呼出气一氧化氮在哮喘中的临床意义

娄月妍 郑 宇 张丽妍 朱 枫 吴学玲

支气管哮喘是一种具有不同临床特征和表型的异质性疾病。在过去的十年里，对哮喘严重程度和控制的概念有了更清晰的定义，对哮喘的管理有着重要的意义[1]。哮喘控制由临床控制和未来恶化风险的组成，重度的哮喘需要更高等级的治疗[2]。全球哮喘防治创议(Global initiative for asthma, GINA)也强调哮喘管理的主要目标不仅是实现和保持最佳控制，而且还应该降低未来恶化风险。当气道炎症水平目前普遍被认为有助于评估症状和恶化的风险时，炎症标志物却不包括在控制评估中[3]。

呼出气一氧化氮(fractional exhaled nitric oxide, FeNO)是一种非侵入性的气道炎症生物标记物，主要用来反映哮喘患者嗜酸性粒细胞气道炎症[4-5]。高水平的FeNO和气道高反应性与嗜酸性粒细胞炎性反应相关，吸入性激素治疗可以使FeNO下降[6-7]。痰嗜酸性粒细胞和FeNO之间的关系已有较多的相关报道[8-10]，但是痰嗜酸性粒细胞因获取较难等原因限制其应用。FeNO测定气道炎性水平具有标准化，无创易实行，即时出结果的优势[8]，在临床中应用广泛，但是其临床作用方面仍然有很大的研究空间。哮喘患者FeNO的纵向测定有助于预测病情恶化[11]。FeNO在哮喘控制和恶化风险中的潜在作用和特点尚不明确，利用FeNO来预测哮喘的控制状态及监测哮喘的治疗效果还没有得到很好的研究支持。2018年的GINA指南中提出，和症状表现相关的肺功能指标需要更多的研究[3]。本文对哮喘患者从诊断到随访1个月和3个月时情况，评估FeNO水平及肺功能参数和ACT评分之间的关系，以期探讨呼出气一氧化氮在哮喘中的临床意义。

材料与方法

一、临床资料

选择2019年1月至2020年1月在我院呼吸科门诊就诊或者住院的哮喘初发患者94例，其中男，女各47例，平均年龄(44.8±16.2)岁，鼻炎55例，吸烟史35例。入组患者依据GINA指南推荐给予个体化治疗方案，其中Montelukast治疗8例，ICS+LABA治疗32例，ICS+LABA+montelukast治疗54例。完成1个月随访的有75例，男性33例，女性42例；平均年龄(44.2±15.4)岁；鼻炎50例，有吸烟史25例；②完成3个月随访的有73例，男性33例，女性40例；平均年龄(44.2±15.4)岁；鼻炎49例，有吸烟史24例。对于初发的哮喘患者，进行FeNO、肺功能检查、血清 IgE 检查、血嗜酸性粒细胞计数及ACT评分。在治疗1个月时进行ACT评分，在治疗3个月时重复初发时的检查。病例入选标准均符合2018 GINA指南推荐的哮喘诊断标准[3]。所有入选病例不合并其他呼吸系统病史，并排除合并其他脏器严重疾病者。所有入选者均知情并签署知情同意书，并经医院伦理委员会批准。

二、试验方法

1.FeNO检查：使用NIOX Vero(英国)装置检测呼出的一氧化氮。采用2011年ATS/ERS指南推荐呼气流速50 ml/s[12〗。患者采用坐姿受试，先尽量呼出肺内气体后，将口唇包紧过滤器，用力吸气约5 s，再嘱患者平稳呼气，以均匀的气流速度将肺内气体排出，维持 10 s左右。

2.肺功能检查：根据ATS/ERS标准，使用Jaeger仪器进行肺功能测试[13〗。所有受试者均接受以下参数的测试，包括第一秒用力呼气量(FEV1)、用力肺活量(FVC)、FEV1/FVC%、用力呼出肺活量25%时的流速(MEF25)、用力呼出肺活量50%时的流速(MEF50)，所有参数均以预测参考值的百分比表示。

