吸烟者小气道功能障碍的临床意义及外周血嗜酸性粒细胞计数的分布研究

朱佳嫣 祝青腾 郝慧娟 宋雅君 张旻

慢性阻塞性肺病(以下简称慢阻肺)早期病理学改变主要是小气道病变或异常，吸烟是慢阻肺主要的危险因素[1]。最新流行病学研究显示我国慢阻肺患病率约为8.6%[2]。慢阻肺早期可无症状或症状轻微不典型，导致漏诊。因此提高高危人群的筛查和早期慢阻肺的诊断率，是慢阻肺防治的关键。有些吸烟者行支气管舒张试验提示大气道功能正常，但已出现咳嗽、咳痰等呼吸道症状，这部分人群被称为GOLD 0期患者，目前尚无足够的证据支持GOLD 0期患者必然会进展成慢阻肺。因此，具有何种特征的GOLD 0期患者，更可能进展为慢阻肺以及如何更好地识别这些患者，成为我们关注的重点。

本研究旨在探讨大气道功能正常吸烟者小气道功能的情况，有症状及无症状吸烟者的小气道功能是否存在差异，分析两者影像学改变的程度以及外周血嗜酸性粒细胞(Eosinophil，EOS)的分布情况，为慢阻肺的早防、早诊、早治提供依据。

资料与方法

一、研究资料

本研究收集自2020年1月开始至2021年6月来上海市第九人民医院黄浦分院、第一人民医院、上海市嘉定区江桥医院(第一人民医院嘉定分院)体检中心进行体检，以及呼吸科门诊进行体检结果咨询的人员。纳入标准：(1)男性，年龄在40～60岁之间；(2)根据GOLD 2021的诊断标准，大气道功能在正常范围内(一秒率，FEV1/FVC≥0.7)。排除标准：(1)就诊前口服或静脉使用糖皮质激素和(或)免疫调节剂的患者；(2)合并其他呼吸系统疾病，如胸腔积液、气胸、肺炎、肺结核、肺栓塞等；(3)合并肿瘤、严重心脑血管疾病、血液系统疾病、自身免疫病等患者；(4)就诊前8周内有上呼吸道感染病史的患者。本研究经上海交通大学附属第九人民医院黄浦分院伦理委员会(批号：ETHICALREVIEW2021-TH-03)审核通过。

二、研究方法

1.资料收集：记录受试者的年龄、性别、身高、体重、BMI(体质指数)、吸烟情况、完成症状评估量表(CAT量表)评估有无呼吸道症状(包括持续或反复的咳嗽、咳痰、胸闷、活动后气促、运动耐量降低等)。

2.肺功能测定：采用德国Jaeger公司的肺功能测定仪，测试前已完成环境测试及肺功能仪定标，根据美国胸科协会/欧洲呼吸学会肺功能指南和中华医学会呼吸病学分会肺功能指南的质量控制要求进行肺通气功能测定[3-4]。检查前向受试者询问病史、用药史，评估肺功能检查的适应症，排除禁忌症，向受试者详细介绍及演示检查动作要领，指导练习。使用肺功能测定仪测定流速容积曲线中各项通气功能，检测重复3次，每次间隔1分钟，取三次结果中最佳曲线。让患者吸入沙丁胺醇400ug，休息15分钟后再次检测肺功能，方法同前。收集用力肺活量(FVC)、第1秒用力呼气容积(FEV1)占预计值的百分比(FEV1%pred)、FEV1/FVC、用力呼出25%肺活量时最大瞬间呼气流量占预计值百分比(FEF25%_%pred)、用力呼出50%肺活量时最大瞬间呼气流量占预计值百分比(FEF50%_%pred)、用力呼出75%肺活量时最大瞬间呼气流量占预计值百分比(FEF75%_%pred)、用力呼出25%-75%肺活量时最大瞬间呼气流量占预计值百分比(FEF25%-75%_%pred)等各项数据。

3.血细胞分析计数：抽取受试者行肺功能检测当日空腹静脉血2mL，使用全自动血细胞分析仪器(血液分析机器型号xn1000 ， sysmex配套试剂)，检测外周血中EOS绝对值计数、中性粒细胞绝对值计数与淋巴细胞绝对值计数，计算中性粒细胞淋巴细胞比值(NLR)。

