胸闷症状及年龄增加对咳嗽变异性哮喘患者单用吸入激素治疗效果的预测价值

包婺平 张旻 殷俊锋 王鑫博 宋启凡 郭璐 周新 张国清

1上海交通大学附属第一人民医院呼吸科200080；2同济大学数学科学学院，上海200091；3同济大学生命科学与技术学院，上海200091

咳嗽是呼吸科门诊就诊患者的常见主诉[1-3]。国内外病因分布的调查均提示，咳嗽变异型哮喘(cough variant asthma，CVA)是慢性咳嗽的最常见病因[4-8]，约占慢性咳嗽原因的1/3[9]。CVA 患者无明显喘息、气促等症状或体征，但可以伴随胸闷症状，且存在气道高反应性。近30%CVA 患者可能在数年内发展为典型哮喘[3]，故对CVA 的早期诊断和治疗尤为重要。《咳嗽的诊断与治疗指南(2015 版)》推荐联合吸入糖皮质激素 (inhaled corticosteroid，ICS) 和支气管舒张剂治疗CVA[10-12]。但是临床中一部分CVA 患者单用ICS病情控制良好。目前提示ICS 单用治疗效果的具体预测因素并不清楚。ICS联合支气管扩张剂不仅会加重患者经济负担，而且存在包括心慌手抖等症状在内的不良反应风险[13-15]。因此，寻找提示ICS单独应用治疗效果预测因素，有助于个体化治疗方案的制订，为患者提供最大临床获益及最优化治疗策略。

本研究计划对本单位牵头完成的丙卡特罗联合ICS吸入治疗CVA 的随机、双盲、安慰剂对照(randomized clinical trial，RCT)多中心临床研究[16]进行回顾性数据再分析，提取安慰剂对照组，分析单用ICS治疗疗效明显和疗效不佳CVA 受试人群之间临床特性差异，寻找可能预测治疗效果的临床因素。

1 对象与方法

1.1 研究对象 多中心、前瞻性、随机、双盲、安慰剂对照、多中心入组设计。年龄范围为18～75岁，以咳嗽为唯一或主要临床表现，且病程在3周或3周以上的患者接受筛查，评估是否符合入选标准。通过肺功能、支气管激发试验、外周血白细胞计数及分类以及诱导痰白细胞计数及分类明确CVA 诊断。CVA 的诊断标准[参考中华医学会呼吸病学分会哮喘学组拟定的咳嗽诊断与治疗指南(2009版)[17-18]以及ATS颁布的慢性咳嗽临床诊治指南(2006版)[19-20]]为：(1)慢性咳嗽或亚急性咳嗽，以咳嗽为临床主要症状或唯一症状。常伴有明显的夜间刺激性咳嗽。(2)支气管激发试验阳性或呼气峰流速(peak expiratory flow，PEF)昼夜变异率＞20%。(3)支气管舒张剂、糖皮质激素治疗有效。(4)排除其他原因引起的慢性咳嗽。入组后，研究者将采集每例受试者的详细病史，并进行体格检查及包括支气管激发试验在内的实验室评估。研究过程中，受试者将接受4次访视：(1)访视1，开始治疗； (2)访视2，治疗开始4周后；(3)访视3，治疗开始8周后；(4)随访访视，停止治疗2周后。访视1时，同意参与本次试验并符合入选标准的患者将被随机分配入丙卡特罗组或安慰剂对照组。安慰剂对照组的治疗为口服美普清空白片1 片联合吸入布地奈德吸入剂200μg 治疗，每天2次，持续8周。

1.2 再分析人群及有效性参数 同意加入数据再分析并签署知情同意书的安慰剂组受试者设定为再分析人群。计算每位受试者访视3 (治疗8周)与基线评分的咳嗽评分差异，作为其病情改善的有效性参数，改善3分以上者归入明显改善组，3分及3分以下归为无明显改善组。本研究符合 《赫尔辛基宣言》的原则。