3.实验室检查：在患者入组24 h后进行血清IgE，嗜酸性粒细胞计数检查。

4.哮喘控制测试评分：采用哮喘控制测试(ACT)问卷对哮喘控制情况进行评估[9]。ACT评分是由患者填写的五项问卷。每个项目包含五个相应的答案选项。

三、统计学方法

所有分析均应用 SPSS25.0及GraphPadPrism6.0统计软件进行，数据均以mean±SD表示，2组间均数差异采用双侧t检验，3组间均数差异采用ANOVA方差分析，相关性分析采用Spearman秩相关分析，P<0.05为差异有统计学意义。

结 果

一、哮喘诊断时的临床资料及FeNO，肺功能参数与ACT之间的关系结果

共纳入了94例哮喘初发患者，完成1个月随访的有75例，完成3个月随访的有73例。94例初发时，平均FeNO 61.77±45.22，FEV1% 90.43±20.40，FEV1/FVC% 76.371±4.22，MEF25% 69.38±39.54，MEF50% 74.20±37.75，EOS 0.50±0.98，IgE 266.87±428.61，ACT评分17.15±3.52。完成随访3个月的患者73例，平均FeNO 42.23±31.11，FEV1% 96.89±17.06，FEV1/FVC% 77.21±11.58，MEF25% 73.77±34.59，MEF50% 74.19±32.40，EOS 0.51±0.35，IgE 180±135.39，ACT评分17.15±3.52。

使用FeNO，FEV1% MEF25%+MEF50%分别做ROC曲线用来预测未控制哮喘(ACT≤19)，及使用FeNO+FEV1%，FeNO+FEV1%+MEF25%+MEF50%，FEV1%+MEF25%+MEF50%，FeNO+MEF25%+MEF50%联合预测未控制哮喘(ACT≤19)，如图1A、B及表1，根据曲线下面积，我们发现在哮喘初发时，FEV1% AUC最大，提示FEV1%预测哮喘控制状态最佳。

表1 入组时的哮喘患者不同指标ROC曲线

图1 A：FeNO，FEV1%，MEF25%+MEF50%的ROC曲线；B：FeNO+FEV1%, FeNO+FEV1%+MEF25%+MEF50%，FEV1%+MEF25%+MEF50%，FeNO+MEF25%+MEF50%的联合ROC曲线

接下来，我们对哮喘初发时的未控制组(ACT≤19)和控制组(ACT>19)的FeNO，及肺功能参数，结果发现，如表2所示，两组之间的FeNO及肺功能参数之间未见明显差异。

表2 不同控制状态的哮喘患者入组时FeNO和肺功能参数的比较

二、哮喘初发时FeNO和ACT评分、肺功能参数及IgE、嗜酸性粒细胞计数的相关性结果

对入组的初发94例哮喘患者在治疗前进行相关检查，并对FeNO和ACT评分、肺功能参数及IgE、嗜酸性粒细胞计数的相关性分析，结果发现，FeNO和ACT评分，见图2A、IgE见图2B、嗜酸性粒细胞计数，图2C及FEV1%，图2D之前无明显相关性，而FEV1%与ACT评分之前存在正相关(r=0.04184，P=0.0492)，见图3A。

图2 A：入组时的哮喘患者FeNO和ACT的相关性分析；B：入组时的哮喘患者FeNO和IgE的相关性分析；C：入组时的哮喘患者FeNO和嗜酸性粒细胞计数的相关性分析；D：入组时的哮喘患者FeNO和FEV%的相关性分析

将初发哮喘患者根据有无过敏性鼻炎和有无吸烟史，对FeNO和ACT评分进行相关性分析发现，无过敏性鼻炎组，FeNO和ACT评分之间存在负相关(r=0.2015，P=0.0128)，见图3B，而有过敏性鼻炎组，FeNO和ACT评分之间无明显相关性。有无吸烟史，对FeNO和ACT评分之间的相关性无明显影响。

图3 A：所有入组时的哮喘患者的ACT和FEV1%的相关性分析；B：入组时的不合并过敏性鼻炎的哮喘患者ACT和FeNO的相关性分析

三、随访3个月的FeNO和ACT评分差异结果

对入组的94例哮喘患者在初发和3个月后行FeNO检查，及在初发和1个月随访、3个月随访时行ACT评分，结果发现，FeNO，见图4A和ACT评分，见图4B在初发组和随访时均的数据差异均有统计学意义(P<0.05)。

