慢性阻塞性肺疾病稳定期下呼吸道细菌定植与疾病分级、评估的相关性

刘雁冰 李陶 肖林 胡东曙 周粉乐 靳晓宇 刘丹 戢杨

慢性阻塞性肺病(chronic obstructive pulmonary disease, COPD)是一种常见的可预防和治疗的疾病，以持续存在的呼吸系统症状和气流受限为特征，是因为机体过度暴露于有毒颗粒或气体所致的气道和/或肺泡异常改变的结果[1]。随着病程进展，可导致患者肺功能和生活质量的降低，并且严重增加社会负担[2]。稳定期患者的咳嗽、咳痰和气短等症状不明显或症状轻微，有研究显示， COPD患者下呼吸道存在细菌定植[3-6]，而且近年来有学者提出了呼吸道微生物群的概念[7]，但其对于COPD发生发展的影响尚不清楚，且大多停留在假说阶段[8]，在2017 GOLD指南里，也只是提到抗生素可减少下呼吸道细菌定植，但对阻止急性加重发生率、安全性不详[2]。本文对60例COPD患者稳定期下呼吸道标本进行细菌半定量、定性分析，并行肺功能检测及CAT(COPD Assessment Test)问卷、SGRQ(St. George Respiratory Questionnaire)生活质量问卷调查，旨在探讨COPD稳定期细菌定植与疾病分级、疾病评估及生活质量的关系。

材料和方法

一、研究对象

随机选取2015年1月至2016年12月我院呼吸科收治确诊的COPD患者60例，诊断标准符合中华医学会《慢性阻塞性肺疾病诊治指南》2013年修订版[9]。基本情况，见表1。其中男性34例，女性26例，平均年龄(65.14±9.98)岁，体重指数(BMI)平均值为(24.56±2.02)kg/m2。纳入标准：①支气管舒张试验FEV1变化<15%或<200 ml；②FEV1/FVC<70%；③既往6周无急性加重症状或罹患普通感冒及其他呼吸道感染性疾病；④近4周未使用口服或静脉抗生素；⑤既往1年急性加重发作至少1次；⑥签署知情同意书参加此项研究。排除标准：①既往有哮喘、支气管扩张、支气管肿瘤及其他明确肺部疾病的患者；②全身糖皮质激素治疗剂量>20 mg/d；③既往确诊患有免疫系统疾病；④罹患其他感染性疾病者。急性加重的判定：患者呼吸道症状超过日常变异范围的持续恶化，短期内咳嗽、咳痰、气短和/或喘息加重，痰量增多，脓性或黏液脓性痰，或伴有发热等炎症明显加重的表现，需要门诊或住院治疗。

二、仪器与试剂

血常规分析仪： 日本sysmex公司xs-1000i；血气分析仪：美国GEM Premier 3000；肺功能仪：意大利spirolab-Ⅲ；细菌自动鉴定：迪尔DL96-Ⅱ型细菌测定系统；血平皿、麦康凯培养皿、巧克力培养基：天津金章科技公司。

三、实验方法

1. 痰液标本细菌半定量分析: 痰标本收集：在入组日上午漱口后深咳痰入无菌痰盒，无咳痰者则行3%生理盐水雾化10 min后导痰，标本2 h内送检，筛选合格标本(鳞状上皮细胞< 10个/低倍视野、多核白细胞> 25个/低倍视野，或二者比例< 1︰2.5)，否则重新留痰。细菌培养半定量分析：合格标本接种于血平皿、麦康凯和巧克力平皿，在5%CO2、37 ℃环境孵化24 h后观察结果，痰菌半定量培养≥+++(相当于CFU≥106/ml)，判定为细菌定植。菌型分离鉴定：挑取可疑菌落进行革兰染色，根据情况转种生化鉴定板，使用自动鉴定系统鉴定到种。

2. 实验室检查: 血常规：入组日上午空腹，采集静脉血2 ml送检。动脉血气分析：入组日上午取桡动脉血1 ml送检。

3. 肺功能测定: 入组日使用支气管扩张药物沙丁胺醇气雾剂30 min后进行。共检查3次，取最佳值。

4. 生活质量问卷及病史调查: 于入组日行CAT、SGRQ问卷调查，追溯既往1年内COPD急性发作次数和发病间隔。SGRQ问卷使用中国协和医科大学SGRQ生活质量问卷调查软件(版本3.01.0012)进行分析。

