呼出气一氧化氮与哮喘相关性研究进展

杨龙综述张建青审校

(1.广东医科大学，广东湛江524000；2.广州市番禺区何贤纪念医院儿科，广东广州511400)

呼出气一氧化氮与哮喘相关性研究进展

杨龙1综述张建青2审校

(1.广东医科大学，广东湛江524000；2.广州市番禺区何贤纪念医院儿科，广东广州511400)

呼出气一氧化氮(eNO)是一种新近发现的气道嗜酸性炎症标记物。哮喘是以嗜酸性炎症为主的慢性气道炎症性疾病，长期以来临床一直缺乏简便可靠监测气道炎症的方法。eNO在哮喘患儿的水平增高，可对儿童哮喘气道嗜酸性炎症进行评估，它对哮喘的管理具有潜在的指导意义，具有无创、简单、易重复的特点，在临床有广泛应用的前景。

呼出气一氧化氮；哮喘；嗜酸粒细胞性炎症；儿童

哮喘是多种细胞和细胞组分参与的慢性气道炎症性疾病。临床常用哮喘炎症监测的方法分为有创性和无创性两大类。常用的有创性检测如支气管内膜活检和纤支镜肺泡灌洗，操作难度大，不良反应多且不易重复，患者依从性较差，难以在临床常规开展。传统的无创性检测如外周血嗜酸性粒细胞计数缺乏一定的特异度与灵敏度，对哮喘炎症的评估有其局限性；诱导痰细胞分类计数，技术要求较高，且可能诱发哮喘的发作，未能广泛开展[1]。Alving等[2]首次发现呼出气一氧化氮(exhaled nitric oxide，eNO)水平在哮喘患者中明显升高后，eNO与哮喘的相关性引起了人们的重视。eNO可以安全直接的反映哮喘儿童的气道嗜酸性炎症水平，对哮喘的管理具有潜在的指导意义。因eNO检测具有无创、简单、易重复的特点，在临床有广泛应用的前景。

1 NO的生成机制及作用

NO是由一氧化氮合成酶(nitric oxide synthase，NOS)催化L-精氨酸和氧反应后生成的。目前已知的NO合成酶有三种同工酶：神经元型一氧化氮合酶(nNOS)、内皮型一氧化氮合酶(eNOS)、诱导型NO合成酶(iNOS)。nNOS主要存在于神经组织，在骨骼肌细胞和平滑肌细胞也有表达；eNOS主要存在于血管内皮、支气管内皮；iNOS主要存在于单核巨噬细胞、成纤维细胞和肝细胞，在气道及血管平滑肌细胞也有表达[3]。nNOS、eNOS又合称为固有型NO合成酶(cNOS)：为钙依赖性，当细胞内钙离子浓度升高时被激活，其激活后持续时间短，仅数秒钟，产生的NO量少，主要在生理条件下作为血管扩张因子、支气管舒张因子以及神经递质等作用[3-4]。iNOS为非钙离子依赖性，平时不表达，主要在炎症条件下，由IFN-γ、TNF-α、IL-1等诱导生成，其激活后持续时间长，可达数小时，产生的NO量多，参与炎症的病理反应[3-5]。哮喘的气道炎症与肺组织中iNOS的活性增强、表达增多有关，iNOS诱导产生的过量NO在哮喘的病理改变(如炎症细胞浸润、气道高反应性、黏液分泌)及哮喘恶化中起重要作用[6]。Prado等[7]证实在哮喘发病过程中，过量的NO增加气道嗜酸性粒细胞聚集，并使免疫平衡偏向Th2细胞反应，从而加剧气道炎症反应。因此，eNO水平能较好的反映哮喘气道炎症程度，以eNO水平作为参考指标对哮喘气道炎症进行评估指导具有可行性。

