诱导痰及呼出气一氧化氮检查在支气管扩张症患者中的应用价值

王晓晟，康筱玲，张颖，孙宝华

支气管扩张症（简称支扩症）是由各种原因引起的支气管树病理性、永久性的扩张，从而导致反复化脓性感染的气道慢性炎症[1]。我国支扩症的研究现状明显落后，至今缺乏流行病学研究结果，初步的问卷调查显示我国支扩症发病率可能高达1%，按照我国目前的人口总数推算，我国现有支扩症患者1 000万～2 000万[2]。支扩症患者的气道炎症主要是由中性粒细胞介导的炎性反应，各种促炎细胞因子，如白介素（IL）-8、IL-1β、肿瘤坏死因子α（TNF-α）、IL-6等在患者肺泡灌洗液中的表达明显升高[3-4]。但支扩症患者存在明显的异质性，部分支扩症患者表现出类似哮喘的可逆性气道高反应性，并且吸入糖皮质激素联合长效β2-受体激动剂（ICS/LABA）可缓解这类患者的临床症状，减少急性加重次数，同时可减慢肺功能Ⅲ级患者肺功能下降的速率[5]。目前诱导痰及呼出气一氧化氮（FeNO）检查作为常用的无创气道炎症检查手段，已广泛应用于支气管哮喘及慢性阻塞性肺疾病的病情评估，但其是否有助于支扩症患者气道炎症状态的评估及区分支扩症患者的临床特征，尚缺乏相关的临床研究。本研究旨在通过评估诱导痰及FeNO检查与支扩症患者临床特征、肺功能指标之间的关系，探讨无创气道炎症检查在支扩症患者中的应用价值，从而为支扩症患者的个体化治疗提供科学依据。

1 对象与方法

1.1 研究对象 选择2017年1月—2018年12月于沧州市中心医院就诊的稳定期支扩症患者62例为研究对象。纳入标准：（1）4周内无呼吸道感染，呼吸道症状不超过正常日间变异范围；（2）4周内未使用抗生素及吸入性糖皮质激素，且无支气管哮喘病史。排除标准：（1）合并支气管哮喘、变应性支气管肺曲霉菌病、弥漫性泛细支气管炎、肺部肿瘤、Kartagener综合征、肺结核引起的继发性支扩症、尘肺、肺切除术后；（2）支扩症急性发作；（3）心、肝、肾等重要脏器功能严重障碍；（4）恶性肿瘤；（5）孕妇。本研究经沧州市中心医院伦理委员会批准，患者均签署知情同意书。

1.2 研究方法

1.2.1 一般资料 接诊医生详细询问病史并收集患者既往病历资料，记录患者性别、年龄、体质指数（BMI）、吸烟史（1包/d，连续10年或0.5包/d，连续20年）、病程、急性加重次数、痰量、咯血史、发生支扩症的病因、铜绿假单胞菌定植情况。

1.2.2 高分辨率CT（HRCT）评分 患者在仰卧位深吸气末进行肺尖至肺底的64排螺旋CT扫描获得容积数据，骨算法重建层厚1.25 mm。由两位放射科医师联合阅片以确定有无支扩症并进行HRCT评分。评分标准如下：将全肺看作6个叶，舌叶及中叶均被视为独立肺叶，每个肺叶按照支扩症病变范围进行评分：0分：无支气管扩张；1分：≤25%；2分：＞25%且≤50%；3分：＞50%且≤75%；4分：＞75%，各个肺叶得分相加，最高分 24 分[6]。

1.2.3 肺功能检查 采用肺功能仪（德国耶格MasterScreen PFT System）进行肺功能检查，记录患者第1秒用力呼气末容积占预计值的百分比（FEV1%pred）（参考范围：≥80%）、用力肺活量占预计值的百分比（FVC%pred）（参考范围：≥80%）、第1秒用力呼气末容积占用力肺活量百分比（FEV1/FVC，参考范围：≥92%），并进行支气管舒张试验。所有检查在上午8：00至10：00进行，吸烟患者在检查前2 h内不能吸烟。

