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呼出气一氧化氮及血清髓过氧化物酶测定在重症哮喘表型识别中的应用

庄亚琴 高习文 颜志军 张亚娟

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呼出气一氧化氮及血清髓过氧化物酶测定在重症哮喘表型识别中的应用

    作者简介: 庄亚琴(1978-), 女, 硕士, 副主任医师.
    通讯作者: 高习文, xiwengao@sina.com
  • 基金项目:

    上海市闵行区自然科学研究项目 2017MHZ79

  • 中图分类号: R562.2

Application value of fractional exhaled nitric oxide and myeloperoxidase in phenotypic recognition of severe asthma

    Corresponding author: GAO Xi-wen, xiwengao@sina.com ;
  • CLC number: R562.2

  • 摘要: 目的探讨呼出气一氧化氮(fractional exhaled nitric oxide,FeNO)和血清髓过氧化物酶(myeloperoxidase,MPO)测定在重症哮喘表型识别中的应用。方法选取稳定期支气管哮喘病人40例(重症哮喘20例,非重症哮喘20例)作为研究对象,并选择同期体检的20名健康人员作为对照组。采用酶联免疫吸附法测定血清MPO水平,使用FeNO检测仪检测FeNO水平,同时测定血常规(中性粒细胞及嗜酸粒细胞计数)和IgE水平。比较各组FeNO、血清MPO、中性粒细胞、嗜酸粒细胞和IgE水平。结果对照组、非重症哮喘组、重症哮喘组血清MPO水平差异有统计学意义(P < 0.01);重症哮喘组血清MPO水平明显高于对照组和非重症哮喘组(P < 0.01)。各组外周血中性粒细胞水平差异无统计学意义(P>0.05)。各组FeNO、IgE水平差异均有统计学意义(P < 0.01);重症哮喘组FeNO水平明显高于对照组和非重症哮喘组(P < 0.01);非重症哮喘组、重症哮喘组IgE水平高于对照组(P < 0.05和P < 0.01)。各组嗜酸粒细胞水平差异无统计学意义(P>0.05)。结论重症哮喘病人存在血清MPO和FeNO水平的升高,通过检测血清MPO、FeNO水平有助于识别重症支气管哮喘病人表型,对重症哮喘的个体化治疗具有重要指导意义。
  • 表 1  各组血清MPO、外周血中性粒细胞水平比较(x±s)

    分组 n MPO/(pg/mL) 外周血中性粒细胞/(×109/L)
    对照组 20 16.37±3.78 3.54±0.61
    非重症哮喘组 20 17.62±4.33 4.46±2.13
    重症哮喘组 20 37.74±23.10**## 4.96±2.70
    F 15.23 2.55
    P <0.01 >0.05
    MS组内 188.882 4.066
        q检验:与对照组比较* * P < 0.05;与非重症哮喘组相比##P < 0.01
    下载: 导出CSV

    表 2  各组FeNO、嗜酸粒细胞、IgE水平比较(x±s)

    分组 n FeNO/ppb 嗜酸粒细胞/(×109/L) IgE/(IU/mL)
    对照组 20 12.25±7.75 0.16±0.12 42.60±29.68
    非重症哮喘组 20 23.80±15.69 0.17±0.14 83.44±18.66*
    重症哮喘组 20 44.40±37.17**## 0.28±0.35 145.05±146.68**
    F 9.43 1.70 7.02
    P <0.01 >0.05 <0.01
    MS组内 562.616 0.052 586.213
        q检验:与对照组比较*P < 0.05,**P < 0.01;与非重症哮喘组比较##P < 0.01
    下载: 导出CSV
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出版历程
  • 收稿日期:  2019-09-08
  • 录用日期:  2020-01-02
  • 刊出日期:  2020-11-15

呼出气一氧化氮及血清髓过氧化物酶测定在重症哮喘表型识别中的应用

    通讯作者: 高习文, xiwengao@sina.com
    作者简介: 庄亚琴(1978-), 女, 硕士, 副主任医师
  • 复旦大学附属闵行医院(上海市闵行区中心医院) 呼吸内科, 上海 201199
基金项目:  上海市闵行区自然科学研究项目 2017MHZ79

