李 譞， 謝栓栓， 段紅霞， 李國術， 曾 潔， 王昌惠

(1. 南京醫(yī)科大學，南京 211166； 2. 同濟大學附屬第十人民醫(yī)院呼吸與危重醫(yī)學學科，上海 200072)

支氣管哮喘是由嗜酸粒細胞、肥大細胞和T淋巴細胞等多種細胞和細胞組分參與的氣道慢性炎癥性疾病，主要病理特點為上皮層大量的嗜酸粒細胞浸潤及以上皮下纖維化、平滑肌增生及膠原蛋白沉積為主的氣道重塑[1]。支氣管熱成形術(bronchial thermoplasty, BT)是一種新型支氣管鏡技術，用于治療對標準藥物治療，包括高劑量吸入皮質(zhì)類固醇(inhaled corticosteroid, ICS)和長效β2激動劑(inhaled long-acting β2receptor agonist, LABA)無反應的難治性哮喘(refractory asthma, RA)。

BT是射頻導管通過支氣管鏡在指定部位張開，電極密切接觸于管壁，繼而控制能量的釋放、作用的時間及所需的溫度，將高頻交流電磁波(350～500kHz)輸入組織，通過電磁轉(zhuǎn)換后，組織中帶電離子發(fā)生震蕩并且產(chǎn)生熱能。在局部溫度達到預設后，細胞溶解，細胞內(nèi)蛋白變性，細胞內(nèi)外的水分喪失，組織發(fā)生凝固性壞死，從而減少支氣管平滑肌(airway smooth muscle, ASM)的數(shù)量，減弱了氣道收縮力[2]。

盡管一些研究表明BT改善了哮喘患者的生活質(zhì)量并減少了嚴重的哮喘急性發(fā)作[3]，但目前BT與支氣管管腔面積及療效研究很少，因此，本研究主要評估BT對RA患者的肺功能、血嗜酸性粒細胞(eosinophil，E)改變率和高分辨率CT(high resolution CT, HRCT)下管腔面積(lumen area, LA)的影響。

1 資料與方法

1.1 一般資料

選擇2016年1月至2020年1月同濟大學附屬第十人民醫(yī)院呼吸科收治的8例完成BT手術的RA患者為BT組，選擇同期收治的18例未行BT手術的RA患者為對照組。RA患者納入標準: (1) 符 合我國哮喘防治指南中哮喘的診斷標準；(2) 排除患者治療依從性不良，并排除誘發(fā)加重或使哮喘難以控制的因素；(3) 按照我國哮喘防治指南，采用2種或2種以上控制性藥物規(guī)范治療和管理6個月以上，尚不能達到理想控制[4]。本研究獲得同濟大學附屬第十人民醫(yī)院醫(yī)院倫理委員會批準(編號: SHSY-IEC-4.1/20-21/01)。

1.2 BT組患者納入和排除標準

納入標準: (1) 年齡18～65周歲；(2) 嚴重的持續(xù)性哮喘: 癥狀白天持續(xù)、夜晚多發(fā)，每日多次使用速效β2受體激動劑，日?；顒邮芟?；(3) 目前規(guī)律使用大劑量ICS(丙酸氟替卡松>500μg/d或布地奈德>800μg/d)和LABA ；(4) 使用支氣管擴張藥前FEV1>60%預計值。

排除標準: (1) 植入心臟起搏器、除顫器等其他電子設備的患者；(2) 急性心肌梗死6周以內(nèi)者；(3) 嚴重心肺疾患無法進行支氣管鏡操作者；(4) 麻 醉藥物過敏，無法實施支氣管鏡檢查者；(5) 無 法糾正的出凝血功能障礙者。

1.3 方法

BT組患者使用ALAIR?裝置，每例患者分別行3個階段BT治療，每次間隔為3周或以上，從右下葉開始，然后是左下葉，最后是兩個上葉，右中葉未經(jīng)治療，以避免發(fā)生右中葉綜合征。射頻探頭可通過氣管鏡達直徑為3mm的支氣管，治療時處理部位的溫度為55～65℃，每次部位持續(xù)10s，沿著支氣管樹由遠及近每隔5mm治療1次，直到肺葉支氣管。該過程在患者鎮(zhèn)靜下進行，在手術后立即接受密切的臨床監(jiān)測，潑尼松(50mg/d)是在每個階段治療前2d和治療3d后系統(tǒng)地口服給藥，術后予患者吸入性短效支氣管擴張劑。對照組患者繼續(xù)給予吸入性激素(丙酸氟替卡松>500μg/d或布地奈德>800μg/d)，以及長效支氣管擴張劑。

