支气管哮喘患者外周血嗜酸性粒细胞计数与诱导痰嗜酸性粒细胞百分比和呼出气一氧化氮的相关性

雒志明，高 赏，任 魁，张 霖，冯志红

(首都医科大学宣武医院呼吸科,北京 100053;*通讯作者,E-mail:13718962892@163.com)

支气管哮喘患者外周血嗜酸性粒细胞计数与诱导痰嗜酸性粒细胞百分比和呼出气一氧化氮的相关性

雒志明*，高 赏，任 魁，张 霖，冯志红

(首都医科大学宣武医院呼吸科,北京 100053;*通讯作者,E-mail:13718962892@163.com)

目的 观察支气管哮喘患者外周血嗜酸性粒细胞(EOS)的计数,及其与呼出气一氧化氮(FeNO)和诱导痰EOS百分比的相关性,从而寻找与哮喘相关的炎症因子,预防哮喘急性发作。 方法 收集2015-09～2016-12期间首都医科大学宣武医院哮喘患者100例,其中急性发作期72例,非急性发作期28例,收集30例健康志愿者作为对照组。检测各组外周血EOS计数和诱导痰EOS百分比,测定呼出气FeNO水平和FEV1%水平。 结果 哮喘急性发作组与非急性发作组外周血EOS、呼出气FeNO、诱导痰EOS百分比均高于健康对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。哮喘急性发作组外周血EOS计数与呼出气FeNO水平和诱导痰EOS百分比均呈现正相关(r=0.392,P<0.05;r=0.321,P<0.05);非急性发作组外周血EOS计数与呼出气FeNO水平和诱导痰EOS百分比均呈现正相关(r=0.435,P<0.05;r=0.439,P<0.05)。而对照组外周血EOS计数与呼出气FeNO水平和诱导痰EOS比例无相关性(r=-0.357,P>0.05;r=0.170,P>0.05)。 结论 哮喘患者外周血EOS计数增高,并且与呼出气FeNO、诱导痰EOS比例呈现正相关。外周血EOS水平在哮喘急性发作期明显高于非急性发作期,其在一定程度上能够反映哮喘患者气道炎症水平,并预测哮喘的急性发作。

支气管哮喘; 嗜酸性粒细胞计数; 诱导痰嗜酸性粒细胞百分比; 呼出气一氧化氮

支气管哮喘是由多种细胞包括嗜酸性粒细胞(eosinophils,EOS)、肥大细胞、T淋巴细胞、中性粒细胞、平滑肌细胞、气道上皮细胞等及细胞组分参与的气道慢性炎症性疾病,同时伴有可变的气流受限和气道高反应性[1]。由于多种慢性炎症细胞与炎症介质参与了哮喘的发生、发展,所以气道炎症评估对于哮喘的诊断、治疗以及预后具有十分重要的临床意义。一直以来,长期困扰人们的是如何以一种敏感、简单、特异的方法来监测气道炎症的变化。诱导痰EOS百分比及呼出气一氧化氮(FeNO)水平在哮喘发作时均有升高,皮质激素治疗后降低,两者联合检测来预测气道炎症,阳性预测值为72%,敏感性76%[2]。而诱导痰具有重复性较好、无创等优点,可以连续监测及客观评估药物的抗炎效果,与气道活检的病理改变基本一致,能够更加真实反映气道的炎症状态[3]。FeNO是体内的生物活性物质之一,与哮喘气道慢性炎症有较好的相关性,而呼出气FeNO可作为有意义的哮喘气道炎症标志物。哮喘患者FeNO的升高早于哮喘的临床症状,尤其更早于肺功能的异常,对于哮喘辅助诊断具有较高的特异度和敏感度[4,5]。呼出气FeNO检测简便快捷安全,患者易配合,可重复性好。这项技术在辅助哮喘诊断、预测急性发作等方面发挥着越来越重要的作用。研究表明EOS是哮喘发病机制中的主要效应细胞[6],与哮喘病情的严重程度相关[7]。在临床实践中,观察到外周血中EOS水平与哮喘急性发作密切相关。为进一步探究外周血中EOS与诱导痰EOS和呼出气FeNO的相关性,进行了临床横断面对照研究。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2015-09～2016-12首都医科大学宣武医院就诊的明确诊断为哮喘并给予正规治疗4周以上在门诊随访的100例患者,其中随访过程中经评估将100例患者分为急性发作组和非急性发作组。急性发作期共72例(急性发作组),其中男32例,女40例,年龄21-69岁,平均(37.9±13.4)岁;非急性发作期28例(非急性发作组),男13例,女15例,年龄22-65岁,平均(38.6±11.9)岁。入组患者均符合2016年中华医学会呼吸病学分会哮喘学组制定的哮喘诊断标准[1]。排除标准:首次哮喘发作患者、有心肺基础疾病、有其他变态反应性疾病史、吸烟、妊娠或近一周有急性感染及发热的患者。同时,选取健康志愿者作为健康对照组30例,男14例,女16例,年龄20-60岁,平均(40.1±13.2)岁,三组的性别以及年龄差异均无统计学意义(P>0.05)。

