呼出气一氧化氮联合诱导痰细胞学分类计数在慢性阻塞性肺疾病急性加重期中的临床意义

张晶晶，赵丽丽，万亚楠，宋振鑫，张伟

(1.牡丹江医学院, 黑龙江 牡丹江 157011；2.牡丹江医学院附属红旗医院呼吸与危重症医学科，黑龙江 牡丹江157011；3.牡丹江医学院附属红旗医院全科医学，黑龙江 牡丹江 157011）

0 引言

慢性阻塞肺疾病( chronic obstructive pulmonary disease，COPD)是呼吸与危重症医学科最常见的疾病之一，其主要特征为存在典型的以中性粒细胞浸润为主的不完全可逆性气流受限的气道炎症反应，一般好发于中老年人，早期常伴有慢性咳嗽、咳痰、气短等临床表现，随着病情的不断进展可逐渐发展为呼吸衰竭、慢性肺源性心脏病。近年来，随着经济的高速发展，人们的生活环境及水平发生了巨大的改变，COPD的发病率亦有逐年增加及年轻化的趋势，据国外相关研究调查显示预计到2030年COPD将成为世界上第三大致命疾病，给各个国家带来沉重的经济负担[1]。与此同时，气道炎症反应类型也有新的变化，部分患者可表现为嗜酸性粒细胞性炎症反应。临床中将COPD病程分为稳定期和急性加重期，其中急性加重期被定义为患者超出日常状况的持续恶化，常表现为短期内咳嗽、咳痰、气短和(或)喘息加重，痰量增多伴有明显的炎症状况，并需要改变基础COPD治疗[2]。及时识别COPD急性发作并对其气道炎症严重程度做出及时、准确的判断是目前临床医务工作人员的首要任务。近年来，FeNO及诱导痰检测作为新型的无创性气道炎症检测手段受到了大家的广泛关注并已经在哮喘的诊断、治疗中取得了显著的成果。现阶段，有关诱导痰细胞学分类计数联合FeNO检测在COPD中的临床研究较少，且尚未取得统一的研究结果。我们通过观察、比较AECOPD患者与健康人群中诱导痰细胞学分类计数、FeNO的变化以及不同细胞分类与肺功能、FeNO之间的相关性，来进一步探讨上述炎症生物标志物对评价AECOPD气道局部炎症变化、指导医师临床用药的意义。

1 对象与方法

1.1 研究对象

收集2019年10月至2020年12月牡丹江医学院附属红旗医院呼吸与危重症医学科收治的38例AECOPD患者为研究对象，其中男性24例，女性14例。另选取同期门诊就诊的19例健康志愿者为健康对照组。

1.2 纳入及排除标准

纳入标准：所有COPD患者均符合2016年更新版COPD全球的诊断标准（支气管舒张试验后FEV1/FVC＜70%）且AECOPD患者均符合2017年版中国专家共识诊断标准[2-3]。排除标准：除外患有哮喘、支气管扩张、哮喘-慢性阻塞性肺疾病重叠综合征、肿瘤、结缔组织病、全身炎症反应性疾病、肺间质纤维化、嗜酸性粒细胞支气管炎及不能配合检查者均不纳入此次研究范围。

1.3 实验方法

对所有入组的AECOPD患者及健康对照组均行诱导痰细胞学分类检测、FeNO测定、同时对AECOPD组加行血常规、肺功能检测并记录相关检测结果。

1.3.1 FeNO检测参照ATS/ESR制定的《FeNO 检测指南》进行操作

受试者采取端坐位，将肺内气体尽量呼出后以口唇包紧过滤器，用嘴吸气2～3s达肺总量，然后以50mL/s流速匀速呼气，呼气时间一定要充足，整个操作至少要重复两次以确保可重复性最后等待并记录电脑自动分析结果[4]。

1.3.2 诱导痰的收集及处理

采用3%单一高渗盐水诱导痰检测方法：诱导痰的收集:①诱导前询问患者一般情况、解释相关注意事项，并在操作前10 min内让患者吸入沙丁胺醇气雾剂; ②嘱患者雾化前用清水漱口、擤鼻以减少污染;③超声雾化仪以3%的高渗氯化钠液为患者雾化30min，期间可适当为患者扣背协助咳痰;④将唾液尽量吐尽，将痰咳至培养皿中;⑤诱导过程若患者出现呼吸困难等严重不适或累计时间达30 min仍未诱导成功，均可终止诱导;痰液的处理：至少取痰液1mL以上，痰液称重，加入4倍体积的0.1% 的DTT充分混合，37℃水浴10min，离心沉淀细胞，上清液分装-70℃冻存。沉渣涂片，瑞氏-姬姆萨染色，细胞分类计数。每张涂片计数 400 个非鳞状上皮细胞计算分类，鳞状上皮细胞＜20%者为合格标本。注：留取诱导痰标本两小时内立即送检。