1.3.1 肺功能檢測 兩組患者分別于入組前和入組后1年行肺功能檢查，評估1年后各項肺功能改善率。

1.3.2 HRCT采集和圖像分析 患者以仰臥姿勢進行非增強型HRCT，所有患者都接受了指導并仔細監(jiān)測穩(wěn)定的全吸氣和正常掃描前的呼氣末呼吸位置，患者吸氣后屏氣，由肺尖掃描至膈肌。掃描數(shù)據(jù)均以層厚2.5mm，肺窗、縱隔窗的窗寬和窗位分別為1600、-550HU和400、50HU。應用Image Pro plus 6.0分別識別左、右上葉尖段、左上葉固有段、左右下葉基底段和左右下葉后基底段支氣管開口處，分別測量兩組患者HRCT下同一部位治療前后支氣管管腔面積(lumen area, LA)，計算每例患者治療前后7個部位管腔面積的改善率，計算公式為 (1年后管腔面積-入組前管腔面積)/入組前管腔面積。包括段支氣管(第3～4級): 右肺下葉基底段、左肺固有段、左肺下葉基底段開口處，小支氣管(第5～6級): 右肺上葉尖段、右肺下葉后基底段、左肺上葉尖段、左肺下葉后基底段開口處。

1.3.3 嗜酸性粒細胞檢測 選擇兩組患者入組前和入組后1年外周血嗜酸性粒細胞值和百分比，計算每個患者這兩項指標的改善率。

1.4 統(tǒng)計學處理

2 結 果

2.1 兩組基線資料

兩組患者年齡、性別、吸煙史、病程等差異無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，見表1。

2.2 患者BT治療前后臨床癥狀、AQLQ、嗜酸性粒細胞的變化

與BT治療前比較，入選的8例患者AQLQ評分好轉(zhuǎn)(3.20±0.59vs4.16±0.61,P<0.0001)，提示BT治療改善難治性哮喘患者的生活質(zhì)量?；颊咝g后吸入糖皮質(zhì)激素用量降低，為丙酸氟替卡松200μg/d 或布地奈德160μg/d。血嗜酸性粒細胞[(0.21±0.25)×109/Lvs(0.26±0.33)×109/L]及血嗜酸性細胞百分比(3.34%±4.14%vs2.5%±2.73%)差異均無統(tǒng)計學意義(P>0.05)，但有5例患者血嗜酸性粒細胞百分比出現(xiàn)下降。

表1 BT組和對照組患者臨床指標、肺功能和管腔面積基線資料Tab.1 Baseline data of clinical indicators, lung function and lumen area of patients in BT group and control group

VC: 肺活量；FEV1/FVC: 第1秒用力呼氣量占用力肺活量比值；FEV1: 1秒鐘用力呼氣容積；PEF: 呼氣峰值流速；FEF25%: 呼出25%肺容量位時的呼氣流速實際值/預計值；FEF50%: 呼出50%肺容量位時的呼氣流速實際值/預計值；E: 血嗜酸性粒細胞；LA: 管腔面積

2.3 兩組治療前后肺功能改善率評價

BT組中1例患者和對照組中9例患者因哮喘急性發(fā)作，未完成1年后的肺功能隨訪。與對照組比較，BT組肺功能指標改善率，即FEV1/FVC、FEV1、FEV1%、FEF25、FEF25%、FEF50、FEF50%、MMEF、MMEF%負值明顯減少，差異有統(tǒng)計學意義(P均<0.05)，提示BT組肺功能下降程度優(yōu)于對照組，見表2。

2.4 兩組治療前后支氣管LA改善率評價

結果顯示與對照組比較，BT組患者段支氣管(0.008±0.157vs0.121±0.149)、小支氣管(0.022±0.265vs0.176±0.311)、總支氣管(0.015±0.224vs0.153±0.254)LA改善率明顯增大，差異有統(tǒng)計學意義(P值均<0.05)，見表3。

表2 BT組和對照組肺功能改善率的對比Tab.2 Comparison of improvement rate of lung function between BT group and control group

VC: 肺活量；FEV1/FVC: 第1秒用力呼氣量占用力肺活量比值；FEV1: 1秒鐘用力呼氣容積；PEF: 呼氣峰值流速；FEF25: 呼出25%肺容量時的呼氣流速；FEF25%: 呼出25%肺容量時的呼氣流速實際值/預計值；FEF50: 呼出50%肺容量時的呼氣流速；FEF50%: 呼出50%肺容量時的呼氣流速實際值/預計值；FEF75: 呼出75%肺容量時的呼氣流速；FEF75%: 呼出75%肺容量時的呼氣流速實際值/預計值；MMEF25～75: 用力呼氣中期流速；MMEF25%～75%: 用力呼氣中期流速實際值/預計值；MVV: 最大通氣量；RV/TLC: 殘總比；DLCO: 彌散功能實際值/預計值