摘要: 目的探讨呼出气一氧化氮(fractional exhaled nitric oxide,FeNO)和血清髓过氧化物酶(myeloperoxidase,MPO)测定在重症哮喘表型识别中的应用。方法选取稳定期支气管哮喘病人40例(重症哮喘20例,非重症哮喘20例)作为研究对象,并选择同期体检的20名健康人员作为对照组。采用酶联免疫吸附法测定血清MPO水平,使用FeNO检测仪检测FeNO水平,同时测定血常规(中性粒细胞及嗜酸粒细胞计数)和IgE水平。比较各组FeNO、血清MPO、中性粒细胞、嗜酸粒细胞和IgE水平。结果对照组、非重症哮喘组、重症哮喘组血清MPO水平差异有统计学意义(P < 0.01);重症哮喘组血清MPO水平明显高于对照组和非重症哮喘组(P < 0.01)。各组外周血中性粒细胞水平差异无统计学意义(P>0.05)。各组FeNO、IgE水平差异均有统计学意义(P < 0.01);重症哮喘组FeNO水平明显高于对照组和非重症哮喘组(P < 0.01);非重症哮喘组、重症哮喘组IgE水平高于对照组(P < 0.05和P < 0.01)。各组嗜酸粒细胞水平差异无统计学意义(P>0.05)。结论重症哮喘病人存在血清MPO和FeNO水平的升高,通过检测血清MPO、FeNO水平有助于识别重症支气管哮喘病人表型,对重症哮喘的个体化治疗具有重要指导意义。

English Abstract

  • 支气管哮喘发病率逐步上升,同时治疗手段发展,治疗效果有了很大提高,但仍有部分病人虽经规范化治疗仍得不到良好控制。在重症哮喘诊断与处理中国专家共识[1]中,结合2014年欧洲呼吸学会/美国胸科学会指南[2],将重症哮喘定义为:在过去一年中,需要使用全球哮喘防治创议(GINA)建议的第4级或第5级哮喘药物治疗,才能够维持控制,或即使在上述治疗下仍表现为“未控制”哮喘。

    哮喘是一种异质性疾病,具有不同的临床病程和治疗反应。识别特定表型的特征,将有助于哮喘的预后评估,且可能有助于个体化治疗方案的选择(如靶向治疗或其他更有效的治疗方法)[3],对重症哮喘病人的治疗具有重要意义。

    SIMPSON等[4]通过痰细胞计数,将哮喘分为四种不同的表型,即嗜酸粒细胞性哮喘、中性粒细胞性哮喘、混合粒细胞性哮喘和少粒细胞性哮喘。痰细胞计数可以作为哮喘分型的有效生物标志物,然而在临床检验过程中受许多因素影响,难以得到广泛的临床应用。

    呼出气一氧化氮(fractional exhaled nitric oxide, FeNO)的水平可以反映嗜酸粒细胞炎症的程度、预测激素治疗的有效性以及靶向治疗(抗IgE等)的反应性[5]。中性粒细胞是重度哮喘气道炎症的重要组成成分,是重度难治性哮喘的发病机制之一[6]。髓过氧化物酶(myeloperoxidase,MPO)由中性粒细胞产生,MPO水平与中性粒细胞的数量和活动相关[7]

