FeNO与IL-6指导AECOPD患者应用糖皮质激素治疗的临床研究①

王 晶 郭 伟 侯丽萍 田 迎 崔朝勃 王 宁 宋竹翠 宋雅妹衡水市人民医院呼吸与危重症医学科衡水053000

慢性阻塞性肺疾病(chronic obstructive pulmonary disease,COPD)是以持续性呼吸道症状和气流受限为特征的慢性气道炎症性疾病,其致病因素与长期吸烟、灰尘、吸入毒素等相关[1-2]。研究发现,COPD患者每年会发生0.5～3.5次急性加重,称为COPD急性加重期(acute exacrbations of chronic obstructive pulmonary disease,AECOPD),患者出现明显呼吸困难、咳嗽、咳痰加重等症状[3-4]。目前,糖皮质激素因其强大的抗炎作用可迅速改善患者相应症状在临床上广为应用[5]。但并非对所有患者有效,既往通过临床经验指导糖皮质激素应用并不规范,因此,部分患者反而会因为糖皮质激素的不合理应用加大相应不良反应发生风险[5-6]。近年来,呼出气一氧化氮(exhaled nitric oxide,FeNO)浓度和外周血细胞因子水平在判定患者气道炎症是否需要糖皮质激素治疗及预后方面取得一定成绩,并逐渐受到重视[7]。因此,本文旨在探讨FeNO浓度和外周血细胞因子水平指导AECOPD全身应用糖皮质激素治疗与否的患者临床各项观察指标变化情况,以期为AECOPD患者规范使用糖皮质激素治疗提供临床参考。

1 资料与方法

1.1 资料

1.1.1 研究对象 选取2017年9月至2019年11月我院呼吸内科收治的100例AECOPD患者,其中男性59例,女性41例,平均年龄(63.29±5.68)岁。根据是否应用FeNO指导糖皮质激素治疗,将100例患者随机分为2组,其中观察组50例(应用FeNO指导糖皮质激素治疗),以“27 ppb”为切点将实验组分为高、低FeNO组,其中高FeNO组22例为应用糖皮质激素治疗组,低FeNO组28例为未应用糖皮质激素治疗组[7]。对照组50例(应用临床经验指导糖皮质激素治疗),分为应用糖皮质激治疗的应用组(36例)和未应用糖皮质激素治疗的未应用组(14例)。

1.1.2 纳入标准 ①诊断标准符合“2017 GOLD慢性阻塞性肺疾病全球倡议”发布的慢阻肺的诊断及急性加重的相关标准。COPD诊断需进行肺功能检查,吸入支气管舒张剂后FEV/FVC＜70%即存在持续气流受限,排除其他疾病后可确诊为COPD。AECOPD标准:主要依靠患者急性发病临床过程,呼吸系统症状恶化超出日间变异,需改变其药物治疗方式；②依从性好,能够配合顺利完成FeNO、肺功能及诱导痰细胞学等检查；③无合并肺动脉高压。

1.1.3 排除标准 ①曾患有过敏性鼻炎、支气管哮喘等过敏性疾病,或皮肤过敏实验呈阳性；②合并其他部位感染；③肺部影像学诊断为肺部其他疾病；④伴有重大全身疾病者,如冠状动脉粥样硬化性心脏病、糖尿病；⑤不能配合相应检查。本研究通过我院医学伦理委员会论证批准,患者或家属知情同意。

1.1.4 主要试剂与仪器 FeNO检测仪(尚沃医疗电子股份有限公司)；肺功能测定仪(美国森迪斯)；IL-6、IL-8、TNF-α检测试剂(青岛瑞斯凯尔生物科技有限公司)；流式细胞仪(美国BD公司)。

1.2 方法

1.2.1 FeNO检测仪检测FeNO 检测过程及标准严格按照美国胸科学会/欧洲呼吸学会(ATS/ERS)推荐的FeNO操作标准执行[8]。实验组患者于入院治疗前由同一专业人员对其进行FeNO测定,记录检测结果。

1.2.2 肺功能测定 采用肺功能测定仪,按照ATS/ERS工作组推荐的肺功能测试标准执行。入组患者于入院治疗前由同一名专业人员对其进行检测,测量3次取最佳检测结果,检测内容包括1秒用力呼气容积(FEV1)、用力吸气肺活量(FVC)、1秒用力呼气容积占所有呼气容积的比例(FEV1/FVC),记录受试研究对象的FEV1和FEV1/FCV(%)。应首先完成FeNO检测后再肺通气功能测定,避免因用力呼气造成气道紧张性改变而影响FeNO最终测定结果。

1.2.3 CAT评分 根据CAT评分标准,分别从受试者咳嗽、痰液、胸闷、爬坡或爬楼梯的感觉、家务活动、离家信心、睡眠和精力等8个方面进行评分。每项分值为0～5分,计算总分,总分为0～40分,分数越高代表生活质量越差。

1.2.4 痰嗜酸性粒细胞计数 痰液收集,采用纯净水漱口后,使用3%高渗盐水雾化,诱导患者咳出痰液,收集1 g以上痰液,取无唾液成分放入离心管中,加入0.1%二硫苏糖醇,37℃水浴孵育20 min,离心过滤(3 500 r/min,10 min),弃上清,取沉淀涂片后进行瑞氏染色,并对细胞进行分类计数。

