康文玥，楊淑梅，遆嬿羽,兀 威

(1.西安醫(yī)學(xué)院，陜西 西安 710068；2.陜西省人民醫(yī)院呼吸內(nèi)科，陜西 西安 710068；3.西安醫(yī)學(xué)院第二附屬醫(yī)院呼吸內(nèi)科，陜西 西安 710038)

慢性阻塞性肺疾病(Chronic obstructive pulmonary disease,COPD)是一種以氣流受限為特征的可以預(yù)防和治療的疾病，其氣流受限不完全可逆、呈進(jìn)行性發(fā)展。最新發(fā)表的全球疾病負(fù)擔(dān)研究系統(tǒng)分析顯示：1990-2017年間，COPD總患病率相對增加了5.9%[1]，其所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)也在不斷增加。COPD具有臨床異質(zhì)性，雖然大多數(shù)患者表現(xiàn)為中性粒細(xì)胞(Neutrophil,NEU)炎癥，但仍有部分患者表現(xiàn)為嗜酸性粒細(xì)胞(Eosinophil,EOS)計(jì)數(shù)增加，即嗜酸性表型COPD，該型對糖皮質(zhì)激素反應(yīng)性較好，并且可能與更頻繁的惡化相關(guān)，但其具體的機(jī)制仍不清楚[2]。EOS有潛力成為COPD急性加重和糖皮質(zhì)激素指導(dǎo)治療的生物標(biāo)志物，研究EOS的特點(diǎn)與調(diào)節(jié)因素、嗜酸性表型COPD的發(fā)生機(jī)制及EOS作為生物標(biāo)志物在COPD中的應(yīng)用價(jià)值、存在問題及靶向治療十分重要。

1 EOS特點(diǎn)與調(diào)節(jié)因素

成熟的EOS是由骨髓中造血祖細(xì)胞嗜酸性粒細(xì)胞譜系分化而來，并在多種因素的調(diào)節(jié)下釋放循環(huán)。循環(huán)中EOS總量不到白細(xì)胞總數(shù)的5%，通常在循環(huán)中停留不到18 h，其遷移并主要儲存于胃腸道的小腸和胸腺髓質(zhì)[3]。在白介素-3(IL-3)、白介素-5(IL-5)、集落刺激因子(GM-CSF)作用下，EOS可以被招募到組織中，其分泌的趨化因子、細(xì)胞因子和細(xì)胞毒性顆粒陽離子蛋白可以促進(jìn)炎癥反應(yīng)[3]。嗜酸性表型COPD患者的呼吸道上皮細(xì)胞受到香煙煙霧刺激或病毒感染后釋放胸腺基質(zhì)淋巴生成素(TSLP)和白細(xì)胞介素-33(IL-33)，招募輔助T2(Th2)和2型先天淋巴細(xì)胞(ILC2)分泌IL-5導(dǎo)致嗜酸性炎性反應(yīng)[2]。IL-5是EOS最主要調(diào)節(jié)因素，介導(dǎo)了EOS的產(chǎn)生、成熟、釋放、遷移和存活[4-5]。肺組織中存在最多的產(chǎn)生IL-5的先天非T細(xì)胞，這些細(xì)胞在白介素-25(IL-25)和IL-33的調(diào)控下增殖并上調(diào)IL-5，以誘導(dǎo)EOS增多[6]。IL-33通過增強(qiáng)Th2細(xì)胞、提高EOS的存活率，在增加EOS對細(xì)胞外基質(zhì)蛋白的黏附、誘導(dǎo)EOS超氧陰離子的產(chǎn)生和脫顆粒方面發(fā)揮重要作用[7-9]。EOS趨化因子與EOS表面趨化因子受體3型(CCR3)結(jié)合使炎癥局部招募更多的EOS[3,10]，最終活化的EOS釋放細(xì)胞毒性顆粒陽離子蛋白、有毒氧化物引起組織損害。

