高分辨螺旋CT对不同严重程度哮喘患者的气道结构和炎症水平的评估价值

吴晓虞 何六涛 陈华春

支气管哮喘是由多种细胞（包括炎症细胞如嗜酸性粒细胞、肥大细胞、T淋巴细胞、中性粒细胞和结构细胞）和细胞组分共同参与的气道慢性炎症性疾病。病理生理学认为支气管平滑肌痉挛和平滑肌细胞肥大是引起哮喘的主要病理学改变，但最新研究表明气道炎症及炎症诱发的气道重塑比前者更为重要。目前认为支气管哮喘主要有3大病理改变，包括气道重塑、气道炎症及平滑肌功能紊乱，其中气道重塑是支气管哮喘的主要病理特点，标志着哮喘不可逆损伤[1]。而IL－4能诱导嗜酸性粒细胞和肥大细胞释放IgE，在哮喘急性发作期发挥重要作用，是代表炎症的严重程度指标之一。高分辨螺旋 CT（HRCT）能识别 100～200μm 的气道结构，亦能显示直径为1.5～2mm的小气道，不失为一种无创的气道重塑检查手段[2]。国内外较多实验结果表明炎症介质不仅参与气道的炎症反应，也通过多种途径参与气道结构的重塑，由此可见气道的炎症反应与气道结构重塑可同时发生[3]。本研究通过HRCT评估不同严重程度哮喘患者的气道结构及气道炎症水平，为临床哮喘的严重程度判断提供依据，现报道如下。

1 对象和方法

1.1 对象 选择2012年5月至2014年10月本院收治的慢性持续期支气管哮喘患者60例，所有患者均符合中华医学会呼吸病学分会哮喘学组制定的支气管哮喘诊断标准[4]。根据常规肺通气功能检查结果及哮喘临床严重程度分为：轻度组（间歇发作+轻度持续）20例，其中男 10 例，女 10 例，年龄 33～62（45.47±12.51）岁；哮喘控制测试（ACT）评分（21.40±1.22）分。中度组（中度持续）20例，其中男 12例，女 8例，年龄 43～65（54.10±10.19）岁；ACT评分（17.58±1.70）分。重度组 20例，其中男 7例，女 13 例，年龄 42～69（56.55±12.57）岁；ACT评分（13.20±2.79）分。选取我院同期健康体检者共20例作为对照组，其中男12例，女8例，年龄38～50（48.46±9.45）岁。各组性别、年龄差异均无统计学意义（均P＞0.05），具有可比性。排除标准：急性发作期患者；试验前2周内呼吸道感染者；长期吸烟者；过敏性鼻炎及其他过敏性及变态反应性疾病，合并其他心、脑、肺、肾、肝等疾病史；妊娠或哺乳期妇女。

1.2 方法

1.2.1 胸部HRCT检查 采用16排螺旋CT（美国飞利浦公司，Brilliace 16）扫描，检查前让患者知晓最大吸气末和最大呼气末屏气方法，并训练患者使其达到最佳状态，然后吸入沙丁胺醇8喷，以使急性支气管痉挛对气道容积的影响最小化。应用标准HRCT模块，在最大吸气末屏气时进行从肺尖至肺底的螺旋CT扫描。扫描参数：电压120kV，电流30mA，重建层厚1.2mm，螺距1.0，床速每圈1.9s。选取右上叶尖段支气管（RB1）作为观察点，测量其管腔内部直径（ID）和外部直径（OD）、支气管总面积（TA）、管腔面积（LA）、管壁厚度（WT）及管壁面积（WA）。

1.2.2 气道管壁增厚程度评估 气道管壁增厚程度相关指标WT、WA、WA%的计算方法：WT=OD－ID；WA=TA－LA，TA=π（OD/2）2；LA=π（ID/2）2，WA%=（TA－LA）/TA×100%。

1.2.3 诱导痰标本采集、处理及IL－4含量测定 采用改良的Pin法[6]采集诱导痰。具体步骤：（1）诱导前测定受试者的第1秒用力呼气容积占预计值百分比（FEV1%）。对于FEV1%＜80%者，予吸入沙丁胺醇200～400μg。（2）超声雾化吸入高渗盐水：浓度从3%开始，每隔7min左右增加1%浓度，一般盐水浓度不超过7%。如FEV1%＜60%或使用支气管扩张剂后FEV1%改善率不足20%者，予生理盐水雾化。若患者诉胸闷不适、剧烈咳嗽时停止操作。（3）在诱导 5、10、15、20min后指导患者排痰，排痰前嘱受试者清除鼻腔分泌物、漱口、吞水，然后再将痰液收集于清洁玻璃皿中，每次痰液量不少于0.7ml。（4）挑取浓稠痰液置于15ml试管，以等量1%二硫苏糖醇（1%DTT）充分混合，漩涡振荡器振荡（2000r/min离心20min）3～5min至均匀状态，取上清液放置－20℃冰箱保存。（5）采用ELISA法测定诱导痰IL－4含量。