    本研究拟通过对稳定期支气管哮喘病人进行FeNO和血清MPO的测定,以识别重症哮喘病人表型从而指导治疗。

    • 选取2017年5月至2019年1月在我院呼吸内科就诊的稳定期支气管哮喘病人作为研究对象,分为重症哮喘组和非重症哮喘组,各20例。并选择同期体检的20名健康人员作为对照组。对照组男7例,女13例,32~61岁;非重症哮喘组男9例,女11例,22~64岁;重症哮喘组男13例,女7例,22~65岁, 各组性别、年龄具有可比性。纳入标准:支气管哮喘病人组,年龄18~65岁,符合支气管哮喘的诊断标准[8],且支气管哮喘诊断病史大于1年,规律治疗。重症哮喘组同时满足重症哮喘的定义。排除标准:(1)合并心、肝、肾、糖尿病、肿瘤、神经肌肉疾病、甲状腺疾病、血管炎等;(2)合并慢性阻塞性睡眠呼吸暂停低通气综合征、支气管扩张、肺部结节、慢性阻塞性肺疾病、间质性肺疾病、有症状的胃食管反流病、肥胖等;(3)1个月内有哮喘急性发作史、4周内上/下呼吸道感染者;(4)合并使用阿司匹林、β受体阻滞剂、血管紧张素转化酶抑制剂;(5)目前正在吸烟或既往吸烟史≥10包/年;(6)有哮喘家族史、药物食物过敏史者。本研究获得医院伦理委员会批准,受试者知情同意并签署知情同意书。

    • 用无菌试管收集受试者空腹静脉血液3 mL,室温自然凝固20~30 min,3 000 r/ min离心20 min,收集血清,-80 ℃冷冻保存。采用NIOX mino型FeNO测定仪(瑞典爱瑞科)测定FeNO水平,试剂由上海奥鹏生物科技有限公司提供。应用酶联免疫吸附法测定血清MPO水平,人髓过氧化物酶(MPO)ELISA检测试剂盒购自上海双赢生物科技有限公司。同时进行血常规(中性粒细胞、嗜酸粒细胞)、血IgE水平检测。

    • 采用方差分析和q检验。

    • 各组血清MPO水平间差异有统计学意义(P<0.01);重症哮喘组血清MPO水平明显高于对照组和非重症哮喘组(P<0.01)。各组外周血中性粒细胞水平差异无统计学意义(P>0.05)(见表 1)。

      分组 n MPO/(pg/mL) 外周血中性粒细胞/(×109/L)
      对照组 20 16.37±3.78 3.54±0.61
      非重症哮喘组 20 17.62±4.33 4.46±2.13
      重症哮喘组 20 37.74±23.10**## 4.96±2.70
      F 15.23 2.55
      P <0.01 >0.05
      MS组内 188.882 4.066
          q检验:与对照组比较* * P < 0.05;与非重症哮喘组相比##P < 0.01

      表 1  各组血清MPO、外周血中性粒细胞水平比较(x±s)

    • 各组FeNO、IgE水平间差异均有统计学意义(P < 0.01);重症哮喘组FeNO水平均明显高于对照组和非重症哮喘组(P<0.01);非重症哮喘组、重症哮喘组IgE水平均高于对照组(P<0.05和P<0.01)。各组嗜酸粒细胞水平差异均无统计学意义(P>0.05)(见表 2)。

      分组 n FeNO/ppb 嗜酸粒细胞/(×109/L) IgE/(IU/mL)
      对照组 20 12.25±7.75 0.16±0.12 42.60±29.68
      非重症哮喘组 20 23.80±15.69 0.17±0.14 83.44±18.66*
      重症哮喘组 20 44.40±37.17**## 0.28±0.35 145.05±146.68**
      F 9.43 1.70 7.02
      P <0.01 >0.05 <0.01
      MS组内 562.616 0.052 586.213
          q检验:与对照组比较*P < 0.05,**P < 0.01;与非重症哮喘组比较##P < 0.01

      表 2  各组FeNO、嗜酸粒细胞、IgE水平比较(x±s)

    • 支气管哮喘是由多种细胞以及细胞组分参与的气道慢性炎症性疾病。随着病程的延长可导致一系列气道结构的改变,即气道重塑。由于环境污染等因素,哮喘患病率有逐年增长的趋势。虽然随着哮喘规范化治疗在全国范围内广泛推广,我国哮喘病人的哮喘控制率有了明显提高(2010年CARE研究中,40.5%病人达到GINA标准的哮喘控制[9]),但仍低于发达国家。一部分哮喘病人虽经过规范化治疗,且排除病人治疗依从性、合并疾病和危险因素等原因外,仍不能达到哮喘控制,即所谓的重症哮喘。