4.CT扫描：采用GE螺旋CT扫描仪，于肺功能检测当日对受试者行全肺平扫。扫描参数：管电压：120kv，管电流240mAs，旋转时间：0.5s，扫描采集层厚2mm，重建层厚0.625mm。将原始数据及重建数据存储为DICOM格式，导入VolumeShare软件进行定量CT肺气肿测量测定肺气肿指数(肺低衰减区占全肺容积百分比，LAA%)，以-950HU为阈值，计算低于-950HU的肺容积占全肺容积的百分比。

三、统计学分析方法

结 果

一、基本资料

本研究共纳入受试者320例，均为男性，其中有呼吸道症状吸烟者132例，无呼吸道症状吸烟者119例，非吸烟者69例。三组受试者均已行体检排除常见合并症，年龄、身高、体重、BMI指数无统计学差异。有症状吸烟组的CAT评分与非吸烟组、无症状吸烟组存在显著统计学差异(P<0.001)。(见表1)。

二、肺功能检测结果

三组受试者的FEV1/ FVC均≥0.7，反映大气道功能的FEV1%pred、FEV1/ FVC和FEF25%_%pred均存在显著差异(P<0.001)(见表1)。反映小气道功能的FEF25%-75%_%pred、FEF50%_%pred和FEF75%_%pred均存在显著差异(P<0.001)(见表1)。其中有症状吸烟组的FEF25%-75%_%pred、FEF50%_%pred、FEF75%_%pred均值均低于65%，提示无论是否存在呼吸道症状，吸烟者的小气道功能都较健康人群更差，而有症状吸烟者的小气道功能降低程度高于无症状吸烟者。

三、外周血细胞检测结果

三组受试者的NLR值均无明显差异(P=0.172)(见表1)。EOS绝对值的均值在三组间分布无统计学差异(P=0.617)(见表1)。

四、肺气肿指数结果

肺气肿区域在图像中以蓝色标记(见图1)。三组的LAA%存在显著统计学差异(P<0.001)(见表1)，其中有症状吸烟组的LAA%高于无症状吸烟组及非吸烟组，无症状吸烟组高于非吸烟组。

表1 非吸烟组、无症状吸烟组、有症状吸烟组的人口统计学信息及临床基本特征

图1 肺气肿区域标记

五、LAA%、NLR、大小气道功能、EOS绝对值间的相关性分析

LAA%与小气道功能指标FEF25%-75%_%pred、FEF50%_%pred、FEF75%_%pred均呈显著负相关(P<0.01)(见图2)。LAA%与大气道功能指标FEV1%pred、FEV1/FVC、FEF25%_%pred均呈显著负相关(P<0.01)(见图2)。大气道与小气道功能各项指标均呈显著正相关(P<0.01)(见表2)。NLR、EOS绝对值与LAA%及大小气道功能各项指标均无相关性(P>0.05)。

表2 三组人群大气道功能与小气道功能相关性分析

图2 三组人群LAA%与大小气道功能的相关性

六、 LAA%与大小气道功能的多因素线性回归分析

通过Pearson相关系数分析提示LAA%与大小气道功能均呈负相关，进一步行多因素线性回归分析探讨大小气道功能对LAA%的影响，在排除其他因素影响后FEV1/FVC、FEV1%pred是LAA%的主要影响因素(P<0.001， R方=0.537)，各个自变量的标准化偏回归系数β和95%CI(见表3)。

表3 三组人群LAA%与大小气道功能多因素线性回归分析

七、EOS绝对值分布的组间差异比较

将EOS绝对值(×109/L)分成三个区间(小于0.1、0.1～0.3、大于0.3)，各组EOS绝对值在不同区间的分布见图3。采用Kruskal-Wallis检验来对EOS绝对值分布的组间差异进行比较，结果显示非吸烟组、无症状吸烟组、有症状吸烟组的EOS绝对值在上述三个区间中的分布无统计学差异(P=0.124)(见表4)。