2 嗜酸性表型COPD發(fā)生機(jī)制

嗜酸性表型COPD發(fā)生機(jī)制目前尚不清楚，有研究表明可能與病毒感染及哮喘-慢性阻塞性肺病重疊相關(guān)。Mallia等[11]及Papi等[12]的相關(guān)研究均表明病毒感染是造成COPD急性加重的原因之一,但是對其引起的炎癥性質(zhì)卻存在一定爭議。Mallia等[11]認(rèn)為病毒感染引起NEU增加，而Papi等[12]認(rèn)為EOS增多是病毒引起急性加重的良好預(yù)測指標(biāo)。病毒感染與嗜酸性表型COPD急性加重的關(guān)系尚不清楚，仍需要進(jìn)一步研究。哮喘-慢性阻塞性肺病重疊(ACO)的患者一般兼具有哮喘與COPD的特點(diǎn)，如具有哮喘的痰EOS、呼出氣一氧化氮(FeNO)增加，氣道高反應(yīng)性及對支氣管擴(kuò)張劑、吸入性糖皮質(zhì)激素(ICS)治療反應(yīng)較好。同時(shí)也具有COPD的特點(diǎn)，如：有持續(xù)的呼吸系統(tǒng)癥狀，在癥狀緩解間期仍存在持續(xù)性氣流受限，胸部影像學(xué)也表現(xiàn)為過度充氣等COPD改變。在臨床上，沒有明確的過敏史，區(qū)分哮喘和COPD是很困難的，兩者重疊發(fā)生也不易發(fā)現(xiàn)。目前，對于ACO的發(fā)病機(jī)制、診斷標(biāo)準(zhǔn)及治療仍存在很多爭議。

3 嗜酸性表型COPD靶向治療

雖然嗜酸性表型COPD對吸入ICS治療的反應(yīng)性較好已成為廣泛的共識，但仍有一些嗜酸性表型COPD的ICS治療效果不佳，且ICS的長期使用可能會引起肺炎、肺微生物群失調(diào)、骨質(zhì)疏松風(fēng)險(xiǎn)增加。EOS靶向治療為這類患者提供了新的治療方式，有望成為ICS的輔助治療手段之一。IL-5是調(diào)節(jié)EOS介導(dǎo)炎癥的主要細(xì)胞因子之一，Mepolizumab、Benralizumab是兩種作用機(jī)制不同的單克隆抗體，Mepolizumab可以與IL-5結(jié)合從而阻斷IL-5與嗜酸性粒細(xì)胞表面的IL-5受體的α亞基(IL-5Rα)結(jié)合，而Benralizumab能夠和IL-5Rα結(jié)合。兩者都可以降低EOS水平與其介導(dǎo)的炎癥反應(yīng)。Pavord等[13]進(jìn)行了兩項(xiàng)臨床3期雙盲隨機(jī)、安慰劑對照試驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)與安慰劑相比100 mg的Mepolizumab降低了COPD中度或重度急性加重的年發(fā)生率。這證實(shí)了嗜酸性氣道炎癥與急性加重之間的相關(guān)性，阻斷嗜酸性氣道炎癥的發(fā)生可以降低急性加重的年發(fā)生率。雖然Benralizumab與Mepolizumab作用機(jī)制類似，但Criner等[14]以Benralizumab的劑量差異將已接受吸入治療但仍頻繁惡化的COPD患者隨機(jī)納入GALATHEA研究(30 mg或100 mg)和TERRANOVA研究(10、30 mg或100 mg)均發(fā)現(xiàn)Benralizumab治療不能降低COPD急性加重的發(fā)生率。但是隨后Criner等[15]利用原始研究的數(shù)據(jù)和GALATHEA研究和TERRANOVA研究的匯總結(jié)果進(jìn)行了一項(xiàng)事后分析，旨在確定受益于Benralizumab治療的COPD患者的臨床和生理特征，該研究發(fā)現(xiàn)基線血嗜酸性粒細(xì)胞(Blood Eosinophil，bEOS)計(jì)數(shù)升高(>220 個(gè)/μl),盡管進(jìn)行了三聯(lián)療法，但每年仍有3例或3例以上惡化的患者被確定為最可能從每8周服用100 mg的Benralizumab獲益而不是安慰劑，這項(xiàng)試驗(yàn)為以后的前瞻對照性試驗(yàn)提供了基礎(chǔ)。總之Benralizumab對嗜酸性表型COPD的療效有待于進(jìn)一步試驗(yàn)分析。此外，IL-5的靶向治療作為一種新的輔助治療方式，其療效的確切性、安全性有待于進(jìn)一步評估。