1.2 方法

两组患者和健康组随访当天先行呼出气FeNO水平测定,之后进行肺功能测定和诱导痰检测,当天抽血查血常规(包含EOS)。

1.2.1 外周血EOS计数 患者查血常规,按常规法计EOS绝对数。

1.2.2 FEV1测定 采用Vmax肺功能仪,患者在肺总量位置时用力呼气1 s所呼出的气体容积(FEV1)。重复测定3次,取最佳FEV1%值。

1.2.3 呼出气FeNO测定 采用纳库仑FeNO检测器(尚沃医疗电子股份有限公司)进行检查。主要检测指标FeNO(1×10-9mol/L)。患者在静息状态下,先将肺内的气体尽量呼出后,用口唇包紧滤器,平静吸气至肺总量位,再缓慢呼气,呼出气流依据美国胸科协会(ATS)测定指南要求控制在50 ml/s[8],并且呼出气平台持续时间>2 s,FeNO正常值参考范围为(5-25)×10-9mol/L[8]。

1.2.4 诱导痰检测 按照中华医学会呼吸病学分会制定的标准进行诱导痰检[9]。患者首先吸入沙丁胺醇气雾剂400 μg。预防哮喘发作。10 min后清水漱口擤鼻,浓度为3%高渗盐水超声雾化10 min。漱口擤鼻一次,尽力咳痰至培养皿,若无痰或者痰量不足则重复雾化诱导痰液,直至足量合格痰标本或者雾化总时长达到30 min。

痰液处理:取出痰液后马上处理。取出浓稠的痰块,加入4倍体积的0.1%二硫苏糖醇充分混均匀,涡旋振荡10 s,37 ℃水浴10 min,用300目尼龙滤网过滤杂质后,滤液常温离心10 min(2 500 r/min),弃去上清液,剩余沉淀细胞用PBS悬液后涂片,自然风干后用95%乙醇固定,HE染色15 min,树脂封片,计数400个非鳞状上皮细胞进行细胞分类,计算EOS所占的百分比。

1.3 统计学方法

2 结果

2.1 各组FeNO、诱导痰和外周血EOS以及FEV1%检测结果的比较

急性发作组和非急性发作组FeNO、诱导痰和外周血EOS水平均高于健康对照组,FEV1%低于健康对照组,差异有统计学意义(P<0.05)。同时,哮喘急性发作组的炎症指标FeNO、诱导痰和外周血EOS水平也高于哮喘非急性发作组(P<0.05),而肺功能指标FEV1%则无明显的差异(P=0.261,见表1)。

表1急性发作组,非急性发作组以及对照组FeNO、FEV1%,诱导痰和外周血EOS比较

Table1ComparisonofFeNO,FEV1%,inducedsputumEOSpercentageandperipheralbloodEOSamongacuteexacerbationgroup,non-acuteexacerbationgroupandcontrolgroup

组别 nFeNO≥45FeNO(×10-9mol/L) FEV1%(%)诱导痰EOS百分比(%)外周血EOS(×109/L)急性发作组724773.6±48.4*#87.60±12.25*11.9±7.2*#0.63±0.53*#非急性发作组28127.2±11.5*90.50±11.14* 4.2±2.9*0.23±0.11对照组30018.2±7.798.47±10.09 0.8±0.60.11±0.06 F24.2899.40049.99717.359 P0.0000.0010.0000.000

与对照组比较,*P<0.05;与非急性发作组比较,#P<0.05

2.2 各组外周血EOS计数与FeNO,FEV1%以及诱导痰EOS百分比的相关性分析

哮喘急性发作组FeNO与外周血EOS计数呈现正相关关系(r=0.392,P<0.05,见图1)。

哮喘急性发作组诱导痰EOS与外周血EOS比例也呈现正相关关系(r=0.321,P<0.05,见图2)。而该组中,外周血EOS计数与FEV1%无相关关系(r=0.120,P=0.314)。

哮喘非急性发作组FeNO与外周血EOS计数呈现正的相关关系(r=0.435,P<0.05,见图3)。

哮喘非急性发作组诱导痰EOS与外周血EOS比例也呈现正相关关系(r=0.439,P<0.05,见图4)。同时,而非急性发作组中,外周血EOS计数与FEV1%无相关关系(r=-0.152,P=0.441)。