图4 A：入组时的哮喘患者和完成3个月随访的哮喘患者FeNO的水平比较；B：入组时的哮喘患者和完成1个月及3个月随访的哮喘患者ACT的水平比较

四、随访3个月时FeNO和ACT评分的相关性分析

对于完成3个月随访的73例哮喘患者完成随访时的FeNO和ACT评分进行相关性分析，发现，FeNO和ACT评分之前无明显相关性，见图5。

图5 完成3个月随访的哮喘患者ACT与FeNO的相关性分析

讨 论

FeNO是气道炎性反应的标志物之一，主要应用于气道过敏的患者[15-16]。本文旨在探讨FeNO及肺功能参数是否与哮喘患者的临床症状有关。我们发现，FeNO和ACT评分在随访过程中均有明显的差异，提示入组的哮喘患者从诊断到完成3个月随访，在气道炎性反应和临床症状评估两个方面均有好转。而FeNO和ACT评分在哮喘初发和完成3个月随访时均无明显相关性。FEV1% Predicted与ACT评分之前存在正相关(r=0.04184，P=0.0492)。无过敏性鼻炎组，FeNO和ACT评分之间存在负相关(r=0.2015，P=0.0128)。根据ACT评分来划分哮喘未控制组和控制组，发现各组之间FeNO及肺功能参数未见明显差异。一项研究调查了100例不同年龄段(6～86岁)的哮喘患者，发现当使用包括ACT在内的五种不同评估工具时，FeNO水平与哮喘控制之间没有关联[17]。目前对于ACT与肺功能和FeNO值是否具有相关的意见尚不一致。在成人哮喘中，一些研究者观察到ACT评分、肺功能和FeNO之间存在显著相关性，而其他人则没有[17-18]。因此，需要对分类更加详细的哮喘患者包括无合并过敏性鼻炎患者的人群进一步的深入研究。有研究指出，与ACT评分和FEV1不同，在哮喘控制期，FeNO水平与哮喘症状恶化之间没有显著相关性[19-20]。然而，在哮喘得到控制的同时，平均FeNO水平升高可能是哮喘患者肺功能下降的一个标志[21]。在哮喘的治疗中，FeNO测定不应用于预测近期哮喘症状的恶化，而可以用于预测随着时间的推移肺功能下降的风险[17，22]。尽管FEV1被广泛用于评估哮喘患者的气流受限程度，但目前认为它并不是一种敏感的用于小气道气流受限评估的指标，然而小气道受损在哮喘患者中是比较常见的[23-24]。事实上，在患有临床稳定但严重哮喘的儿童和成人中，FEV1通常在正常范围内[25-26]。因此，肺功能检测用来分类哮喘的严重程度和控制方面可能不是一个比较敏感的方法。鉴于气道炎症作为哮喘病理机制的基础重要性，呼气一氧化氮浓度的测量被广泛认为是一种有用的控制评估工具。然而，在先前的一项研究中，FeNO与儿童标准症状量表的一致性较差[17]。

Saito等[28]的研究中指出，当昼间FeNO变异和ACQ评分相结合时，AUC最高，而单独使用时这两个参数似乎都不优越。此外，这些参数在多元Logistic回归分析中是相互独立的。没有金标准来评估哮喘控制。有研究提出很明显，没有一个单一的参数足以评估哮喘控制和预测未来恶化的风险[29-30]。因此我们对FeNO和不同的肺功能参数(包括FEV1%，及更加能反应小气道受损程度的MEF25%和MEF50%)单独或者联合预测哮喘未控制的风险进行了分析，发现FEV1% 的AUC面积最大，而FeNO单独预测哮喘控制状态AUC=0.474，并不能有效预测哮喘未控制。而FeNO联合其他肺功能参数时可以提高FeNO预测效能。

哮喘患者治疗前后的FeNO可以评估患者的治疗效果，而FeNO并不能预测哮喘的控制状态及恶化风险，FEV1%在预测控制方面更具优势。我们后续会进行扩大样本量的前瞻性研究进一步验证以上结论是否准确。此外，哮喘患者FeNO水平和肺功能下降的机制还需要更进一步研究。