薇）