四、统计学方法

统计分析采用SPSS18.0软件包，校验数据均符合正态分布，检验水准α<0.05，均数比较使用t检验，相关性分析：等级资料采用斯皮尔曼秩相关分析，正态分布计量资料采用皮尔森相关分析。

结 果

一、 基本情况及检查结果

60例患者基本情况、实验室、肺功能检查结果及SGRQ问卷、CAT问卷调查结果，见表1。

60例COPD稳定期患者GOLD肺功能分级情况，FEV1(%预计值)：1级≥80，2级50～79， 3级30～49， 4级<30。其中1级 0例，2级24例(40%)，3级24例(40%)，4级12例(20%)。 无 1级患者，考虑与入组患者都为反复门诊、住院的确诊患者，缺少社区筛查或无症状者有关。

表1 60例COPD稳定期患者基本情况、实验室检查及CAT、SGRQ生活质量问卷结果(n=30)

按照60例COPD患者症状和急性加重频率分组情况，A组6例，B组18例，C组0例，D组最多为36例，见表2。

表2 60例COPD患者症状和急性加重频率分组情况(n)

二、痰标本细菌半定量培养结果

60例患者中有18例(30%)的痰标本细菌半定量培养≥+++(相当于菌落计数≥106)，确定为细菌定植，见表3。检出的主要致病菌为副流感嗜血杆菌6例(33.33%)、铜绿假单胞菌4例(22.22%)、肺炎链球菌2例(11.11%)、肺炎克雷伯菌2例(11.11%)、流感嗜血杆菌2例(11.11%)等，检出的非致病细菌主要为草绿色链球菌、干燥奈瑟氏菌。

表3 60例COPD患者稳定期痰细菌半定量培养结果

三、存在细菌定植和无定植患者观测指标对比

存在细菌定植和无细菌定植的患者在发病间隔、急性加重次数、血常规、肺功能、生活质量评估等方面的对比，存在细菌定植的患者与无细菌定植者在发病间隔、血常规、血气分析等方面差别无统计学意义(P>0.05)；对比二者每年急性发作次数、肺功能FEV1%预计值、FEV1/FVC、SGRQ评分和CAT评分差别有统计学意义(P<0.05)，结果显示存在细菌定植者更易出现急性加重，肺功能更差，而且生活质量评分和症状评分也低于无定植者，见表4。

表4 60例COPD患者存在细菌定植和无定植者观测指标对比

四、细菌定植与加重次数、肺功能、生活质量的相关性分析

18例存在细菌定植的患者，细菌定植与加重次数、肺功能、生活质量的相关性分析显示，患者稳定期细菌定植与急性加重次数、肺功能分级、CAT评分、SGRQ得分总分、症状得分、日常生活影响得分呈正相关(P<0.01、P<0.05)；与FEV1%预计值、FEV1/FVC存在负相关(P<0.01)。说明细菌定植者肺功能下降，生活质量差，且更易出现急性加重，见表5。

表5 18例患者细菌定植与加重次数、肺功能、生活质量的相关性分析

五、CAT评分与SGRQ生活质量评分的相关性分析

60例COPD稳定期患者CAT评分与SGRQ的各项评分均有显著的相关性，能比较客观地反映患者的临床症状，但CAT评分相对更简洁，临床操作性更强，见表6。

表6 60例COPD患者CAT评分与SGRQ生活质量评分的相关性分析

讨 论

一、COPD稳定期下呼吸道细菌定植状况

近年来的研究显示呼吸道存在着数量庞大的微生物群落[10]，这些微生物群落与宿主间保持共生状态，正常情况下可能参与呼吸系统正常功能的维持[11-12]，但其与COPD的发生发展是否相关目前尚不清楚。Sethi等[13]提出恶性循环假说：吸烟、有害气体吸入、儿童时期罹患呼吸系统疾病等始动因素可造成下呼吸道黏膜纤毛清除功能受损，一旦病原菌定植于此，其产物及其所引起的一系列炎症反应可以造成COPD患者气道黏膜分泌物增加、纤毛清除活力减弱、促进气道弹性组织离解及呼吸道黏膜的进一步损伤，这一过程互相促进、循环往复，造成COPD病情的进展。Cabello等[14]采用防污染样本毛刷(PSB)和支气管肺泡灌洗 (BAL) 研究了18名COPD患者，以PSB结果≥103CFU/ml、BAL结果≥104CFU/ml确认为细菌定植标准，有10例(56%)患者被检出致病菌，检出率最高的分别是嗜血杆菌属、肺炎链球菌和卡他莫拉菌。随着检测技术的进步，目前研究证实至少有一半以上的COPD患者存在下呼吸道的细菌定植，尤其是一些潜在致病菌的定植[15]。

