神经源性炎症介质CGRP对咳嗽敏感性的影响

于亦鸣， 徐镶怀， 丁红梅， 潘 静， 余 莉

(同济大学附属同济医院呼吸与危重症医学科，上海 200065)

上气道咳嗽综合征(upper airway cough syndrome, UACS)是由鼻或鼻窦部等一组上气道疾病引起，以咳嗽为主要表现的综合征，是慢性咳嗽常见病因。在西方为首位病因，国内是慢性咳嗽的第2位病因，占18.6～32%[2-3]。目前，UACS的发病机制尚不清楚。咳嗽反射是通过刺激物刺激位于神经末梢的咳嗽感受器，将信号传导至中枢，从而发出指令产生咳嗽。咳嗽感受器在上下呼吸道均有分布，既往研究发现，UACS患者下呼吸道的咳嗽感受器的高敏感性状态可能是此类患者咳嗽敏感性增高的主要原因。UACS患者诱导痰中的神经源性炎症介质——降钙素基因相关肽(calcitonin gene related peptide, CGRP)浓度显著高于健康人群，且治疗后下降。因此，推测UACS的咳嗽敏感性增高可能与神经源性炎症介质CGRP水平升高相关。但其是否与咳嗽高敏感性增高存在直接因果关系，目前尚无有力证据。

UACS基础病因以鼻炎最为常见。本研究通过比较吸入神经源性炎症介质CGRP溶液前后鼻炎患者的咳嗽敏感性，探索CGRP与咳嗽敏感性增高的关系，为进一步研究UACS的咳嗽发生机制提供基础依据。

1 资料与方法

1.1 一般资料

选取2018年2—3月，健康人群18例及无咳嗽鼻炎患者23例。纳入标准： 年龄为18～80岁；近2个月内无上呼吸道感染史；无职业性粉尘、有毒有害气体接触史；无咳嗽、喘息等呼吸道症状；不吸烟或戒烟2年以上；胸部平片或CT无明显异常；肺功能检查： (FEV1/预计值)>80%，并且(FEV1/FVC)>70%；咳嗽敏感性(吸入辣椒素溶液，以激发出≥2次或≥5次咳嗽的最低辣椒素溶液浓度C2、C5作为受试者的咳嗽阈值)C2、C5>0.49μmol/L。

排除标准： 妊娠、哺乳期妇女；未签署书面知情同意者或不易合作；其他系统严重疾病以致不能完成本研究者；精神障碍者。

健康人群组： 符合入选标准，来自同济大学附属同济医院职工和医学院学生健康志愿者18例。其中男性8名；女性10名，平均年龄(35±9)岁。

鼻炎组： 符合入选标准，同济大学附属同济医院耳鼻喉科门诊就诊患者中，经耳鼻喉科明确诊断为鼻炎，愿意参加本研究并签署知情同意书23例。其中13例变应性鼻炎，10例非变应性鼻炎，男性12例，女性11例，平均年龄(36±7)岁。研究方案经同济大学附属同济医院伦理委员会审查批准[批准号： (同)伦函审第(LL(H)-11-09-2)号]，所有受试者签署知情同意书。

1.2 方法

1.2.1 辣椒素咳嗽敏感性测定 以激发出≥2次或≥5次咳嗽的最低辣椒素溶液浓度C2、C5作为受试者的咳嗽阈值。

1.2.2 肺功能 按照中华医学会呼吸分会颁布的操作流程，用德国Jaeger公司的Master Screen Diffusion肺功能仪，检测第一秒用力呼气容积(forced expiratory volume in one second，FEV1)、用力肺活量(forced vital capacity，FVC)、峰流速(peak expiratory flows，PEF)、最大呼气中期流速(maximal midexpiratory glow，MMEF)等。

1.2.3 流程 (1) 通过健康人群确立吸入CGRP溶液浓度： 健康人群依次予以生理盐水、1、5、10、20μg/mL 的CGRP溶液超声雾化吸入，选取能上调咳嗽敏感性但不引起肺通气功能变化的合适溶度以对鼻炎患者进行下一步研究。每完成一个浓度的CGRP溶液后休息60min，再吸入下一个浓度的CGRP。(2) 鼻炎患者吸入CGRP溶液： 鼻炎患者依次吸入生理盐水及1、5μg/mL CGRP，直至鼻炎患者出现咳嗽敏感性显著变化的CGRP溶液。吸入前后检测咳嗽敏感性及肺功能。每完成一个浓度的CGRP溶液后休息60min，再吸入下一个浓度的CGRP。同时进一步比较鼻炎患者吸入终止浓度的CGRP溶液后不同时间点咳嗽敏感性及肺功能的变化。

1.3 统计学处理

2 结 果

2.1 健康人群吸入CGRP溶液的有效性及安全性评估

健康人群在吸入CGRP后无胸闷气促等不适症状。2例分别在吸入10、20μg/mL CGRP溶液时出现短暂咳嗽。吸入生理盐水及1、5μg/mL CGRP溶液时，咳嗽敏感性无明显变化；吸入10、20μg/mL CGRP溶液后，咳嗽敏感性显著上升；吸入20μg/mL CGRP溶液后，FEV1%(P=0.031)、FVC%(P=0.028)、PEF%(P=0.035)、MMEF%(P=0.024)较基础值明显下降，见表1。