1.2.4 诱导痰检查 检查前10 min吸入沙丁胺醇气雾剂400 µg，检测肺功能，对于FEV1%pred≥70%者雾化吸入3%氯化钠溶液，对于FEV1%pred＜70%者先予0.9%氯化钠溶液雾化，并根据情况逐步提高氯化钠溶液浓度，即3%、4%、5%的高渗氯化钠溶液在固定时间间隔内进行雾化，雾化使用射流式雾化吸入器。雾化结束后，留痰于无菌干燥痰杯中。检测者在雾化过程中均未出现喘息、呼吸困难等症状。收集痰液后2 h内处理，取痰栓称重后加入4倍体积的0.1%二硫苏糖醇充分混合，将痰液置于37 ℃水浴震荡20 min，用48 µm的尼龙网过滤后，以3 000 r/min 离心10 min（离心半径8 cm）。留取上清液用于炎性因子IL-8、IL-6和IL-13的测定，离心沉淀用于细胞计数分类。采用酶联免疫吸附测定法（ELISA）检测痰上清液中IL-8、IL-6和IL-13的水平，ELISA试剂盒为武汉华美生物公司生产，严格按照相关试剂说明书操作。根据诱导痰细胞学分类划分气道炎症表型，即：嗜酸粒细胞占比＜3%且中性粒细胞占比≥60%为中性粒细胞型；嗜酸粒细胞占比≥3%且中性粒细胞占比＜60%为嗜酸粒细胞型；嗜酸粒细胞占比≥3%且中性粒细胞占比≥60%为混合细胞型；嗜酸粒细胞占比＜3%且中性粒细胞占比＜60%为寡细胞型[7]。

1.2.5 FeNO检查 根据美国胸科学会与欧洲呼吸学会（ATS/ERS）推荐的操作标准[8]，使用一氧化氮分析仪（纳库仑，SV-02E）检测，检查前1 h禁止进食西兰花、生菜、腌制类食物等，采用坐位，一手握住测定仪，一手捏鼻，呼气将肺内气体排尽。然后用口紧含过滤器，缓慢吸气达肺总量，以呼气流速为50 ml/s，匀速呼出肺内气体，呼气时间为10 s，约90 s读取数据。

1.3 统计学方法 采用SPSS 19.0统计学软件对所有数据进行统计学分析。对于符合正态分布的计量资料采用（±s）表示，多组间比较采用方差分析，组间两两比较采用SNK-q检验；对于不符合正态分布的计量资料采用M（P25，P75）表示，两组比较采用Mann-Whitney U检验，四组比较采用Kruskal-Wallis H检验；正态分布的数据采用Pearson相关性分析。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 一般资料 62例支扩症患者中男30例（48.4%），女32例（51.6%）；年龄32～84岁，平均年龄（60.5±12.8）岁；BMI 15.5～32.0 kg/m2，平均（20.5±5.6）kg/m2；不吸烟25例（40.3%），吸烟20例（32.3%），戒烟17例（27.4%）；病程4.0～43.5年，平均（19.2±13.5）年；急性加重次数1～5次/年，平均（2.4±1.0）次/年；痰量5～65 ml/d，平均〔12.5（8.2，20.6）〕ml/d；有咯血史19例（30.6%）；病因中特发性支扩症40例（64.5%），感染后支扩症21例（33.9%），其他1例（1.6%）；铜绿假单胞菌定植19例（30.6%）；细胞分型：中性粒细胞型（32例）、嗜酸粒细胞型（10例）、混合细胞型（6例）、寡细胞型（14例）。