4 bEOS計(jì)數(shù)作為生物標(biāo)志物的價(jià)值

4.1 bEOS計(jì)數(shù)預(yù)測急性加重風(fēng)險(xiǎn) COPD急性加重時(shí)炎性指標(biāo)升高，雖然糖皮質(zhì)激素及相關(guān)中醫(yī)藥均可以有效減輕COPD患者氣道炎性反應(yīng)[16-17]，但都具有不良反應(yīng)且缺乏特異性，因此迫切需要指標(biāo)預(yù)測COPD急性加重風(fēng)險(xiǎn)并指導(dǎo)治療。bEOS在COPD急性加重中的預(yù)測作用目前仍存在很多爭議，Criner等[15]認(rèn)為bEOS計(jì)數(shù)可作為COPD嚴(yán)重惡化的生物標(biāo)志物，用于預(yù)測更高的再入院率，張瑩瑩等[18]卻發(fā)現(xiàn)高bEOS計(jì)數(shù)患者未來急性加重風(fēng)險(xiǎn)低，而Casanova等[19]研究認(rèn)為bEOS計(jì)數(shù)與未來急性加重風(fēng)險(xiǎn)無相關(guān)性，造成上述研究結(jié)果差異的原因可能與COPD患者急性加重風(fēng)險(xiǎn)受很多因素影響相關(guān)，如：Yun等[20]對bEOS計(jì)數(shù)與COPD惡化的風(fēng)險(xiǎn)分層分析后證實(shí)：bEOS計(jì)數(shù)≥300 個(gè)/μl時(shí)，COPD相關(guān)的惡化風(fēng)險(xiǎn)增加與研究中有頻繁惡化史的參與者有關(guān)，還有研究發(fā)現(xiàn)在以不同形式(計(jì)數(shù)、百分?jǐn)?shù))的閾值劃分高bEOS時(shí)，bEOS預(yù)測急性加重風(fēng)險(xiǎn)的研究結(jié)果也不盡相同[21]。因此既往加重的次數(shù)、bEOS閾值和(或)分類方式，甚至吸煙史、感染、環(huán)境氣候、種族、肺微生物群群落結(jié)構(gòu)及多樣性等都會影響bEOS對急性加重風(fēng)險(xiǎn)的預(yù)測。盡管如此，相關(guān)臨床研究及慢性阻塞性肺疾病防治全球倡議(GOLD)均認(rèn)為，bEOS計(jì)數(shù)可指導(dǎo)糖皮質(zhì)激素在COPD穩(wěn)定期的治療，且是具有價(jià)值的臨床指標(biāo)[22-24]。因此，雖然bEOS對COPD急性加重中的預(yù)測作用受很多因素影響，但是其在指導(dǎo)糖皮質(zhì)激素的治療，降低急性加重的風(fēng)險(xiǎn)方面具有重要意義。

4.2 bEOS計(jì)數(shù)預(yù)測糖皮質(zhì)激素療效 關(guān)于糖皮質(zhì)激素對COPD患者治療的獲益主要來自于肺功能的改善、急性加重次數(shù)的減少兩個(gè)方面。在肺功能方面，Barnes等[25]以bEOS 2%為界將患者分組，對ISOLDE試驗(yàn)的結(jié)果進(jìn)行再分析發(fā)現(xiàn)：在≥2% bEOS組中，使用丙酸氟替卡松后支氣管擴(kuò)張劑后患者1 s用力呼氣容積(FEV1)的下降速度明顯慢于安慰劑組，但< 2% bEOS組卻未觀察到類似情況，而且在接受安慰劑的患者中，≥2%組較< 2% bEOS組FEV1下降速度顯著降低(P=0.015)。這表明高bEOS患者較低bEOS患者的FEV1下降速度更加緩慢，ICS有可能進(jìn)一步減緩高bEOS患者肺功能的下降速度，bEOS有可能在降低肺功能惡化方面作為生物標(biāo)志物并指導(dǎo)ICS的使用。在另一項(xiàng)ISOLDE的事后分析中，評估了ICS治療期間bEOS的初始變化與ICS療效的關(guān)系，結(jié)果表明在有惡化風(fēng)險(xiǎn)的中重度COPD患者中，服用ICS后bEOS的變化可能預(yù)測對ICS治療的臨床反應(yīng)。在20%服用ICS后EOS增加的患者中，ICS的給藥可能與更頻繁的惡化和加速的肺功能下降有關(guān)[26]。這也說明了在預(yù)測ICS療效方面，bEOS數(shù)目需要多次檢測、動態(tài)評估。bEOS在指導(dǎo)ICS治療以降低急性加重方面上述已提及，此外還有研究發(fā)現(xiàn)與全身ICS的標(biāo)準(zhǔn)治療相比，bEOS引導(dǎo)治療在存活天數(shù)及出院天數(shù)方面并無遜色,同時(shí)還可以減少ICS暴露的風(fēng)險(xiǎn)[27]。因此，bEOS計(jì)數(shù)在指導(dǎo)ICS治療方面意義重大，不僅有可能減緩肺功能的下降、減少急性加重次數(shù)，而且還可以減少肺炎的發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)。