采集年龄、体质量、身高、体质量指数(body mass index，BMI)、总病程、此次发作持续时间、胸闷伴随症状、FVC、第1秒用力呼气容积(forced expiratory volume in one second，FEV1)、激发试验中FEV1下降绝对值、PEF、用力呼气25%肺活量时的最大呼气流量 (forced expiratory flow at 25% of FVC，FEF25%)、FEF50%、FEF75%、中期呼气流速 (forced expiratory flow from 25%-75%of FVC，FEF25%-75%)、引起FEV1下降20%的激发剂累积剂量 (cumulative dosage causing 20%fall in FEV1，PD20)、血常规白细胞计数、中性粒细胞比值、淋巴细胞比值、单核细胞比值、嗜酸粒细胞比值、红细胞计数、血红蛋白、血小板计数。

1.3 统计学分析 通过Fish exact test检验定性数据组间差异。利用Shapiro-Wilk 正态性检验验证相关定量参数的正态性。服从正态分布的变量用±s描述，使用方差分析组间差异。非正态分布的变量用M(QR)表示，使用Wilcoxon秩和检验评估组间差异。组间差异显著的变量接受逻辑回归，并绘制ROC 曲线，计算曲线下面积 (area under curve，AUC)，计算最佳临界值、敏感度、特异度、阳性预测价值 (positive predictive value，PPV)、阴性预测价值 (negative predictive value，NPV)、正确分类系数 (correct classification rate，CCR)等参数。并进行二元逻辑回归，筛选组合变量，得到较好疗效预测回归模型。并对预测良好的组合变量进行二分预测概率值计算。所有的统计检验均采用双侧检验，P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 人口统计学特点及基线临床特点 共纳入41例受试者数据。年龄(47.17±14.91)岁，年龄范围为25～74岁。总病程 (3.27±1.67)个月，病程范围为2～10个月。血嗜酸粒细胞比例为(5.84±3.98)%。FVC%pred 为 (96.43±10.52)%，FEV1%pred 为 (94.50±10.99)%。FEF50%、FEF75%和FEF25%-75%平均值均低于80%，分别为(75.87±24.36)%、(70.85±34.06)%和(72.07±28.26)%。24%的患者伴随胸闷症状。

2.2 基线临床特性的组间差异 明显改善组共22例受试者；未改善组共19例受试者。2组体质量、身 高、BMI、 总 病 程、FVC、FEV1、PEF、FEF25%、FEF50%、FEF25%-75%、PD20、血常规白细胞计数、中性粒细胞比值、淋巴细胞比值、单核细胞比值、嗜酸粒细胞比值、红细胞计数和血红蛋白组间比较，差异均无统计学意义 (P值均＞0.05，表1)。与症状无明显改善组相比，明显改善组年龄明显较低(51岁比40岁，t=7.41，P＜0.000 1)，此次发作持续时间较短 (8周比5.5周，t=2.13，P＜0.05)，伴随胸闷症状较少(47.37%比4.55%，t=3.13，P＜0.05)，基线血小板计数较高 [(214.61±45.76)×109/L 比(250.00±50.01)×109/L，F=5.14，P＜0.05)，FEF75%较高(50.69%比70.70%，t=-2.37，P＜0.05)，激发试验时FEV1下降绝对值较大(0.65 L比0.79 L，t=-2.41，P＜0.05)。

表1 接受ICS联合安慰剂治疗人群的临床特点

2.3 单一参数的疗效预测价值 基于上述结果，对血小板、激发试验时FEV1下降绝对值、FEF75%、此次发作持续时间、是否伴随胸闷及年龄进行逻辑回归，并绘制ROC 曲线，计算出各个变量的AUC、临界值、敏感度、特异度、PPV、NPV 和CCR。