2.2 不同细胞类型支扩症患者检查结果比较 不同细胞类型支扩症患者HRCT评分、应用支气管扩张剂后FEV1增加量、IL-8水平、IL-6水平、IL-13水平、FeNO比较，差异均有统计学意义（P＜0.05）；其中中性粒细胞型患者IL-8、IL-6水平高于嗜酸粒细胞型、寡细胞型患者，IL-13水平、FeNO、应用支气管扩张剂后FEV1增加量低于嗜酸粒细胞型、混合细胞型患者，HRCT评分高于嗜酸粒细胞型、混合细胞型、寡细胞型患者，差异均有统计学意义（P＜0.05）；嗜酸粒细胞型患者IL-8、IL-6水平低于混合细胞型患者，IL-13水平、FeNO高于寡细胞型患者，应用支气管扩张剂后FEV1增加量高于混合细胞型、寡细胞型患者，差异均有统计学意义（P＜0.05）；混合细胞型患者应用支气管扩张剂后FEV1增加量、IL-8水平、IL-6水平、IL-13水平、FeNO高于寡细胞型患者，差异均有统计学意义（P＜0.05）。不同细胞类型支扩症患者FEV1%pred、FVC%pred、FEV1/FVC比较，差异均无统计学意义（P＞0.05，见表1）。

2.3 诱导痰检查的部分指标与FeNO及肺检查指标的相关性分析 IL-8水平与HRCT评分、中性粒细胞百分比呈正相关（P＜0.05），与FEV1%pred、FVC%pred、FEV1/FVC、应用支气管扩张剂后FEV1增加量呈负相关（P＜0.05）；IL-6水平与HRCT评分、中性粒细胞百分比呈正相关（P＜0.05）；IL-13水平与应用支气管扩张剂后FEV1增加量、嗜酸粒细胞百分比、FeNO呈正相关（P＜0.05）；中性粒细胞百分比与HRCT评分呈正相关（P＜0.05），与FEV1%pred、FVC%pred、FEV1/FVC、应用支气管扩张剂后FEV1增加量、嗜酸粒细胞百分比呈负相关（P＜0.05）；嗜酸粒细胞百分比与应用支气管扩张剂后FEV1增加量、FeNO呈正相关（P＜0.05）；FeNO与应用支气管扩张剂后FEV1增加量呈正相关（P＜0.05）。IL-8与嗜酸粒细胞百分比及FeNO，IL-6与 FEV1%pred、FVC%pred、FEV1/FVC、应用支气管扩张剂后FEV1增加量、嗜酸粒细胞百分 比、FeNO，IL-13与 HRCT评 分、FEV1%pred、FVC%pred、FEV1/FVC、中性粒细胞百分比，中性粒细胞百分比与FeNO，嗜酸粒细胞百分比与HRCT评分、FEV1%pred、FVC%pred、FEV1/FVC，FeNO与HRCT评分、FEV1%pred、FVC%pred、FEV1/FVC均无线性相关关系（P＞0.05，见表2）。

3 讨论

本研究表明，支扩症患者按照诱导痰细胞学分类可分为中性粒细胞型、嗜酸粒细胞型、混合细胞型和寡细胞型4型。各型的HRCT支扩症病变程度，诱导痰中IL-8、IL-6、IL-13水平，FeNO和对支气管扩张剂反应性是有差别的。其中中性粒细胞型和混合细胞型占本研究入选病例的61.3%，其诱导痰中IL-8水平更高，中性粒细胞型HRCT支扩症病变程度最严重，并且本研究发现IL-8水平与诱导痰中性粒细胞百分比呈正相关，与HRCT评分呈正相关，与FEV1%pred呈负相关，提示中性粒细胞及IL-8在支扩症的发生、发展中起重要作用。有研究表明IL-8在支气管上皮的过度表达，虽然可以增加肺部对于细菌感染的免疫力，但同时会引起支气管结构的破坏，进而引起肺功能的降低[9]。混合细胞型与嗜酸粒细胞型、寡细胞型比较HRCT评分无统计学差异，可能与本研究样本量较少有关，有待在今后扩大样本量进一步观察。