在对照组中,外周血EOS计数与FeNO、诱导痰EOS百分比以及FEV1%均未呈现相关关系(r=-0.357,P=0.530;r=0.170,P=0.369;r=-0.206,P=0.274)。

3 讨论

哮喘是世界上最常见的慢性病之一。根据中国哮喘联盟流行病学调查显示,我国哮喘总患病率为0.5%-5%,且呈现出逐年上升的趋势。哮喘的死亡率(1.6-36.7)/10万,多与哮喘长期控制不佳、最后一次发作时治疗不及时有关,而其中大部分是可预防的。我国已成为全球哮喘死亡率最高的国家之一。因此选择操作简便易行的方式监测气道炎症水平对于预测哮喘的急性加重,减少死亡率有很好的帮助[10]。如何寻找简单易用和安全的气道炎症检测方法对于临床工作十分重要。文献报道在气道炎症存在情况下,气道上皮细胞合成FeNO增加,呼出气中的FeNO随之增加,故FeNO可作为气道炎性的标志物,反映气道急性炎症[11],尤其是气道嗜酸性炎症。目前,检测FeNO水平在哮喘急性加重的预测以及相关疾病的鉴别诊断、气道炎症水平监测、哮喘管理等方面具有重要意义[12],尤其是适用于严重气道阻塞,不能耐受其他检测方法的患者及儿童患者。作为一种无创检测技术,诱导痰对于了解由过敏原诱发的气道炎症,具有安全、可靠、敏感的特点。该技术由于可连续收集气道分泌物,对于研究气道炎症细胞的动力学,动态监测哮喘患者的气道炎症,评估抗炎药物疗效,具有一定实用价值,且有助于进一步深入了解气道炎症的局部致炎因子的相互作用[13,14]。在临床实践中我们观察到哮喘患者外周血EOS和哮喘急性发作密切相关。为了进一步寻求临床上更方便获取并能够反映气道炎性的指标,探究外周血EOS与呼出气FeNO和诱导痰EOS之间的相关性,进行了临床横断面对照研究。

图1 急性发作组FeNO与外周血EOS相关分析散点图Figure 1 Scatter plot of correlation between FeNO and peripheral blood EOS in acute exacerbation group

图2 急性发作组诱导痰与外周血EOS相关分析散点图Figure 2 Scatter plot of correlation between percentage of induced sputum EOS in and peripheral blood EOS in acute exacerbation group

图3 非急性发作组FeNO与外周血EOS相关分析散点图Figure 3 Scatter plot of correlation between FeNO and peripheral blood EOS in non-acute exacerbation group

图4 非急性发作组诱导痰与外周血EOS相关分析散点图Figure 4 Scatter plot of correlation between EOS in induced sputum and peripheral blood in non-acute exacerbation group

收集2015-09～2016-12期间首都医科大学宣武医院哮喘患者100例,其中急性发作期72例,非急性发作期28例,健康对照组30例。分析外周血EOS计数与FeNO水平、FEV1%水平、诱导痰EOS百分数相关性,结果显示哮喘组FeNO水平、诱导痰EOS百分数与外周血EOS计数呈现正相关。表明对于哮喘患者,尤其是EOS升高为主的哮喘炎症表型的患者,不仅局限在气道的炎症,也表现为全身的过敏状态。反之,外周血EOS可以反映哮喘患者的气道炎症和哮喘的炎症表型。而对照组FeNO水平、诱导痰EOS百分比与EOS计数无相关性。结果与报道的文献[1,15]相同,外周血EOS可以反映气道的炎症水平、区分炎症的表型,进而预测患者对抗炎治疗的敏感性。外周血EOS可以作为哮喘患者气道炎症的重要参考指标,可以准确评估患者的炎症水平,规范哮喘的治疗。同时结果显示,哮喘急性发作组与非急性发作组二者相关性分析中,r值在0.3-0.5之间,属于弱相关关系,可能与样本量较少或哮喘组气道炎症为非EOS有关,还需要临床进一步研究探讨。

本研究发现研究组(哮喘急性发作组和非急性发作组)外周血EOS水平、诱导痰EOS百分比和呼出气FeNO均高于对照组(P<0.05);结果表明,外周血EOS水平在一定程度上反映了哮喘患者气道炎症的水平,可以作为哮喘诊断的辅助检查之一,指导个体化的治疗[16]。此外,哮喘患者非急性发作期较对照组外周血EOS升高表明气道炎症的持续存在,证明了哮喘症状和气道炎症水平的严重性不同步,这也提示哮喘需要长期的抗炎治疗。与此同时,研究结果表明哮喘发作期气道炎症水平相比非急性发作期显著升高(P<0.05),差异具有统计学意义。与文献报道类似[7],外周血EOS计数升高对于哮喘的急性发作预测有重要意义。