表4 三组人群EOS绝对值在不同区间的分布差异

图3 各组EOS绝对值在不同区间的分布

讨 论

慢性阻塞性肺病是一种以气流受限为主要特点的慢性呼吸道疾病，我国40岁以上人群的慢阻肺患病率约为13.7%[3]，2013年我国因慢阻肺而死亡的总人数约为91万[5]。吸烟与慢阻肺的发生发展密切相关。目前，肺功能测定是最常用的慢阻肺检测手段，但由于健康人群的肺功能会随着年龄增长和器官功能衰退而逐渐下降，而早期大气道的改变程度不明显，因此单纯检测FEV1%pred及FEV1/FVC易造成不同年龄阶段人群的漏诊和误诊。GOLD认为对一般人群进行常规肺功能检测来进行慢阻肺筛查尚有争议。相关研究结果提示没有证据表明在无症状人群中筛查慢阻肺能够改善与健康相关的生活质量、发病率或死亡率[6]。前期研究中我们发现，部分大气道功能正常的患者，存在小气道功能障碍，尽管这些患者的影像肺气肿指数与小气道功能正常患者没有统计学差异，但小气道功能障碍患者有着更高的肺气囊发生率，肺组织中的白介素-6、白介素-8水平也更高，提示小气道功能障碍早期即已出现病理学肺气肿改变以及局部的炎症因子升高[7]。

在慢阻肺发病过程中小气道功能的变化不容忽视。FEF50%通常在气流受限或存在小气道病变时下降，有研究表明FEF50%反映小气道狭窄的敏感性比FEV1更高[8]。FEF25%-75%是反映小气道气流受限的良好指标，Siroux[9]认为FEF25%-75%值的下降很可能是FEV1值下降的前兆，与气道高反应加重的程度和疾病的不良预后显著相关。FEF75%与FEF50%、FEF25%-75%三项中任意两项数值占预计值比值小于65%，则诊断为小气道功能障碍。由于上述指标依赖于FVC，所以在FVC正常的情况下进行上述小气道指标的评判更具有临床价值。本研究中吸烟组的大气道功能虽在正常范围内，但与非吸烟组相比已经出现了一定程度的下降，FEF25%-75%、FEF50%、FEF75%低于非吸烟组，有症状吸烟组的FEF25%-75%_%pred、FEF50%_%pred、FEF75%_%pred均值均低于65%，提示无论是否存在呼吸道症状，吸烟者的大小气道功能都较健康人群更差，而有症状吸烟者的大小气道功能降低程度比无症状吸烟者更高，其中小气道功能下降更为明显，提示吸烟者小气道功能较大气道功能受吸烟影响更多，小气道功能障碍临床上更易被发现及诊断。徐英等[10]的研究发现与非吸烟组相比，吸烟组的FEF25%、FEF50%、FEF75%、PEF均有下降，其中FEF50%、FEF75%在两组间的差异有统计学意义(P<0.05)，与我们的研究结果相似。

肺气肿是指终末细支气管远端肺泡壁破坏导致的气腔异常的永久性扩大，可引起肺通气和弥散功能障碍，与慢阻肺患者的症状和预后密切相关。临床上发现部分长期吸烟者小气道功能受损，而FEV1%pred及FEV1/FVC尚处于正常范围内，仅靠FEV1%pred及FEV1/FVC来对吸烟人群进行气流受限与否及气流受限程度的早期诊断存在一定局限性，不够敏感。研究显示FEV1%pred并不能完全与慢阻肺患者的临床症状相匹配，这一点尤其体现在肺部肺气肿不均匀分布的患者中[11]。定量CT扫描联合图像分析技术有助于改善这一缺点。本研究采用-950HU作为肺气肿阈值计算LAA%，以LAA%来评估受试者肺气肿的严重程度。我们发现吸烟者较非吸烟者有更高的LAA%(P<0.001)，这与张迪[12]等人的研究结果相同。王飞[13]等的研究亦表明吸烟者肺气肿的发生率显著高于非吸烟者(67.9%vs 17.6%，P<0.001)。GOLD提出慢阻肺患者呼吸道症状可早于肺功能异常多年发生，我们的研究进一步比较了无症状吸烟者与有症状吸烟者的LAA%，后者较前者显著升高(P<0.001)，进一步揭示了呼吸道症状在早期慢阻肺诊断中的价值。