4.3 bEOS計(jì)數(shù)預(yù)測肺炎風(fēng)險(xiǎn) 相關(guān)研究表明ICS是導(dǎo)致COPD患者發(fā)生感染性肺炎的危險(xiǎn)因素[28]，因此識別肺炎的高風(fēng)險(xiǎn)人群，對ICS個(gè)體化的治療具有重要意義。相關(guān)研究均認(rèn)為bEOS計(jì)數(shù)較低的COPD患者比計(jì)數(shù)較高的患者發(fā)生肺炎風(fēng)險(xiǎn)增加[29-30]。其中，Martinez-Garcia等[29]發(fā)現(xiàn)COPD患者中bEOS<100 個(gè)/μl聯(lián)合慢性支氣管感染(Chronic bronchial infection，CBI)增加了接受ICS治療的COPD患者的肺炎風(fēng)險(xiǎn)，并且有研究[31]證實(shí)細(xì)菌感染與bEOS之間存在反比關(guān)系。因此,bEOS減少與慢性細(xì)菌感染之間可能相互作用，共同增加了COPD患者的肺炎風(fēng)險(xiǎn)。在以后關(guān)于bEOS與肺炎發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的研究中，反復(fù)留取痰標(biāo)本以明確細(xì)菌感染情況對研究結(jié)果具有一定意義。然而，Vedel-Krogh 等[32]的研究提出在FEV1<50%的COPD患者中，bEOS計(jì)數(shù)≥0.34×109個(gè)/L與因肺炎住院的高風(fēng)險(xiǎn)相關(guān)。目前關(guān)于bEOS與肺炎發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)的關(guān)系仍有爭議，有待于進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)研究。

5 bEOS作為生物標(biāo)志物存在的問題

5.1 bEOS的穩(wěn)定性 作為生物標(biāo)志物必須具備一定的穩(wěn)定性，而對于bEOS的穩(wěn)定性也有不同觀點(diǎn)，有研究表明成人高bEOS計(jì)數(shù)不隨青春期后的年齡而變化，但與哮喘、經(jīng)常吸煙、皮膚點(diǎn)刺試驗(yàn)陽性、COPD、代謝綜合征、男性和肥胖顯著相關(guān)(P<0.05)[33]，這些因素的疊加效應(yīng)可能會影響bEOS的穩(wěn)定性。Schumann 等[34]對210例COPD患者進(jìn)行了長達(dá)7年的bEOS穩(wěn)定性的隨訪：不論以何種形式的bEOS(計(jì)數(shù)、百分比或不同閾值)進(jìn)行分類，bEOS水平在COPD的整個(gè)過程中表現(xiàn)出顯著的可變性，因此單一的測量可能不是ICS反應(yīng)的可靠預(yù)測因素。然而，Landis 等[35]研究認(rèn)為bEOS水平在1年內(nèi)具有合理的重復(fù)性，且在排除使用全身性ICS或抗生素的患者后，bEOS的穩(wěn)定性增加。因此，bEOS作為生物標(biāo)志物在穩(wěn)定性方面仍值得進(jìn)一步探討。

5.2 bEOS閾值 關(guān)于bEOS與COPD的所有研究最終目的都是為了識別高bEOS群體并進(jìn)行個(gè)體化的治療，上述有研究已發(fā)現(xiàn)年齡≤18歲、男性、COPD、哮喘、代謝綜合征與高bEOS相關(guān)[33]，因此不同年齡段、性別、共病下所設(shè)置的閾值應(yīng)該不同。此外對于高bEOS采用百分比或計(jì)數(shù)的不同形式也有爭議。有學(xué)者認(rèn)為絕對計(jì)數(shù)受總細(xì)胞負(fù)荷影響，而相對計(jì)數(shù)則可以反映出受其他細(xì)胞的影響。在可以獲取其他剩余白細(xì)胞信息時(shí)，相對計(jì)數(shù)在病情惡化時(shí)可能很重要，因此在維持治療中可以使用絕對計(jì)數(shù)，而在惡化治療的相關(guān)研究中使用相對計(jì)數(shù)[4]。關(guān)于bEOS閾值的確定可能還需要更多大型研究的數(shù)據(jù)結(jié)果綜合考慮。

6 結(jié) 語

綜上所述，EOS在免疫炎癥方面受多種因素調(diào)節(jié)，并且作為一種簡單易得的指標(biāo)，EOS有望成為指導(dǎo)個(gè)體化治療、預(yù)測急性加重的生物標(biāo)志物，但在EOS與肺炎發(fā)生風(fēng)險(xiǎn)及其穩(wěn)定性、閾值的確定等方面仍需進(jìn)一步研究。