年龄、激发试验时FEV1下降绝对值、FEF75%和是否伴随胸闷症状的AUC值最高 (分别为0.805、0.725、0.718和0.714，表2)。对于年龄、激发试验时FEV1下降绝对值以及基线FEF75%的最佳临界值分别为48 岁、1.15 L 和79.3%。

表2 治疗效果预测AUC模型相关结果

2.4 双参数联合应用的疗效预测价值 上述参数两两组合，进行二元逻辑回归。结果提示与独立变量回归结果相比，AUC 最高的年龄和激发试验时FEV1下降绝对值这两个参数联合应用，联合回归模型的AUC=0.803 (95%CI：0.666～0.940，图1)，与年龄单变量模型差异检验P值为0.738，与FEV1下降绝对值模型的差异检验P值为0.161。

采用逐步回归的方式，从上述5个变量中筛选出预测较好的模型。结果提示年龄和胸闷症状联合回归得到的ROC 曲线AUC=0.847 (95%CI：0.730～0.965，图1)，与年龄单变量模型差异检验P值为0.356，与胸闷单变量模型的差异检验P值为0.013。从对年龄和胸闷的优势比估计结果看，其他情况一定时，年龄每增加10岁，治疗效果显著的机会就会减少大约51.8%，胸闷患者治疗有效的机会相比非胸闷患者会减少约92.4%。

2.5 胸闷及年龄的二分类变量联合模型逻辑回归分析与二分预测概率值 以48岁为临界值，将年龄转化为二分类变量，重新对年龄和胸闷症状进行联合模型逻辑回归，AUC 为0.812 (95%CI：0.730～0.965，图1)。二分预测概率值分析提示，48岁及48岁以下且不伴随胸闷症状的患者预测治疗有效的概率为81.20%。48岁及48岁以下且伴随胸闷症状的患者预测治疗有效的概率为19.02%。48岁以上且不伴随胸闷症状的患者预测治疗有效的概率为43.28%。48岁以上且伴随胸闷症状的患者预测治疗有效的概率仅为3.98%。

图1 联合模型对疗效预测价值的逻辑回归分析 A：FEV 1 下降绝对值的疗效预测AUC=0.724 7，年龄AUC=0.794 2，联合AUC=0.803 0，n=40；B：胸闷AUC=0.714 1，年龄AUC=0.805 0，联合AUC=0.846 9，n=41；C：非连续变量转换后，胸闷AUC=0.714 1，年龄AUC=0.702 2，联合AUC=0.812 2，n=41

3 讨论

CVA 患者单用ICS治疗疗效的预测因素尚未明确。为了减少不必要的经济负担，并减少可能的不良反应，我们对既往完成的ICS 治疗CVA 的RCT 临床研究进行回顾性数据再分析，分析治疗疗效明显和疗效不佳人群之间临床特性差异，寻找预测治疗效果的临床因素。研究结果表明，年龄增大、伴随胸闷症状、血小板较低、存在小气道功能障碍以及激发试验FEV1下降不明显提示单独应用ICS的疗效应答不佳。年龄和激发试验时FEV1下降绝对值这两个参数联合应用并不能改善对应的单变量模型评价性能。而年龄与胸闷症状联合可以提高预测ICS疗效的准确度。年龄每增加10岁，治疗效果显著的机会就会减少大约51.8%，胸闷患者治疗有效的机会相比非胸闷患者会减少约92.4%。胸闷患者或者年龄48岁以上的非胸闷患者应当考虑吸入激素联合支气管扩张剂治疗。

3.1 年龄 老年与年轻哮喘患者的气道炎症特点存在明显差异。随着年龄增长，中性粒细胞水平和嗜酸粒细胞水平均增加，同时伴随中性粒细胞募集相关的细胞因子水平升高，以及ICS 治疗应答的下降[21]，这可能与老年哮喘患者的病死率增加相关[22-24]。气道炎症的差异导致老年人哮喘治疗与病情控制有别于年轻哮喘患者。CVA 患者中年龄对气道炎症的影响，尚未获得明确的循证依据。我们的研究证实，在CVA 患者中，年龄增加伴随ICS治疗下降，48岁以上人群，嗜酸粒细胞相对较低，可能伴随中性粒细胞性炎症，应考虑ICS+长效支气管扩张剂治疗。后续需要进一步了解老年患者的哮喘病理生理学，以改善对该脆弱人群的管理。