表3 BT組和對照組支氣管管腔面積改善率的對比Tab.3 Comparison of improvement rate of bronchial lumen area between BT group and control group

段支氣管: 右肺下葉基底段、左肺固有段、左肺下葉基底段；小支氣管: 右肺上葉尖段、右肺下葉后基底段、左肺上葉尖段、左肺下葉后基底段；總支氣管: 段支氣管+小支氣管；改善率: (1年后管腔面積-入組前管腔面積)/入組前管腔面積

2.5 BT組支氣管LA改善率相關性分析

將BT組患者小支氣管治療前后LA改善率與肺功能改善率、BT手術前后血嗜酸性粒細胞計數(shù)和百分比進行相關性分析，結果顯示小支氣管LA改善率與術后血嗜酸性粒細胞值和百分比有負相關趨勢，但無統(tǒng)計學意義(r=-0.108，P=0.798；r=-0.065，P=0.878)。小支氣管LA改善率與其他指標無相關性，見表4和圖1。

表4 小支氣管管腔面積改善率相關性分析Tab.4 Correlation analysis of the improvement rate of small bronchial lumen area

FEV1/FVC: 第1秒用力呼氣量占用力肺活量比值；FEV1: 1秒鐘用力呼氣容積； FEF25: 呼出25%肺容量時的呼氣流量；FEF25%: FEF25實際值/預計值；FEF50: 呼出50%肺容量時的呼氣流量；FEF50%: FEF50實際值/預計值；MMEF25～75: 25%～75%肺容量時的呼氣平均流量；MMEF25%～75%: MMEF25～75實際值/預計值；E: 血嗜酸性粒細胞；E%: 血嗜酸性粒細胞百分比；小支氣管: 右肺上葉尖段、右肺下葉后基底段、左肺上葉尖段、左肺下葉后基底段

圖1 小支氣管管腔面積改善率與BT術后血嗜酸性粒細胞相關性分析Fig.1 Correlation between the improvement rate of small bronchial lumen area and blood eosinophils after BTA: 小支氣管管腔面積改善率與BT術后血E值的散點圖；B: 小支氣管管腔面積改善率與BT術后血E%的散點圖；r=-0.108，P=0.798；r=-0.065，P=0.878

3 討 論

本研究首次將BT后肺功能改善率和支氣管管腔面積改善率進行對比，發(fā)現(xiàn)BT治療延緩了肺功能下降的速度，降低了氣道阻力，明顯擴張了支氣管管腔面積，但小支氣管腔面積的改善率與肺功能變化和術后嗜酸性粒細胞沒有相關性，但與BT術后血嗜酸性粒細胞值和百分比呈現(xiàn)負相關趨勢，這提示BT能夠改善難治性哮喘患者的氣道重塑。本研究的一個潛在局限性是入選BT組患者只有8例，雖然各觀察指標提示兩組之間有差異，但未發(fā)現(xiàn)與管腔面積改善率的相關性指標，本課題組將在未來的研究里開展更大樣本的研究。

支氣管哮喘氣道重塑體現(xiàn)在氣道平滑肌細胞數(shù)量增多和體積肥大、腺上皮化生、氣道管壁的增厚、氣道黏膜上皮下纖維化及黏膜基膜下膠原纖維細胞外基質(zhì)的沉積[5]。氣道平滑肌(airway smooth muscle, ASM)體積的增大在中央大氣道上體現(xiàn)為平滑肌數(shù)量的增多，以增生為主，在小氣道上體現(xiàn)為平滑肌體積的增大，以肥大為主[6]。與正常人氣道平滑肌細胞比較，哮喘患者氣道平滑肌細胞處于細胞周期增殖時相的比例明顯較多[7]。增殖的ASM導致支氣管管壁增厚，這直接引起了支氣管的狹窄。正常人體氣道平滑肌細胞多為收縮型，而在多種因素刺激下哮喘患者氣道平滑肌細胞發(fā)生了表型轉(zhuǎn)化[8-9]，胞內(nèi)具有收縮作用的結構和蛋白減少，其生長能力、遷移能力均明顯增強，具有合成功能的細胞器(如高爾基體等)含量增加，ASM可以分泌各種細胞因子、化學趨化因子、生長因子及細胞外基質(zhì)，誘導平滑肌細胞的生長和增殖，并且還能夠誘導ASM持久性收縮[10]。關于BT術開展的AIR、RISA及AIR2等試驗及隨訪研究均表明BT治療在臨床實踐應用中能有效降低難治性哮喘患者的急性發(fā)作頻率，提高患者的生活質(zhì)量，減少急救藥物的使用次數(shù)，并持續(xù)有效[11-13]。Chakir等[14]通過研究9例BT患者手術前后支氣管病理發(fā)現(xiàn)，隨著時間的延長氣道平滑肌的面積在減少，患者吸入皮質(zhì)類固醇的劑量、嚴重惡化的次數(shù)和哮喘的控制狀態(tài)均得到改善。本研究發(fā)現(xiàn)，BT術后患者的支氣管LA擴大，肺功能下降速度減慢，說明BT術的有效性，并且這種有效性是通過消融支氣管平滑肌擴張氣道實現(xiàn)的，這與之前其他的實驗一致。

