祝雅靜

作者單位：蘇北人民醫(yī)院呼吸內(nèi)科呼吸綜合功能室，江蘇 揚(yáng)州 225002

慢性阻塞性肺疾病（Chronic obstructive pulmonary disease，COPD）是一種常見的、可以預(yù)防和治療的慢性氣道疾病，以持續(xù)存在的氣流受限和呼吸系統(tǒng)癥狀為特征[1]，氣道炎癥隨著病情急性加重而加重，且與疾病嚴(yán)重程度分級存在一定相關(guān)性[2，3]，所以評估氣道炎癥的程度及變化對評估病情及指導(dǎo)治療具有重要意義。呼出氣一氧化氮（Fractional exhaled nitric oxide，F(xiàn)eNO）是一種有效評估氣道炎癥的生物標(biāo)志物，具有無創(chuàng)、操作簡便、可定量、重復(fù)性好等優(yōu)勢，但影響因素較多，包括年齡、性別、含氮食物的攝入、劇烈運(yùn)動、吸煙、激素、過敏原等[4]。目前FeNO檢測已被廣泛應(yīng)用于支氣管哮喘的診治中，但在COPD中的應(yīng)用不多，其診斷急性加重期的最佳截點(diǎn)尚無定論，在疾病不同時期及嚴(yán)重程度中的變化也需進(jìn)一步證實(shí)。故本研究探討FeNO檢測在COPD不同分期及嚴(yán)重程度分級中的應(yīng)用價值，現(xiàn)報(bào)道如下。

1 材料與方法

1.1 臨床資料選取2019年10月～2021年3月在我院呼吸內(nèi)科確診的105例COPD患者作為研究對象。納入標(biāo)準(zhǔn)：①符合慢性阻塞性肺疾病全球倡議（Global Initiative for Chronic Obstructive Lung Disease，GOLD）診斷標(biāo)準(zhǔn)，吸入支氣管舒張劑后第1秒用力呼氣容積/用力肺活量（FEV1/FVC）＜0.7者[1]；②無吸煙史或戒煙半年以上者；③近半個月內(nèi)未使用糖皮質(zhì)激素者。排除標(biāo)準(zhǔn)：①近1個月內(nèi)有上呼吸道感染、肺部感染史者；②有過敏性疾病者；③有肺部其他疾病者；④合并惡性腫瘤或嚴(yán)重心肝腎疾病者。其中急性加重期48例，男33例，女15例，年齡43～84歲，平均（64.85±10.28）歲，平均體重指數(shù)（BMI）為（23.99±3.26）kg/m2；穩(wěn)定期57例，男36例，女21例，年齡40～87歲，平均（63.88±11.23）歲，平均BMI（25.07±3.35）kg/m2。選取同期健康體檢者55例作為對照組，男30例，女25例，年齡43～85歲，平均（60.93±11.08）歲，平均BMI（24.55±3.71）kg/m2。三組間性別、年齡、BMI比較差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05）。受試者均簽署知情同意書。

1.2 GOLD分級根據(jù)COPD患者氣流受限的嚴(yán)重程度分級[吸入支氣管舒張劑后FEV1占預(yù)計(jì)值百分比（FEV1%pred）]：FEV1% pred≥80%為GOLD 1級（輕度），50%≤FEV1%pred＜80%為GOLD2級（中度），30%≤FEV1%pred＜50%為GOLD 3級（重度），F(xiàn)EV1%pred＜30%為GOLD 4級（極重度）[1]。急性加重期患者：GOLD 1級5例、2級16例、3級18例、4級9例；穩(wěn)定期患者：GOLD 1級6例、2級24例、3級20例、4級7例。

1.3 檢測方法

1.3.1 FeNO檢測 在肺功能檢查之前進(jìn)行FeNO檢測，采用合肥微谷醫(yī)療科技有限公司生產(chǎn)的HFWG-F012型FeNO檢測儀，受試者在檢查前4h內(nèi)禁酒，2h內(nèi)禁食含氮食物（如生菜、菠菜、熏肉等），1h內(nèi)禁食、禁水、避免劇烈運(yùn)動。嚴(yán)格參照標(biāo)準(zhǔn)操作流程，受試者取坐位，呼氣至殘氣量位，口含緊帶過濾器的咬口，用力吸氣至肺總量位，以恒定流速50ml/s平穩(wěn)、緩慢呼氣10s，F(xiàn)eNO檢測結(jié)果以ppb（parts per billion，百億分之單位）表示[4]。