1.2.5 外周血细胞因子测定 收集研究对象清晨空腹外周静脉血3 ml,采用EDTA抗凝,后立即进行离心,离心条件为4℃、2 500 r/min、10 min,收集血清,置于-80℃冰箱保存。采用多重微球流式免疫荧光发光法检测血清中IL-6、IL-8、TNF-α水平。按照所有研究对象治疗前细胞因子的中位数作为分界值,高于中位数记为阳性,低于中位数记为阴性,IL-6、IL-8、TNFα中位数分别为260.54、63.65、16.92 pg/ml。

1.2.6 治疗方法 所有患者均予常规抗感染、止咳化痰、平喘、吸氧等综合治疗。

1.3 统计学处理 采用SPSS21.0软件进行统计学分析,符合正态分布的数据以表示,计数资料采用百分比(%)表示。多组间比较采用单因素方差分析,组间比较采用LSD-t检验。计数资料比较采用χ2检验；相关性分析采用Pearson相关分析。以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 治疗后各组炎症指标比较 治疗后各组CAT评分、FEV1/FVC%差异无统计学意义。与对照组比较,观察组IL-6、IL-8、TNF-α水平均显著降低,以高FeNO组变化最为显著。治疗后高FeNO组嗜酸性粒细胞计数明显下降(表1)。

2.2 相关性分析 高FeNO组FeNO水平与嗜酸性粒细胞、IL-6、IL-8、TNF-α水平呈正相关,见图1。

2.3 治疗前细胞因子阳性率比较 按照各细胞因子中位数作为临界值,进一步比较治疗前IL-6、IL-8、TNF-α在各组中的阳性率,发现高FeNO组较应用组IL-6(χ2=5.20,P＜0.05)、IL-8(χ2=4.98,P＜0.05)、TNF-α(χ2=5.01,P＜0.05)阳性率显著升高,其中以IL-6最为显著(表2)。

2.4 治疗后两组患者各项指标比较 FeNO指导后,观察组较对照组在住院时间、住院费用、激素使用率、激素不良反应发生率显著降低(P＜0.05,表3)。

表1 治疗后各组炎症指标比较Tab.1 Inflammation indicators in each groups after treatment

表1 治疗后各组炎症指标比较Tab.1 Inflammation indicators in each groups after treatment

Note:1)P＜0.05 vs Low-FeNO subgroup；2)P＜0.05 vs Received subgroup.

Index FeNO-guided group(n=50)Control group(n=50)High-FeNO subgroup Low-FeNO subgroup Received subgroup Non-received subgroup F 1.52±3.15 2.56 Neutrophil counts(×109 L-1) 2.05±0.491)2) 4.33±0.51 4.79±0.74 4.52±0.68 49.76 FEV1/FVC(%) 64.25±4.61 62.37±4.93 61.67±4.57 61.42±3.92 1.51 IL-6 139.33±8.661)2) 152.71±8.09 186.13±7.98 199.23±8.32 185.21 IL-8 32.33±2.672) 34.77±3.08 36.11±2.62 38.11±2.89 20.25 TNF-α 12.61±1.292)CAT score 22.38±3.15 21.39±3.67 23.62±3.29 2 12.95±1.19 13.33±1.17 13.87±1.32 4.25

表2 治疗前细胞因子阳性率比较[例(%)]Tab.2 Positive rates of cytokine in each groups before treatment[n(%)]

表3 治疗后两组患者各项指标[，例(%)]Tab.3 Comparision of indicators between FeNO-guided group and control group after treatment[，n(%)]

表3 治疗后两组患者各项指标[，例(%)]Tab.3 Comparision of indicators between FeNO-guided group and control group after treatment[，n(%)]

Index FeNO-guided group(n=50) Control group(n=50) t/χ2 P.89 2.85 ＜0.05 Hospitalization expenses 1.31±0.11 1.67±0.12 3.13 ＜0.05 Hormone utilization rate 22(44.00) 36(72.00) 8.05 ＜0.05 Hormone adverse reactions 1(2.00) 9(18.00)Hospitalization duration 8.78±0.92 11.36±0 7.11 ＜0.05

图1 相关性分析Fig.1 Correlation analysis

3 讨论

目前,糖皮质激素已被广泛应用于改善COPD患者预后,且多项研究就糖皮质激素对延缓COPD患者肺功能下降、减少急性加重事件、降低病死率等方面进行了探讨[6]。多数研究证实,糖皮质激素可迅速改善患者相应症状,但部分研究发现,其在应用时存在不合理情况,可能加大患者糖皮质激素不良反应风险。研究发现,COPD患者接受糖皮质激素治疗后肺炎发生率升高,严重肺炎发生风险升高69%[9]。部分研究发现,糖皮质激素临床效果不显著[10]。因此,为降低长期使用糖皮质激素的风险,更加规范、合理、及时地应用其治疗AECOPD,急需寻找对糖皮质激素疗效有较好预测价值的指标。