1.2.4 肺功能检查 采用耶格肺功能仪。检测指标包括用力肺活量（FVC）、FEV1、FEV1占FVC比值（FEV1/FVC）。至少作3次用力呼气容量曲线测定，以最佳2次的变异不超过5%计算基础值。

1.3 统计学处理 采用SPSS 17.0统计软件，计量资料以表示，多组间比较采用单因素方差分析，两两比较采用LSD－t检验；计数资料以百分率表示，组间比较采用χ2检验。P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

不同严重程度哮喘患者HRCT气道管壁指标、IL－4及肺功能指标比较见表1。

表1 不同严重程度哮喘患者HRCT气道管壁指标、IL-4及肺功能指标比较

由表1可见，不同严重程度哮喘患者WT、WA%均高于对照组，差异均有统计学意义（均P＜0.01）。哮喘严重程度越高，WT、WA%、IL－4越大，而FEV1%及FEV1/FVC值越小（均P＜0.01）。

3 讨论

哮喘是一种以可逆性气流受限及气道高反应为特征的慢性气道炎症性疾病，可出现气道反复损伤和修复所致的气道壁结构变化，即气道重塑，主要表现为气道壁增厚、气道平滑肌增生肥厚，上皮下纤维变性增生和新生血管增多等增生性改变。气道重塑导致的气道生理功能降低是哮喘患者气流受限的主要原因。目前已知气道重塑与气道炎症反应有关，那能否通过HRCT的检测来间接反映气道炎症反应程度呢？本研究显示，诱导痰IL－4与WT、WA%在不同严重程度哮喘患者之间有显著差异，可见IL－4在某种程度上参与了气道重塑。目前普遍认为气道炎症是导致哮喘患者气道高反应性的最重要机制之一，因此我们通过对不同严重程度哮喘患者作常规HRCT检查来推测气道炎症程度，并结合肺功能来佐证这种推测。当哮喘患者发生气道高反应时，气道平滑肌收缩，气道阻力增加，最终反映为FEV1%、FEV1/FVC的下降，本研究显示随着IL－4的不断释放，肺功能逐渐下降，哮喘严重程度也逐渐增加，疾病呈恶化状态。

支气管哮喘是一种以气道慢性炎症和气道高反应性为主要特征的变态反应性疾病。尽管其发病机制尚不完全明了，但目前认为Th2细胞占优势的Th1/Th2免疫应答失衡是导致哮喘发生的一个重要发病机制。Th2细胞分泌的IL－4、IL－13诱导B细胞产生IgE，从而介导哮喘速发相反[5]。IL－4通过激活气管平滑肌细胞的STAT6可促进平滑肌细胞增殖，也可通过激活气管上皮细胞STAT6刺激分泌TGFβ1，促进成纤维细胞分化并合成胶原，导致呼吸道重构[5]，可见气道慢性炎症是支气管重构的前提条件。本研究结果显示不同严重程度的哮喘患者的诱导痰IL－4差异有统计学意义，说明不同严重程度的哮喘患者的炎症反应是不同的，诱导痰IL－4可以作为评估气道炎症程度的参考指标，但临床上IL－4用于评定气道炎症程度仍需进一步研究。HRCT提示WT和WA%高者，相应IL－4水平较高，提示通过HRCT检查能间接反映哮喘气道炎症的控制水平。

本研究结果显示，WT、WA%及IL-4在不同严重程度哮喘患者中差异均有统计学意义，不难推测正是炎症因子的不断释放加剧了哮喘的进展，而气道管壁厚度的增加，使得肺功能FEV1%、FEV1/FVC进一步恶化。

HRCT射线束通过狭窄的准直器，采用骨算法进行图像重建，可识别100～200μm的支气管结构，并能显示直径为1.5～2mm的小气道，因此较传统CT在气管结构显像上有更高的分辨率，并可显示气道狭窄的部位、狭窄程度。由于其具备无创性、直观性等特点，不失为一种检测慢性气道炎症疾病气道重构的手段，并有文献报道可以用于气道的可逆性评估[6-8]。但HRCT属于影像学检查，目前尚未建立统一的小气道检查参考标准，且读片易受个人主观认识和经验的影响，在诊断小气道病变时会有一定的误差，本方法的临床推广尚待业内形成统一的标准。

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