1.3.2 肺功能檢查 采用德國耶格公司生產(chǎn)的MASTER SCREEN系列肺功能儀，重復(fù)測量3次，取最佳值，記錄FEV1%pred、FEV1/FVC。COPD組再行支氣管舒張?jiān)囼?yàn)，吸入沙丁胺醇?xì)忪F劑400μg，休息15min后復(fù)查肺功能。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法應(yīng)用SPSS 20.0統(tǒng)計(jì)軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。計(jì)量資料均進(jìn)行Kolmogorov-Smirnov正態(tài)檢驗(yàn)，符合正態(tài)分布者以±s表示，多組獨(dú)立樣本比較采用單因素方差分析，進(jìn)一步兩兩比較采用LSD-t檢驗(yàn)。不符合正態(tài)分布者以中位數(shù)（第一四分位數(shù)，第三四分位數(shù)）[M（Q25,Q75）]表示，采用非參數(shù)Kruskal-WallisH檢驗(yàn)。計(jì)數(shù)資料以率（%）表示，采用χ2檢驗(yàn)或Fisher確切概率法。繪制受試者工作特征（Receiver operating characteristic，ROC）曲線分析FeNO診斷COPD急性加重期的最佳截點(diǎn)。采用Spearman相關(guān)分析分析FeNO與肺功能指標(biāo)之間的相關(guān)性。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 COPD急性加重期、穩(wěn)定期與對照組間FeNO水平及肺功能指標(biāo)的比較三組間FeNO水平存在總體差異（P＜0.001），且每兩組間差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05）。三組間FEV1%pred和FEV1/FVC存在總體差異（P＜0.001），F(xiàn)EV1%pred和FEV1/FVC急性加重期與對照組、穩(wěn)定期與對照組間比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＜0.05），急性加重期與穩(wěn)定期間比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.325，0.155）。見表1。

表1 COPD各期與對照組間FeNO水平及肺功能指標(biāo)的比較

2.2 FeNO對COPD急性加重期的診斷效能繪制FeNO診斷COPD急性加重期的ROC曲線，曲線下面積（AUC）為0.769，95%CI為（0.679，0.858），約登指數(shù)最大值為0.414，F(xiàn)eNO最佳截點(diǎn)是25.75 ppb，敏感度為62.5%，特異性為78.9%。見圖1。

圖1 FeNO診斷COPD急性加重期的ROC曲線

2.3 COPD不同分期FeNO與肺功能指標(biāo)的相關(guān)性Spearman相關(guān)分析顯示，COPD急性加重期FeNO與FEV1%pred和FEV1/FVC均呈正相關(guān)（r分別為0.390，0.343，P＜0.05），COPD穩(wěn)定期FeNO與FEV1%pred和FEV1/FVC均無相關(guān)性（P＞0.05）。見表2。

表2 COPD不同分期FeNO與肺功能指標(biāo)的相關(guān)性

2.4 COPD不同分期不同GOLD分級間一般臨床資料及FeNO水平的比較COPD不同分期不同GOLD分級間的性別、年齡、BMI比較，差異均無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P＞0.05），具有可比性。COPD急性加重期不同GOLD分級間的FeNO水平存在總體差異（P=0.005），且FeNO在GOLD 1級和2級、1級和3級、1級和4級、2級和4級間比較差異均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.043，0.004，0.001，0.036）。COPD穩(wěn)定期不同GOLD分級間的FeNO水平比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義（P=0.542）。見表3。

表3 COPD不同分期不同GOLD分級間一般臨床資料及FeNO水平的比較（±s）

表3 COPD不同分期不同GOLD分級間一般臨床資料及FeNO水平的比較（±s）

GOLD分級COPD急性加重期COPD穩(wěn)定期男性[n（%）]年齡（歲）BMI（kg/m2）FeNO（ppb）男性[n（%）]年齡（歲）BMI（kg/m2）FeNO（ppb）GOLD 1級 2（40.00）60.20±6.8722.70±3.0239.96±9.87 4（66.67）59.17±12.8423.24±2.2418.03±9.35 GOLD 2級10（62.50）60.68±13.3525.16±4.2030.33±9.30b16（66.67）65.50±12.5925.83±3.2920.08±7.43 GOLD 3級13（72.22）68.28±8.0024.08±2.5425.89±9.87b11（55.00）63.35±10.9425.54±3.4318.40±7.37