      近年来认识到哮喘(特别是重症哮喘)是一种异质性疾病,常表现为不同的临床表型和炎症表型。识别特定表型的特征将有助于哮喘的预后评估,且可能有助于个体化治疗方案的选择[10]。根据诱导痰、支气管肺泡灌洗等检查结果可将重症哮喘气道炎症分为嗜酸粒细胞性、中性粒细胞性、混合粒细胞性和少炎症细胞性。但痰细胞计数在临床检验过程中受多方因素(如诱导痰技术、痰标本的处理技术、细胞技术员的水平等)的影响,故难以得到广泛应用。肺泡灌洗液测定由于为有创检查,临床上受到一定限制。

      确定嗜酸粒细胞或Th2细胞参与的过敏反应炎症水平有助于预测病人对激素治疗和靶向治疗(如抗IgE、抗IL-15、抗IL-13)的反应性,其生物标志物包括目前外周血嗜酸粒细胞计数、血清IgE、FeNO、血清骨膜蛋白等。部分重症哮喘气道可见中性粒细胞浸润增多[11],Th17细胞可调节中性粒细胞性炎症,并促进IL-17、IL-22及IL-6等细胞因子生成,不仅在激素抵抗型哮喘中发挥一定作用,且可抑制纤维细胞和上皮细胞凋亡,加重气道重塑[12]。针对中性粒细胞性炎症的抗IL-17单克隆抗体Brodalumab能阻止IL-17相关的下游中性粒细胞的募集,并可使部分病人第1秒用力呼气容积(FEV1)有20%以上的改善,使哮喘控制得到提升[13]。检测生物标志物以指导重症哮喘的精准治疗尚需更多的临床研究以进一步证实。

      王霞等[14]研究表明FeNO与肺泡灌洗液嗜酸粒细胞计数及血清总IgE关系密切,在评估哮喘病人嗜酸性气道炎症中具有重要作用。FeNO具有无创性、易于测定、重复性好的优点。FeNO的水平可以反映嗜酸粒细胞炎症的程度和预测激素治疗的有效性。本研究同时测定反映嗜酸粒细胞炎症的三个指标(FeNO、外周血IgE、外周血嗜酸粒细胞计数),结果表明,对照组、非重症哮喘组、重症哮喘组FeNO、IgE水平差异均有统计学意义;重症哮喘组FeNO水平明显高于对照组和非重症哮喘组;非重症哮喘组、重症哮喘组IgE水平高于对照组;各组嗜酸粒细胞水平差异无统计学意义。

      中性粒细胞的增多与哮喘病人的病情恶化、呼吸道急慢性感染、吸烟以及污染物的接触刺激密切相关。张永明等[15]研究表明中性粒细胞型重症哮喘病人肺功能损害更显著。如何筛选出中性粒细胞性哮喘病人,以优化治疗方案尤为重要。MPO由中性粒细胞产生,在氧化应激过程中,MPO可以介导氧化物的产生,从而导致氧化/抗氧化失衡,造成气道上皮损伤,通透性增加,引起气道平滑肌收缩,使气道反应性增高。本研究同时测定血清MPO、外周血中性粒细胞计数,结果表明,对照组、非重症哮喘组、重症哮喘组血清MPO水平差异有统计学意义;重症哮喘组血清MPO水平明显高于对照组和非重症哮喘组;各组外周血中性粒细胞水平差异无统计学意义。提示血清MPO可作为反映重症哮喘病人中性粒细胞炎症的有效标志物。

      刘振千等[16]对晚发型重度难治性哮喘病人的诱导痰研究显示,轻中度哮喘气道炎症以嗜酸粒细胞为主,而重度哮喘则中性粒细胞及嗜酸粒细胞两者皆有,且中性粒细胞居多。本研究结果表明,重症哮喘组中病人FeNO值及血清MPO升高,表明血清MPO及FeNO可作为反映重症哮喘病人表型的重要标志物。

      综上所述,重症哮喘病人血清MPO及FeNO水平升高,通过检测血清MPO、FeNO的表达有助于识别重症支气管哮喘病人表型,且检测方法方便,对重症哮喘的个体化治疗具有重要指导意义。

参考文献 (16)

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