在本研究中,我们同时测定了哮喘患者的肺通气功能,发现哮喘组FEV1占预计值百分比与FeNO水平、诱导痰EOS百分比无相关性,这也说明了FeNO和诱导痰EOS百分比反映的气道炎症水平与气流受限程度具有不同步性,气道炎症的程度虽然是气道痉挛的发生原因,但是不一定与哮喘发作的严重程度平行,两者反映了疾病的不同方面,这也与国内外的部分研究结论相一致[17]。另外,研究中也发现部分患者虽然没有阻塞性通气功能障碍的表现,但是FeNO水平与诱导痰EOS百分比这两项炎性指标却很高,这也说明该类患者依然需要抗炎治疗。

综上所述,哮喘患者FeNO水平、诱导痰EOS百分比与外周血EOS计数呈现正相关。FeNO、诱导痰EOS百分比、外周血EOS水平在哮喘发作期明显高于非急性发作期,其在一定程度上能够客观反映哮喘患者气道炎症水平,预测哮喘的急性发作。此外,FeNO水平、诱导痰EOS百分比与FEV1%无明显相关性,表明气道炎症反应与气道阻塞的程度并非完全同步,反映了疾病的不同时期,即使是在患者肺功能表现良好的情况下,依然要关注其抗炎治疗。

关于外周血EOS计数与哮喘的关系,报道的文献并不多。本文只是临床工作中的研究总结,病例数有限。外周血EOS计数能不能作为哮喘患者的炎症指标以及对哮喘的评估还有待进一步大量临床病例研究。

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Correlationofeosinophilscountinperipheralbloodwithpercentageofinducedsputumeosinophilsandexhalednitricoxideofpatientswithbronchialasthma

LUO Zhiming*, GAO Shang, REN Kui, ZHANG Lin, FENG Zhihong

(DepartmentofRespiratoryMedicine,XuanwuHospitalofBeijing,CapitalMedicalUniversity,Beijing100053,China;*Correspondingauthor,E-mail:13718962892@163.com)

ObjectiveTo investigate the eosinophils(EOS) count in peripheral blood and its relationship with exhaled nitric oxide(FeNO) and percentage of induced sputum EOS in asthmatic patients for looking for the asthma-related inflammation factors to prevent the acute asthma exacerbation.MethodsOne hundred patients with bronchial asthma in Xuanwu Hospital of Beijing Capital Medical University from September 2015 to December 2016 were enrolled, including 72 patients with acute exacerbation of bronchial asthma (acute exacerbation group) and 28 patients with non-acute exacerbation of bronchial asthma(non-acute exacerbation group)，respectively. Thirty healthy volunteers were chosen as control group. The levels of FeNO and FEV1% were measured by FeNO analyzer and pulmonary function. The EOS count in peripheral blood and percentage of induced sputum EOS were measured.ResultsThe EOS count in peripheral blood,the exhaled nitric oxide, and the percentage of induced sputum EOS in acute exacerbation group and non-acute exacerbation group were both higher than that in control group(P<0.05). The EOS count in peripheral blood was positively correlated with exhaled nitric oxide level and the percentage of induced sputum EOS in acute exacerbation group(r=0.392,P<0.05;r=0.321,P<0.05). The EOS count in peripheral blood was positively correlated with exhaled nitric oxide level and the percentage of induced sputum EOS in non-acute exacerbation group(r=0.435,P<0.05;r=0.439,P<0.05). The EOS count in peripheral blood was not correlated with exhaled nitric oxide level and the percentage of induced sputum EOS in control group(r=-0.357,P>0.05;r=0.170,P>0.05).ConclusionThe EOS count in peripheral blood increases in asthma patients and is positively correlated with exhaled nitric oxide and EOS in induced sputum. EOS count in acute exacerbation bronchial asthma is significantly higher than that of non-acute exacerbation. Those can reflect the level of airway inflammation in asthmatic patients to some extent and predict the acute exacerbation of bronchial asthma.

bronchial asthma; eosinophils count; eosinophils percentage in induced sputum; exhaled nitric oxide

R562.25

A

1007-6611(2017)10-1039-05

10.13753/j.issn.1007-6611.2017.10.013

雒志明,女,1967-02生,学士,副主任医师,E-mail:13718962892@163.com

2017-05-27