續(xù)表3

3 討論

1991年Gustafsson等首次報(bào)道人呼出氣中存在NO，1993年Alving等發(fā)現(xiàn)可通過檢測FeNO水平來評估氣道炎癥程度[5]。2005年美國胸科學(xué)會/歐洲呼吸學(xué)會（American Thoracic Society/European Respiratory Society，ATS/ERS）聯(lián)合制定FeNO的檢測標(biāo)準(zhǔn)[6]，2011年ATS公布FeNO臨床應(yīng)用指南，推薦FeNO作為氣道嗜酸性粒細(xì)胞炎癥的標(biāo)志物[7]。目前FeNO已被應(yīng)用于檢測以嗜酸性粒細(xì)胞浸潤為主的氣道炎癥、輔助診斷慢性氣道炎癥性疾病、預(yù)測急性加重的風(fēng)險(xiǎn)及評估激素治療的反應(yīng)等[4]，但在COPD中的研究不多，與COPD分期及分級的相關(guān)細(xì)化研究更少，故本研究著重探討FeNO檢測在COPD不同分期及嚴(yán)重程度分級中的應(yīng)用，分析其變化情況及與肺功能的相關(guān)性、尋找急性加重的最佳截點(diǎn)。

COPD發(fā)病的核心機(jī)制是慢性氣道炎癥，由多種炎癥細(xì)胞參與（包括中性粒細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、嗜酸性粒細(xì)胞及T淋巴細(xì)胞等），炎癥表型分為中性粒細(xì)胞型、嗜酸性粒細(xì)胞型、混合細(xì)胞型及粒細(xì)胞缺乏型[4]。目前檢測氣道炎癥的金標(biāo)準(zhǔn)是支氣管黏膜活檢和肺泡灌洗，但存在一定創(chuàng)傷性和危險(xiǎn)性，可能加重COPD患者的缺氧狀態(tài)；誘導(dǎo)痰細(xì)胞學(xué)檢查的操作過程簡單，但可誘發(fā)COPD患者氣道平滑肌收縮，導(dǎo)致呼吸困難加重[4，8]。所以FeNO作為一種非侵襲性、患者配合度較高的檢測方法，在COPD的診斷中得到推廣應(yīng)用。FeNO是由一氧化氮合酶（Nitric oxide synthase，NOS）催化底物左旋精氨酸而生成，NOS有3種同工酶，分別為神經(jīng)元型NOS（neuronal NOS，nNOS）、內(nèi)皮型NOS（endothelial NOS，eNOS）和誘導(dǎo)型NOS（inducible NOS，iNOS）。COPD患者FeNO升高的機(jī)制是炎癥介質(zhì)刺激小氣道和肺組織中iNOS表達(dá)上調(diào)，誘導(dǎo)多種炎癥細(xì)胞聚集，同時氧化應(yīng)激反應(yīng)引起周圍肺組織中nNOS表達(dá)增加，兩者共同作用導(dǎo)致NO水平增高[9，10]。

COPD具有明顯的異質(zhì)性，疾病分期的診斷主要依賴于臨床表現(xiàn)，缺乏客觀標(biāo)準(zhǔn)[11]，所以尋找敏感的客觀指標(biāo)尤其是能夠預(yù)測急性加重的生物標(biāo)志物顯得尤為重要。本研究發(fā)現(xiàn)，COPD急性加重期、穩(wěn)定期和對照組間的FeNO水平由高到低依次遞減，提示無論是急性期還是穩(wěn)定期，COPD患者始終存在氣道炎癥，前者炎癥程度顯著高于后者；本研究中急性加重期與穩(wěn)定期患者的FEV1%pred和FEV1/FVC無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，提示與肺功能指標(biāo)相比，F(xiàn)eNO可能更適合作為判斷COPD活動性的監(jiān)測指標(biāo)，及時檢測FeNO水平有助于早期發(fā)現(xiàn)氣道炎癥的發(fā)展與變化，盡早治療以避免疾病進(jìn)一步加重，這與以往研究相符[3，12，13]。本研究進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)eNO診斷COPD急性加重期的最佳截點(diǎn)是25.75ppb，與既往研究結(jié)果相近，Soter等[14]在一項(xiàng)前瞻性研究中發(fā)現(xiàn)FeNO是COPD急性加重期嗜酸性粒細(xì)胞炎癥的良好標(biāo)志物，最佳截點(diǎn)是19ppb，AUC為0.890，敏感度和特異性分別為90%和74%；Bernardino等[15]在一項(xiàng)大樣本隨訪研究中發(fā)現(xiàn)COPD患者FeNO水平持續(xù)升高（≥20ppb）的急性加重的風(fēng)險(xiǎn)顯著增高，提示FeNO可以作為預(yù)測COPD急性加重的生物標(biāo)志物。