目前多項研究證明BT術能改善患者的肺功能，主要以改善FEV1為主[15-16]，在本研究中發(fā)現(xiàn)BT治療患者肺功能指標FEV1/FVC、FEV1、FEV1%、FEF75、FEF75%、FEF50、FEF50%、MMEF、MMEF%改善率顯著優(yōu)于對照組，在肺功能指標中FEV1/FVC、FEV1、FEV1%反映大氣道阻力，BT治療靶點是直徑>3mm的支氣管，這說明BT治療可以通過消融支氣管平滑肌，改善氣道重塑，進而起到擴張支氣管的治療作用，改善了大氣道的通氣阻力。MEF75、MEF75%、MEF50、MEF50%、MMEF、MMEF%反映小氣道功能，小氣道是指支氣管內(nèi)徑<2mm且無軟骨支持的小細支氣管，其具有氣流阻力小、易阻塞等特點[17]。MMEF是指用力呼氣25%～ 75%肺活量時的平均流速，是判斷氣道阻塞的主要指標，其數(shù)值降低表明小氣道阻塞增加，反映小氣道病變具有較高的敏感性和準確性[18]。FEF25%、FEF50%、FEF75%分別反映呼氣早期、中期和末期的流速指標。在早期哮喘癥狀中，呼氣中期流速指標在肺功能檢測中認為比FEV1更敏感[19]，并且哮喘患者FEF50%pred、FEF75%pred和FEF25%～75%pred與炎癥因子呈負相關[20]。在本研究中BT改善了小氣道的通氣功能，考慮BT的治療機制除了對支氣管平滑肌的消融作用以外，可能還有神經(jīng)機制參與其中。

HRCT已廣泛應用于肺部疾病的診斷，能反映與大體標本相似的形態(tài)學改變,在HRCT中可識別細支氣管、終末細支氣管、肺小葉及支氣管伴行的血管[21]。HRCT由于具有無創(chuàng)、高分辨率的優(yōu)勢,可以對哮喘患者的氣道重塑進行定量，Hoshino等[22]通過自動測量軟件得出哮喘患者的氣道腔內(nèi)徑與氣流受限具有很高的相關性；本研究發(fā)現(xiàn)BT術后患者肺功能下降速度和支氣管管腔面積的改善均優(yōu)于對照組，將支氣管管腔面積的改善率與其肺功能的改善率作相關分析，結果顯示支氣管管腔面積的改善率與肺功能變化不相關。

哮喘是由多種炎癥細胞(包括嗜酸性粒細胞、中性粒細胞、T淋巴細胞、肥大細胞)和炎癥組分共同參與的氣道慢性炎癥性疾病，嗜酸性粒細胞是哮喘發(fā)病機制中的主要效應細胞[23]，在哮喘患者的支氣管肺泡灌洗液和誘導痰中發(fā)現(xiàn)有大量活化聚集的嗜酸性粒細胞，而且發(fā)現(xiàn)嗜酸性粒細胞數(shù)量的多少與哮喘的嚴重程度相關[24]。ASM可以釋放細胞因子，參與了嗜酸性粒細胞介導的炎癥反應[25]。Ryan等[26]觀察了13例患者BT手術前后血嗜酸性粒細胞，發(fā)現(xiàn)術后嗜酸性粒細胞明顯下降。本研究發(fā)現(xiàn)小支氣管管腔面積的改善率與術后血嗜酸性粒細胞值和百分比無相關性，但呈現(xiàn)出負相關趨勢，小氣道因其自身特點是氣道高反應發(fā)生的關鍵部位，小氣道結構的變化在支氣管哮喘患者氣道炎癥中扮演著重要角色，BT治療通過對ASM的消融，減少了細胞數(shù)量，進而減少了嗜酸性粒細胞相關的細胞因子的釋放，減輕了哮喘的炎癥反應。

綜上所述，在RA的療效觀察中驗證了BT治療的有效性，并且發(fā)現(xiàn)通過擴大了支氣管管腔面積提高了肺功能FEV1改善率，改善了阻塞性通氣功能障礙。