研究证实,循环血嗜酸性粒细胞升高的COPD患者急性加重风险显著升高,及时对其进行糖皮质激素治疗可降低急性加重风险,且随着嗜酸性粒细胞水平升高,糖皮质激素的治疗效果也越好[11-12]。然而,针对嗜酸性粒细胞指导糖皮质激素应用的相对水平或绝对水平,目前尚无共识,加之部分患者嗜酸性粒细胞水平呈波动性,与临床治疗或预后相关的嗜酸性粒细胞水平也尚未确定,限制其临床应用。COPD主要以气道的慢性非特异性炎症为主,其病理过程涉及多种炎症细胞、炎症介质。研究发现,在COPD急性发作期患者气道内嗜酸性粒细胞水平显著升高。目前已经证实,FeNO在AECOPD患者中浓度显著升高,归因于AECOPD患者存在一定气道炎症,内源性和外源性炎症介质刺激诱导iNOs表达增强,导致大量NO产生[7,13-14]。此外,研究证实,气道嗜酸性炎症是FeNO增高的主要因素,且二者呈正相关[13]。与上述研究结论一致,本研究中,观察组患者以FeNO“27 ppb”为切点,其中高FeNO组相比于低FeNO组和对照组(应用组和未应用组),其嗜酸性粒细胞计数显著升高,二者呈正相关(r=0.69,P＜0.05)。因此,FeNO增高与否可作为指导糖皮质激素用于AECOPD患者治疗参考指标。

目前,AECOPD主要以症状学定义为标准,但因其急性加重事件具有异质性,单纯的以症状为标准的方法无法有效区分AECOPD不同炎症反应类型。由于COPD是一种异质性疾病,存在“嗜酸性粒细胞增高型”和“非嗜酸性粒细胞增高型”等不同表型,研究证实,嗜酸性粒细胞可上调IL-6基因表达和促进IL-6蛋白分泌,进而加重气道炎症反应和上皮功能障碍[14]。与上述研究一致,本研究中,高FeNO组AECOPD患者嗜酸性粒细胞显著升高,而对应的炎性细胞因子IL-6、IL-8、TNF-α水平显著增高,且与FeNO呈正相关,其中IL-6的相关性最高,与临床研究中发现部分急性加重患者的痰液和肺泡灌洗液中嗜酸性粒细胞增加,且炎症因子增高的研究相符[15-16]。此外,通过比较各组患者治疗前各细胞因子的中位数发现,高FeNO组患者的细胞因子水平多高于中位数,其中以IL-6,且治疗后IL-6下降最为显著亦最为明显,提示FeNO和IL-6联合评估指导AECOPD糖皮质激素可能有助于增强其治疗效果。

评估嗜酸性粒细胞水平对口服糖皮质激素治疗COPD急性加重效果的影响发现,嗜酸性粒细胞升高的患者症状恢复更快,治疗失败率更低[17]。AECOPD患者嗜酸性粒细胞升高提示预后不良,可预测AECOPD患者的再入院率、平均住院日、对全身糖皮质激素治疗反应和病死率[14,17]。单一指标无法准确预测所有患者的所有预后指标。本研究通过FeNO水平检测快速区分患者是否适合应用糖皮质激素,并通过应用FeNO检测结合多种细胞因子动态变化对AECOPD患者糖皮质激素治疗进行综合评估,发现,观察组在治疗有效率、激素使用率等指标上显著优于对照组,且在激素不良反应方面,观察组出现1例不良反应病例,表现为明显的血糖升高,而对照组共出现9例不良反应,包括3例血糖升高、2例血压升高、1例消化道溃疡、1例精神轻度躁狂、1例并发真菌感染,停用激素后症状均不同程度缓解或消失。

FeNO检测作为气道炎症检测手段,因其具有操作简单、安全、无创等优点,已被ATS/ERS推荐为理想、有效的无创评估气道炎症疾病的方法[18]。本研究采用FeNO作为指导AECOPD患者是否接受糖皮质激素治疗的依据,高FeNO患者多以嗜酸性粒细胞增高为主,但由于AECOPD的异质性,加之部分患者血嗜酸性粒细胞水平呈波动性,FeNO水平是否随之动态变化以及单一通过FeNO检测是否可以准确指导此类患者糖皮质激素治疗仍需进一步确定；而细胞因子动态变化与多种因素相关,如何明确单一因素是否可预测相应炎症变化也需进一步证实。因此,本研究认为,应通过FeNO联合IL-6检测有效评估AECOPD患者的炎症水平,并以此指导AECOPD患者糖皮质激素的临床应用。

由于研究样本量较小,且重症患者因不能配合相应检查而未能入组,因此,需要进行多中心、大样本、多因素分析研究。