1.3.3 肺功能检测

由专业技术操作人员对所有AECOPD患者行肺功能检测（德国Jaegere公司的肺功能测定仪(Master Screen IOS)记录 FEV1%pre，FEV1/FVC%。

1.3.4 患者入院时取空腹静脉血2mL，送医院检验科行血常规检查并详细记录血嗜酸性粒细胞计数。

1.3.5 统计学方法

以SPSS 22.0 软件包进行数据统计分析。计量资料以（±s）或中位数四分位间距表示并进行t检验或秩和分析，计数资料则进行χ2检验；相关性采用Pearson或spearman相关性分析，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般情况

如表1所示，我们共纳入38例AECOPD例患者，其中男性24例，女性14例，年龄41-80岁，平均年龄64岁。健康对照组共19例，男性10例，女性9例。两组受试者在性别、年龄、体重、身高差异均无统计学意义(P＞0.05)。

表1 两组研究对象一般资料的比较

2.2 各指标间的比较如表2所示

AECOPD组与对照组相比较诱导痰中性粒细计数%、嗜酸性粒细胞计数%、巨噬细胞计数%、淋巴细胞计数%、FeNO值均明显高于健康对照组，差异有统计学意义（P＜0.05)。同时根据诱导痰细胞学分类计数对AECOPD组进行分类，可以发现单纯中性粒细胞为主型最多共有23例占61%;混合型共12例占32%；嗜酸性粒细胞为主型共2例占5%。

表2 两组之间各指标比较

2.3 AECOPD组各项指标的相关性分析

AECOPD组诱导痰细胞学分类计数与肺功能及FeNO的相关性详见表3。从表3中我们可以看到AECOPD组中诱导痰中性粒细胞比值与FEV1/FVC、FEV1%pre皆呈负相关，具有显著统计学差异（r分别为-0.342,P＜0.05;-0.517,P＜0.05）;诱导痰嗜酸性粒细胞比值与FeNO呈正相关性（r=0.579，P＜0.05），与外周血嗜酸性粒细胞计数呈正相关性（r=0.48，P＜0.05），同时FeNO与外周血嗜酸性粒细胞计数亦呈正相关性（r=0.412，P＜0.05）。

表3 AECOPD组各项指标之间的相关性

3 讨论

COPD是呼吸系统最常见的病种之一，其具体发病机制目前仍未完全阐明，考虑主要与遗传、吸烟等环境因素有关，多种炎症细胞、炎症介质及细胞因子参与介导的慢性气道炎症是其显著的病理生理特点。COPD反复急性加重可降低患者生活质量、加速肺功能恶化、显著增加患者病死率。目前临床中尚未研发出阻止COPD患者气流受限进展的特效药，故有效预防COPD急性发作、准确识别AECOPD炎症特点并做出及时有效的治疗显得尤为重要。目前临床中常单纯依靠症状、肺功能检测及血气分析来判断COPD患者的严重程度却无法直接量化气道炎症状况，传统的支气管肺泡灌洗及支气管粘膜活检检查技术虽可以直接判断气道炎症状态，但常因其花费高、创伤大、患者接受度低难以在临床中广泛开展。

一氧化氮（NO）是生物体内的一种重要信号分子参与并介导机体的多种生理过程，NO及相关化合物可由气道表面中的固有细胞和炎症细胞在氧气和NADPH辅助的情况下经一氧化氮合酶（NOS）催化底物左旋-精氨酸产生，哮喘、嗜酸性粒细胞支气管炎、COPD等肺部慢性炎症疾病可诱导一氧化氮合酶（NOS）表达急剧增加并合成产生一定量的FeNO[5]。1993年，国外学者ALVING K[6]及其同事研究发现，较正常人相比，哮喘患者FeNO水平显著升高，指出哮喘与FeNO存在一定的相关性，至此FeNO作为呼吸系统疾病新型炎症生物标志物引起了国内外学者的广泛关注。近年来，FeNO测定因其操作简单、无创、可重复性佳，可同时适用于成人及儿童等特点备受临床医生的青睐。2011年ATS / ERS发布的官方临床实践指南中推荐使用FeNO测定来评估气道炎症同时指导医师对哮喘患者进评估、管理和长期监测[4]。与在哮喘中发挥的作用相比，FeNO在COPD中的诊断、预测急性加重及指导治疗等相关研究目前较少，且研究结果具有较大的争议性尚未完全统一意见。国内学者王珍[7]研究发现FeNO值在健康人群、稳定期COPD和AECOPD三组人群中逐步升高，且差异有统计学意义(P＞0.05)，认为FENO对诊断COPD及判断COPD急性加重具有重要意义。国外一项关于FeNO与COPD研究显示:患者入院时的FeNO水平与治疗后FEV1的改善率两者之间存在显著正相关，与平均住院时间之间存在显著的负相关可以有效预测COPD急性加重及判断患者对治疗的总体反应[8]。我们的研究结果显示AECOPD组FeNO水平明显高于健康对照组，差异具有统计学意义说明通过FeNO测定可敏锐发现AECOPD期存在更为明显的气道炎症有助于判断COPD患者病情变化。