3.2 胸闷症状 CVA 是咳嗽为主要或唯一症状的哮喘形式。胸部紧缩感或胸闷症状常常伴随咳嗽出现，却缺乏典型喘息症状。我们的研究中对胸闷或胸部紧缩感症状做了观察，统计分析发现伴随胸闷症状的患者单用ICS治疗的疗效明显低于无胸闷的患者，提示这部分患者的临床相关症状不仅与嗜酸粒细胞性炎症相关。此后，有学者认为只有胸部紧缩感或胸闷症状，且激发试验阳性，激素治疗应答良好的患者应当归为胸闷变异型哮喘[25]，也强调了这部分患者的治疗需求可能不同于典型哮喘或CVA 患者[26]。但以咳嗽表现为主，同时伴随胸闷或胸部紧缩感的哮喘患者的个体化治疗仍有待进一步临床探索。我们的研究提供了新的临床依据，胸闷患者单用ICS治疗有效的机会相比非胸闷患者会减少约92.4%，应当考虑吸入激素联合支气管扩张剂治疗。

3.3 小气道 小气道是炎症和高分泌发生的重要位点，参与哮喘发病机制，并影响其急性发作和预后[27]。不同严重程度的哮喘患者中均存在炎症、气道重塑与黏液高分泌等小气道功能障碍[28-30]。小气道功能障碍与哮喘的临床控制、急性发作、夜间症状以及运动诱发型哮喘相关[27]。本课题组前期工作证明CVA 患者的小气道功能障碍早于大气道功能障碍[31]。小气道功能障碍与气道反应增高相关，且相关机制独立于嗜酸粒细胞性炎症[30]。此项研究进一步证实，小气道功能与CVA 患者的治疗应答相关，有小气道功能障碍的患者单用ICS效果不佳，进一步提示小气道功能障碍对气道高反应性的发生机制的影响独立于嗜酸粒细胞性炎症。针对小气道功能障碍发生及其治疗的基础研究有助于寻找哮喘治疗新策略。

3.4 血小板 血小板是巨核细胞的有核细胞片段，可以释放炎症介质，被内皮细胞、巨噬细胞、T 淋巴细胞、中性粒细胞和肥大细胞等细胞类型所识别，在过敏性疾病中发挥潜在作用[32-34]。哮喘发作状态下，血小板体积会发生改变，血小板微粒出现，血小板释放特异性炎症介质，并且循环血小板-白细胞(包括嗜酸粒细胞)复合物增加[32，34-36]。血小板活化与肺功能的变化密切相关[37-38]。更值得关注的是，血小板通过IgE依赖的方式迁移并进入血管外区域，启动肺内聚集的全过程[38-40]。这可能就是我们研究中观察到血小板增高患者吸入激素治疗应答良好的原因。对于CVA 的患者，临床医师应当关注血小板数值，对于血小板数值较低的患者，仅ICS治疗可能应答不佳。

3.5 局限性及展望 本研究为既往RCT 研究的数据再分析，虽然入组及研究设计合理，访视及疗效评估设盲，但病例数较少，使部分数据显示非正态分布，干扰了组间差异比较有效性。对于存在组间显著性差异的数据，我们将进一步设计前瞻性大样本观察研究，进一步验证前期研究结论。此外，本研究课题中纳入的治疗效果评价为咳嗽评分，主要基于主观评价，在后续前瞻性大样本观察研究中将进一步纳入肺功能及诱导痰等客观评价指标，评估ICS治疗疗效，并完善预测因素的评估。

利益冲突 所有作者均声明不存在利益冲突