同时本研究发现诱导痰中嗜酸粒细胞较多的嗜酸粒细胞型、混合细胞型诱导痰中IL-13水平、FeNO更高，对于支气管扩张剂的反应性更好。IL-13是由辅助T淋巴细胞2产生的特征性细胞因子，是哮喘和部分慢性阻塞性肺疾病患者发病中的关键细胞因子。IL-13可以调高血管细胞黏附分子和P选择素在血管内皮细胞的表达，有利于嗜酸粒细胞的趋化和黏附[10]。IL-13还通过引起气道黏液分泌增加、上皮下纤维化、气道重塑等多种机制参与哮喘的发生、发展，是当前治疗哮喘药物研究的重要靶点[11]。本研究显示，诱导痰中IL-13水平与嗜酸粒细胞百分比呈正相关，与应用支气管扩张剂后FEV1增加量呈正相关，提示在支扩症患者中诱导痰IL-13水平可以反映气道内嗜酸粒细胞参与的炎症，并可以用于预测患者对于支气管扩张剂的反应性。有研究表明，IL-13还可以通过诱导细胞紧密连接蛋白的泛素化和蛋白酶体聚集，从而引起人支气管上皮细胞间紧密连接的破坏，在气道炎症性疾病中造成上皮屏障功能的受损[12]。所以，IL-13在支扩症发病过程中是否会同样造成支气管上皮屏障的破坏，有待在今后的研究中加以证实。

表1 不同细胞类型支扩症患者检查结果比较Table 1 Comparison of examination results of patients with bronchiectasis by the induced sputum cell classification

表2 诱导痰检查的部分指标与FeNO及肺检查指标的相关性分析（r值）Table 2 Correlation analysis of some induced sputum parameters with FeNO and lung function test parameters

在哮喘患者中FeNO与气道的嗜酸粒细胞炎症关系密切，但支扩症患者FeNO与气道内嗜酸粒细胞的关系鲜有报道。有研究显示，稳定期支扩症患者的FeNO与外周血嗜酸粒细胞计数呈正比[13]。本研究结果显示，支扩症患者FeNO与诱导痰中嗜酸粒细胞百分比呈正相关，提示在支扩症患者中FeNO也可以作为反应气道内嗜酸粒细胞炎症的一个指标。

支扩症具有明显的异质性，不同的患者在病因、临床症状、影像特征、细菌定植等方面有很大的差异，可能需要不同的治疗方案。有研究显示，部分支扩症患者表现出类似哮喘的可逆性气道高反应性，并且ICS/LABA可缓解这类患者的临床症状，减少急性加重次数，同时减慢肺功能Ⅲ级患者肺功能下降的速率[5]。诱导痰中IL-13水平、嗜酸粒细胞百分比及FeNO能否成为筛选ICS/LABA治疗获益支扩症患者的有用指标，有待今后扩大样本量进一步研究。

本研究的局限性：（1）本研究是单中心的临床研究，样本量有限；（2）虽然本研究病例入选标准排除了具有哮喘病史患者，但仍不能完全避免支扩症合并哮喘患者的纳入；（3）本研究中有接近1/3的患者仍在吸烟，对本研究的结果也会产生一定的影响[14]。

综上所述，支扩症患者具有明显的异质性，通过诱导痰细胞学分类、炎性因子检测及FeNO检查有助于评估支扩症患者的气道炎症特征。对于诱导痰中嗜酸粒细胞升高、FeNO升高的患者，ICS/LABA可能具有更好的疗效。本研究为支扩症患者的个体化治疗提供了初步的临床研究依据，今后需要扩大样本量，针对不同气道炎症特征的支扩症患者采用相应的治疗方案，探索支扩症的精准治疗方案。

作者贡献：王晓晟进行文章的构思与设计，研究的实施与可行性分析，数据整理，统计学处理，结果的分析与解释，撰写论文，论文的修订；王晓晟、康筱玲、张颖进行数据收集；孙宝华负责文章的质量控制及审校，对文章整体负责，监督管理。

本文无利益冲突。