2 eNO常用检测方法及参考值

目前根据需要eNO检测有在线检测、离线检测两种方式。所谓在线检测即气体样本经采气管道直接进入一氧化氮测定仪进行即刻测定。离线检测则是先采用特制的气体收集袋对气体样本进行收集储存，后期进行测定。对于气样采集操作采用的是2005年美国胸科学会和欧洲呼吸学会(ATS/ERS)指南[8]推荐的标准。6岁以上的学龄儿童气样采集：患儿先平静坐下休息5 min以适应环境，采集时尽力吸入不含NO (＜5 ppb)的空气达肺总量，随后以50 mL/s呼气流速，5～20 cmH2O(1 cmH2O=0.098 kPa)的呼气压力平稳呼气，持续4 s以上进行采集。学龄前儿童理解及配合能力有限，在患儿平静状态下采集气样即可。为了减少呼气流速对学龄前儿童eNO值的影响，发展了不需控制呼气流速的潮气呼吸检测技术。van Mastrigt等[9]对潮气呼吸检测技术与ATS推荐的标准在线检测技术进行了比较，研究发现二者之间的eNO值并没有明显差别，具有明显的相关性。这使学龄前儿童eNO值标准化成为了可能。

eNO应用于临床，eNO值正常范围的界定是迫切要解决的问题。Van Der Heijden等[10]对51例学龄前正常儿童eNO采用离线检测发现，正常儿童eNO均值7.1 ppb，95%CI(2.8～11.5)ppb。Daniel等[11]对121例2～7岁正常儿童eNO采用了在线检测及离线检测，研究发现在线检测均值3.9 ppb，95%CI(1.2～8.2)；离线检测均值3.0 ppb，95%CI(1.3～7.1)ppb。两研究之间eNO正常值存在较大差异，且受检测方式不同的影响。Arora等[12]和Dupont等[13]的研究显示正常儿童与哮喘患儿的eNO水平临界范围在20～25 ppb；另有报道哮喘控制良好患儿eNO水平可在22～44 ppb[14]。这表明正常儿童与哮喘患儿eNO水平有一定程度的重叠。此外多个研究显示eNO值受种族、环境以及体重的影响[15-17]。鉴于eNO正常水平受诸多因素的影响，2011年ATS/ERS在《在临床应用时如何解读eNO检测结果》[18]指南中表示不推荐设定eNO水平正常值，而以20 ppb及35 ppb两个切点值对哮喘患儿气道炎症进行评价：＜20 ppb为低水平，表示嗜酸性炎症可能性小；20～35 ppb为中水平，表示是否有炎症需结合临床表现综合考虑；＞35 ppb为高水平，表示存在嗜酸性炎症。总的来说，eNO水平影响因素众多，尚没有一个公认可靠的正常值范围，但高水平的eNO仍对哮喘气道炎症的评估有指导意义。

3 eNO与嗜酸性炎症

eNO可以反映气道炎症水平，但并不与所有的炎症类型都相关。Payne等[19]对31例哮喘儿童，7例正常儿童进行支气管内膜活检，研究发现eNO与支气管黏膜下嗜酸性炎症相关。于兴梅等[20]和Wang等[21]的研究发现eNO水平与诱导痰嗜酸性粒细胞计数呈正相关。Choi等[22]对118例哮喘儿童、79例过敏性鼻炎患儿及74例正常儿童的研究表明eNO水平与外周血嗜酸性粒细胞计数、血清总IgE水平及ECP具有明显的正相关性，另外发现eNO水平在哮喘儿童及鼻炎患儿明显升高，但二者之间eNO水平并无显著差异。以上研究表明eNO反应气道嗜酸性炎症，而与其他炎症表型没有明显相关性；eNO与过敏状态相关，但不能对过敏性哮喘和过敏性鼻炎进行区分。哮喘的病理类型绝大多数是嗜酸粒细胞性[23]。因而eNO可以对患儿哮喘的病理类型进行区别，对哮喘患儿气道的嗜酸性炎症进行监测，从而更好的指导哮喘治疗。

4 eNO指导ICS应用

吸入性糖皮质激素(inhaled corticosteroids，ICS)，是目前控制气道炎症最有效的药物，ICS在哮喘的治疗中具有不可替代的作用。ICS的在哮喘儿童的合理规范应用一直是人们关注的问题，有学者对eNO是否能指导ICS应用进行了研究。Petsky等[24]研究发现，分别以eNO水平和症状控制水平分级管理儿童哮喘。eNO在患儿急性发作次数、FEV1改善方面并无显著优势；并且ICS的使用量明显高于对照组，差异有统计学意义(P=0.037)。以eNO水平管理哮喘，不能增加日常中无喘息症状日子的比例，但能减少哮喘的恶化，伴随着白三烯受体拮抗剂和ICS应用剂量的增加[25]。刘灿霞等[26]应用eNO值(＜20 ppb为正常值)指导调整哮喘患儿治疗过程中吸入糖皮质激素的剂量。该研究结果显示：与传统的根据症状控制水平来分级指导治疗的方法相比，在急性发作次数、短效β2受体激动剂的使用次数以及肺功能的改善程度方面并没有显著优势，并且其ICS的累积使用量明显高于对照组。哮喘患儿症状控制后，气道炎症的持续存在，eNO持续的中、高水平可能是ICS使用量增加的原因。2016年，中华医学会儿科学分会在《儿童支气管哮喘诊断与防治指南》[27]指出：目前尚缺乏低eNO水平的患儿停用ICS治疗后长期转归的研究，不推荐单纯以eNO水平高低作为决定哮喘患儿是否使用ICS治疗，或ICS升/降级治疗的依据。所以，eNO水平作为嗜酸性炎症的标记物，能够预测患儿对ICS治疗的敏感性，但单以eNO值合理指导ICS用药尚需要进一步的研究。