在本研究纳入的320例受试者中，LAA%与大小气道功能各项指标单独比较结果均呈显著负相关(P<0.01)，提示LAA%越高，大小气道功能越差。而进一步将LAA%与大小气道功能指标进行多因素线性回归分析结果显示FEV1/FVC、FEV1%pred是LAA%的主要影响因素(P<0.001，R方=0.537)。251例吸烟者中有132例(52.6%)存在不同程度呼吸道症状，吸烟者较非吸烟者有更高的LAA%。Regan等[14]进行的一项大型横断面研究中，4388位GOLD 0级受试者中有54.1%存在一种或多种呼吸道症状，这个比例与我们的研究结果相似，且正在吸烟的受试者，亦较已戒烟的受试者有着更为严重的肺气肿表现和气体潴留情况。本研究中有呼吸道症状的吸烟者其FEV1/FVC均值已小于0.8，小气道功能更差，LAA%更高，极有可能比无症状吸烟人群更早且更易出现肺通气功能的改变，最终导致慢阻肺。我们的研究结果提示应当加强对有症状吸烟者肺功能的随访观察，以便于在出现早期慢阻肺迹象时及时给予干预。而在无症状吸烟者及非吸烟者中，如出现大气道功能轻度下降(0.7

NLR反映体内中性粒细胞与淋巴细胞的平衡状态，已被证实与各种炎症、心血管及肾脏等慢性疾病的严重程度相关。本研究通过比较三组受试者的NLR后发现，在非吸烟者、无症状吸烟者、有症状吸烟者中NLR均值无显著差异(P=0.172)，在整体受试者中NLR与LAA%及大小气道功能各项指标均无相关性(P>0.05)，这可能与受试者的个体因素差异有关，也可能是因为吸烟者小气道炎症的发展是一个缓慢而持续的过程，早期的NLR变化不明显，因此NLR不是评估早期慢阻肺的理想指标。在肺功能正常吸烟者及早期慢阻肺人群中NLR与小气道慢性炎症之间的关系尚有待进一步研究，未来有必要招募更多受试者并持续随访他们的小气道功能及NLR变化情况，进一步分析其相关性。

近年来发现约有10%～40%的慢阻肺患者存在EOS气道炎症[15-17]，Barnes等[18]提出EOS亦在慢阻肺的炎症调节中起到了相当重要的作用。慢阻肺患者气道内EOS增高可能与病毒感染、空气污染以及过敏原引起的气道变态反应等因素有关。在本研究中，非吸烟组、无症状吸烟组、有症状吸烟组的外周血EOS绝对值(×109/L)在小于0.1、0.1～0.3、大于0.3这三个区间内的分布无统计学差异(P=0.124)，吸烟者中外周血EOS多分布于0.1～0.3区间，大于0.3×109/L的比例较小，约为14%，低于国内相关研究中，高EOS慢阻肺患者的比例。唐平平等[19]对于慢阻肺患者血EOS水平的研究中外周血EOS大于0.3×109/L的患者占比为32.9%。国外相关数据高于国内，约为30%～40%[20-22]。本研究中EOS与LAA%、NLR无相关性(P>0.05)，这说明吸烟及肺部的肺气肿改变对EOS绝对值没有影响。

本研究的局限性在于为一项横断面研究，样本量较少，未能评估受试者后续肺功能变化情况。今后我们将进一步扩大样本量，增加呼出气一氧化氮检测，并可引入慢阻肺气道炎症相关炎症因子检测，随访观察受试者转归。

小气道功能障碍作为慢阻肺早期即存在的病理生理变化，可能在慢阻肺诊断尚未成立之前即已出现，且比大气道功能的下降更明显，因此对于慢阻肺早防，具有十分重要的潜在意义。吸烟者小气道功能下降程度高于大气道功能下降程度，伴有呼吸道症状的吸烟者，大小气道功能下降更为显著，LAA%更高。有症状吸烟者应通过肺通气功能检测联合胸部CT定量扫描进行重点筛查和随访。