本试验采用诱导痰培养的方法采集痰液标本，稳定期致病菌检出率为30%，低于采用PSB和BAL的方法，这可能与标本取材部位不一致有关。但本研究采用的方法其毕竟为无创伤性检查，患者耐受性较好，适合于前瞻性研究。

二、COPD下呼吸道细菌定植与急性加重

COPD急性加重是呼吸科的常见疾病，不但增加了患者的痛苦和死亡风险，而且造成了巨大的社会经济负担[2]。如何预防和减少急性加重，是一个恒久的课题。本试验显示：存在细菌定植者更易出现急性加重，肺功能更差，而且生活质量评分和症状评分也低于无细菌定植者，但其病理生理机制尚不甚明了。Sethi 等[13]认为COPD稳定期患者下呼吸道存在细菌定植，这些细菌处于持续的周转状态，释放出胞外产物，如：多种蛋白、脂低聚糖和肽聚糖等，这些物质同样参与了气道的破坏与重塑。另外，多数学者认为COPD是一种气道炎症性疾病，稳定期下呼吸道细菌定植者具有更高的气道炎症水平，其IL-6、IL-8的水平呈显著升高[17]，气道炎症水平的升高虽然并不一定引起急性加重，但却是造成COPD疾病不可逆进展的重要原因[18]。对于稳定期患者是否需要定期使用抗生素清除定植菌，还有待进一步研究。既往的研究证据均提示COPD急性加重期患者下呼吸道的细菌负荷较稳定期有显著升高，尤其潜在致病菌负荷的升高情况与COPD急性加重的主要致病菌更是相一致，但是尚缺乏菌株的遗传学依据，也就是说不能区分是原有定植菌株还是新近感染菌株。有研究发现，在冬季进行为期5年的抗生素预防治疗对COPD的加重频率并无改善，但有规律地使用一些抗生素可降低发作频率，如阿奇霉素(250 mg每日一次或500 mg，每周三次)或红霉素(500 mg，每天二次)，可使患者急性加重的风险降低，但却增加细菌耐药和听力受损的风险[2]。所以，即便是最新的2017版GOLD指南中，对于稳定期COPD的治疗也没有明确使用抗生素的建议。

三、COPD稳定期细菌定植与疾病的评估

患者生活质量是反映患者疾病以及治疗对其生理功能、心理健康和生活等方面的综合评定指标，更能灵敏反映COPD患者真实的健康状况及卫生需求，现已广泛应用于评价COPD患者的病情严重程度、药物治疗的疗效、非药物治疗的疗效(如肺康复治疗、手术)和急性发作的影响等。本试验采用2017版GOLD指南推荐的CAT评分和SGRQ评分作为评价患者生活质量的量化指标，分析了COPD稳定期细菌定植与与生活质量的相关性，提示细菌定植者肺功能下降，生活质量差，且更易出现急性加重。本研究显示CAT评分与SGRQ的各项评分均有显著的相关性，能比较客观地反映患者的临床症状，但CAT评分相对更简洁，临床操作性更强。2017版GOLD指南对COPD的评估做了调整[19]： ①把气流受限程度与分组独立开来，避免用气流受限与急性加重频率双重评估对分组的混淆；②可以用于没有肺功能检查的地区或临床情况(如夜间急诊)，更加简便易行；③在COPD治疗的决策中，更加强调症状和急性加重这两方面的问题，与COPD治疗的目标更相一致。该指南更加强调症状和急性加重频率在治疗决策中的作用，症状负担加重的患者需要更详细的评估，并且可能有治疗需求，而不能仅根据肺功能的分类来确定[20]。也有研究显示：目前的CAT、SGRQ评分阈值过低，使用低阈值可能导致高估治疗效果[21]。另外，有学者推荐3米起身走计时(The timed up and go test, TUG)、6 min步行试验(The 6-minute walk distance, 6MWD)等作为COPD评估手段[22]，认为其更便捷、更直观。无论怎样，评估的意义在于指导临床治疗，评估的“金标准”还有待于进一步研究探索。

总之，关于COPD下呼吸道微细菌定植需要开展更多的临床及基础研究，通过对伴随疾病发生、进展及急性加重过程的下呼吸道微生物群落的动态观察，更深入了解其在慢性气道炎症性疾病发生、发展中的作用，动态监测下呼吸道细菌负荷和菌群结构变化，结合患者的疾病评估，才能更加精准的指导临床治疗，特别是抗生素的应用。