5 eNO与肺功能的相关性

肺功能的检测是对哮喘进行诊断的主要参考指标，也是对哮喘严重程度和控制水平进行评估的重要依据。在肺功能参数中应用最多的是1 s用力呼气容积(FEV1)和FEV1与用力肺活量的比值(FEV1/FVC)以及呼气峰流速(PEF)。哮喘发作期间通常有FEV1 (正常≥80%预计值)和FEV1/FVC(正常≥80%)的降低，但在相当一部分患者中其可以是正常的。为此，众多学者对eNO与肺功能的相关性，以及其在对哮喘的评估中是否更具有优越性进行了相关研究。候萍等[28]研究发现eNO水平与肺功能FEV1/FVC呈负相关，而与FEV1不相关。Cano-Garcinuño等[29]也证实eNO与FEV1/FVC呈负相关，而与FEV1没有相关性。一项针对6～17岁的轻到中度持续性哮喘患儿的研究发现，eNO水平与FEV1/FVC及FEV1没有相关性[30]。张晗等[31]的研究同样发现eNO与肺功能各参数(FVC、FEV1、FEV1/FVC、PEF)无相关性。持续eNO高水平对难治性哮喘有较好的预测作用，但不能反映肺功能的变化趋势[32]。这些研究表明，儿童eNO水平与肺功能之间不具有稳定的相关性。eNO水平高低主要反应气道嗜酸性炎症，而不能对肺功能的正常与否进行评定。肺功能主要反应气道通气功能，不能对气道炎症进行评估。二者从不同的角度对哮喘进行评价，将其结合起来可能更有利于儿童哮喘的诊治与管理。

6 展望

综上所述，eNO作为新近发现的嗜酸性炎症的标记物，其无创、简便、易重复的特点使其在哮喘管理方面有广大的前景。主要包括：嗜酸粒细胞气道炎症的诊断、预测对激素反应、预测哮喘的加重、预测哮喘对治疗的反应等。然而eNO的临床具体应用还有许多问题待解决，其潜在的监测价值还有待进一步明确。有没有可能排除众多干扰因素对eNO正常值的影响，建立适合某一特定人群的正常参考水平，还需要进一步的探索；有没有更合适eNO参照水平以指导ICS的规范用药也需要进一步的研究。随着研究的深入，这些疑问将会得到解答，从而明确eNO在儿童哮喘管理中的确切价值，更好的指导儿童哮喘的诊治管理。

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Progress in the study of exhaled nitric oxide associated with asthma.

YANG Long1,ZHANG Jian-qing2.1.Guangdong Medical University，Zhanjiang 524000,Guangdong,CHINA;2.Department of Pediatrics,Panyu Maternal and Child Care Service Centre of Guangzhou,Guangzhou 511400,Guangdong,CHINA

Exhaled nitric oxide(eNO)is a kind of new discovered biomarker of eosinophilic inflammation. Asthma is a chronic airway inflammatory disease,and eosinophilic inflammation is the type of asthma.It has long been the lack of clinical simple and reliable method for monitoring airway inflammation.The increase of the level of eNO in asthmatic children can be used to evaluate the airway eosinophilic inflammation.eNO has the potential significance to guide the management of asthma.eNO detection has a non-invasive,simple and easy to repeat,which has a wide application in clinical practice.

Exhaled nitric oxide;Asthma;Eosinophilic inflammation;Children

R562.2+5

A

1003—6350（2017）07—1137—04

10.3969/j.issn.1003-6350.2017.07.036

2016-06-17)

广东省广州市番禺区科技计划项目(编号：2014-Z03-05)

张建青。E-mail：zjq3031@126.com