诱导痰检测是近年来研发出的一种新型检测方法，主要通过高渗盐水超声雾化诱导无痰或是咳嗽费力的患者咳出痰液。现多数研究已经证实，诱导痰检测与支气管肺泡灌洗、自主排痰细胞分类计数结果具有一致性。与自主排痰存在差异的是诱导痰主要收集的是来源于外周气道至中央气道的深部分泌物，可以更好的反应气道炎症状况，更适合相关肺部炎症疾病的研究[9]。目前，我国关于诱导痰细胞学分类计数尚无统一的参考范围但多数研究结果显示，正常人诱导痰中主要以中性粒细胞和吞噬细胞为主，其次是淋巴细胞和嗜酸性细胞[10]。

随着医学的快速发展，人们逐渐意识到COPD是一种复杂的综合征，从其呼吸道炎症机制、病理、病理生理和临床特征等方面都有不同的表现这通常又被称作COPD炎症表型[11]。根据诱导痰细胞学分类计数可将 COPD 分为单纯中性粒细胞型、嗜酸性粒细胞型、粒细胞缺乏型以及混合细胞型四种炎症表型。我们的研究结果显示AECOPD患者诱导痰细胞分类计数以中性粒细胞为主，健康人群诱导痰细胞学分类计数以巨噬细胞为主。我们根据诱导痰细胞炎症细胞比例对AECOPD患者进行炎症表型分组发现在AECOPD患者中，单纯中性粒细胞为主型共23例占61%;嗜酸性粒细胞为主型共2例占5%;混合型共12例占32%。与传统的观点不同，我们的实验结果表明AECOPD患者细胞类型多样不全是以中性粒细胞型为主，还包括一部分嗜酸型及混合型。中性粒细胞升高常提示细菌感染可能性大，对于此类型患者我们可以给予经验性抗感染治疗而嗜酸性粒细胞升高表明可能对激素治疗敏感。对不同炎症表型进行针对性治疗既能有效减少抗生素的滥用，又可减轻患者经济负担。同时我们对AECOPD组进行诱导痰细胞分类计数与肺功能相关性分析，发现诱导痰中性粒细胞比值与FEV1/FVC%、FEV1%pre均具有负相关性，（r分别为 -0.342、-0.517,P＜0.05），表明诱导痰中性粒细胞计数比值对患者肺功能造成一定的不良影响，可间接反应疾病的严重程度。这或许与感染诱导中性粒细胞释放多种蛋白酶促进气道分泌粘液堵塞气道，加重气流受限有关。众所周知，糖皮质激素具有强大的抗炎作用，可快速、有效缓解炎症状况，在但常因诱发骨质疏松、感染加重、血压、血糖升高等不良反应而被限制使用，故在临床中能够正确识别对糖皮质激素治疗效果佳的COPD患者至关重要。2017年时GOLD指南首次明确指出嗜酸性粒细胞是COPD急性加重的生物标志物，对激素的敏感性较高可以指导激素应用，2020年再次强调嗜酸性粒细胞对急性加重高风险COPD患者吸入糖皮质激素大有裨益[12]。我们通过对AECOPD组进行诱导痰嗜酸性粒细胞计数比值、外周血嗜酸性粒细胞计数及FeNO值进行分析发现它们具有较好的一致性，能够有效预测嗜酸性气道炎症，帮助临床医生判断患者病情指导糖皮质激素的应用。在当今个体化医辽时代，准确地识别COPD不同的炎症表型并根据其固有的炎症特点进性针对性治疗是COPD治疗的发展趋势。

4 结论

综上所述，FeNO及诱导痰细胞学分类检测具有简便、无创、可重复性佳、适用人群范围广等优点，两者联合应用不仅有助于医师了解AECOPD患者局部炎症情况，而且对指导不同COPD炎症表型用药具有重大意义。但需要注意的是，FeNO及诱导痰检测在具体的临床应用中也存在难以避免的局限性。（1）目前开展这两项检测的医疗机构在全国范围内较少且即便医院内开展该项目，多数临床医师仍尚未意识到该项检查的重要性。（2）诱导痰检测目前缺乏统一的标准操作流程，且无统一的参考值范围。未来，我们需要不断完善检测的操作流程，设计出更加合理、严谨的多中心、大样本临床实验。我们有理由相信诱导痰检测及FeNO测定在国内外会有更广阔的应用前景。