2.2 吸入生理盐水及不同浓度CGRP鼻炎患者咳嗽敏感性改变

鼻炎患者吸入CGRP溶液后均无胸闷、气促、咳嗽等反应，5例变应性鼻炎患者在吸入5μg/mL CGRP溶液后出现流清水样涕、打喷嚏等症状，症状在5min内均自行缓解。吸入5μg/mL的CGRP溶液后，咳嗽敏感性显著上升(C2：P=0.033，C5：P=0.027)，考虑到安全性因素，未进行10、20μg/mL的CGRP溶液吸入，见表2。

表1 健康人群吸入生理盐水及不同浓度CGRP溶液后咳嗽敏感性及肺功能变化

与基础值比较，*P<0.05

表2 吸入生理盐水及CGRP溶液前后鼻炎患者的咳嗽敏感性变化

与基础值比较，*P<0.05

2.3 吸入生理盐水及不同浓度CGRP鼻炎患者肺功能改变

吸入生理盐水和CGRP溶液后，肺功能均未见明显变化(P>0.05)，见表3。

表3 吸入生理盐水及CGRP溶液前后鼻炎 患者的肺功能变化

2.4 鼻炎患者吸入5μg/mL CGRP溶液后不同时间点咳嗽敏感性和肺通气功能变化

吸入药物即刻检测咳嗽敏感性升高，而肺通气功能无变化(已如前述)，且未随时间推移而发生变化(P>0.05)，见表4。

表4 吸入CGRP溶液后不同时间点的咳嗽敏感性和肺功能改变

与基础值比较，*P<0.05

3 讨 论

本研究显示，健康人群和鼻炎患者吸入CGRP溶液后咳嗽敏感性升高，提示神经肽CGRP可直接导致咳嗽高敏感性增高，可能是鼻炎患者产生咳嗽的原因之一。

本研究首先对健康人群进行CGRP溶液的雾化，找到可能引起咳嗽敏感性增高的浓度，即10μg/mL以上；然而在肺功能测定时发现20μg/mL的浓度可能引起气流受限的表现——FEV1%、PEF%、MMEF%下降。由于变应性鼻炎患者往往存在下气道炎症，甚至气道高反应性，可能在某些过敏原刺激下产生哮喘发作。而CGRP能激活肥大细胞，造成血管通透性增高、黏膜充血、支气管痉挛水肿等表现，诱发哮喘。为安全起见，在之后变应性鼻炎患者的雾化吸入中选择浓度≤10μg/mL。而当发现5μg/mL的浓度即可证实CGRP上调了鼻炎患者的咳嗽敏感性之后，同样出于对安全性的考虑，未增加浓度进一步研究。哮喘患者，尤其是咳嗽变异性哮喘的咳嗽敏感性可高于正常人群，本研究中变应性鼻炎患者吸入5μg/mL的CGRP溶液后咳嗽敏感性显著上升，而肺功能未出现改变，也排除了由于产生哮喘等其他原因对咳嗽敏感性的影响，考虑由CGRP溶液直接引起。

CGRP是1983年由Evans等[10]发现的一种生物活性物质，它与降钙素(calcitonin, CT)同源,后者在甲状腺主要转录表达成CT,CGRP则在神经系统中主要转录表达成。在体内CGRP主要存在于中枢神经系统、周围神经纤维[11-12],在整个呼吸道感觉神经C纤维都能合成CGRP[13-16]。研究[16]发现，UACS患者诱导痰中神经源性炎症介质CGRP水平高于鼻炎及健康人群。大量研究[17-19]证实，感觉神经活化可通过轴突反射造成P物质(substance P，SP)、CGRP等神经肽大量分泌，与肥大细胞表面CGRP受体结合导致肥大细胞活化、脱颗粒产生和分泌组胺等炎症介质。以往的研究也发现，无论是否咳嗽，鼻炎患者诱导痰组胺水平上升，可能是与CGRP的活化刺激相关。组胺等炎症介质能活化TRPV1，导致咳嗽敏感性上调[20]。此外，CGRP除了导致局部气道炎症外，本身也具有上调咳嗽敏感性的作用[21]。

本研究有一定局限性，并未对鼻炎患者吸入CGRP溶液前后进行诱导痰的检测，以了解下气道炎症变化情况。在未来的进一步研究中可考虑。此研究结果至少表明CGRP与咳嗽敏感性存在一定的因果关系，直接或间接通过肥大细胞激活产生炎症介质。

综上所述，CGRP可能通过多种因素导致咳嗽敏感性增高，可能与鼻炎患者的咳嗽发生机制相关，针对性治疗可能成为将来治疗手段之一，改善慢性咳嗽患者生活质量差的现状[22]。