COPD的重要特征是持續(xù)存在的氣流受限，肺功能檢查是判斷氣流受限公認(rèn)的客觀標(biāo)準(zhǔn)，臨床上常用的肺功能指標(biāo)是FEV1%pred和FEV1/FVC。但是COPD急性加重期患者的呼吸道癥狀急性惡化，患者可能無法很好地配合肺功能檢查中用力呼氣的動作，導(dǎo)致檢查結(jié)果不夠準(zhǔn)確[11]；而FeNO檢測只需要患者平穩(wěn)、緩慢呼氣，患者更易接受、結(jié)果更加準(zhǔn)確。所以明確FeNO在COPD患者尤其在急性加重期與肺功能之間的關(guān)系、探討FeNO能否替代肺功能檢查很有必要。本研究顯示COPD急性加重期FeNO與FEV1%pred和FEV1/FVC呈明顯正相關(guān)，而在穩(wěn)定期則無相關(guān)性，可能是因?yàn)榧毙约又仄跁r患者出現(xiàn)氣流阻塞、氣道狹窄、氣體陷閉及肺氣腫等改變，導(dǎo)致測定的FeNO水平下降[16]，提示FeNO可能有助于判斷COPD急性加重期的氣流受限程度。但趙洪達(dá)等[12]發(fā)現(xiàn)急性加重期和穩(wěn)定期FeNO與FEV1%和FEV1/FVC呈負(fù)相關(guān)，Corradi等[16]報(bào)道穩(wěn)定期FeNO與FEV1%pred呈明顯正相關(guān)，夏清等[17]發(fā)現(xiàn)COPD急性加重期和穩(wěn)定期FeNO與FEV1和FEV1/FVC無相關(guān)性，考慮可能與樣本量、納入標(biāo)準(zhǔn)、疾病分期、FeNO檢測儀器及技術(shù)等因素有關(guān)。所以目前COPD氣道炎癥與氣流受限之間的相關(guān)性尚無統(tǒng)一結(jié)論，現(xiàn)階段FeNO檢測還不能替代肺功能檢查，今后需要開展更多研究來明確兩者的關(guān)聯(lián)性。

臨床上COPD疾病嚴(yán)重程度分級以GOLD分級表示，GOLD分級反映氣流受限的嚴(yán)重程度分級，以FEV1%pred為分級標(biāo)準(zhǔn)[1]。本研究結(jié)果顯示，COPD急性加重期患者的FeNO水平隨著疾病嚴(yán)重程度的加重呈現(xiàn)遞減趨勢，而穩(wěn)定期不同GOLD分級患者間的FeNO水平比較無統(tǒng)計(jì)學(xué)差異，這與以往研究結(jié)果相似[2，3，18]，提示FeNO降低的幅度與COPD急性加重的嚴(yán)重程度相關(guān)，F(xiàn)eNO可能有助于判斷COPD急性加重期的嚴(yán)重程度分級，但在穩(wěn)定期卻不能發(fā)揮作用。分析其主要原因可能是COPD急性加重時iNOS和nNOS發(fā)生失衡，iNOS在輕、中度（GOLD 1～2級）時表達(dá)增加，在重度、極重度（GOLD 3～4級）時表達(dá)減少[3]，另外嚴(yán)重COPD患者出現(xiàn)氣流受限程度加重、氣道上皮損傷、肺泡結(jié)構(gòu)破壞，所以最終導(dǎo)致NO合成和釋放減少[10]。

本研究考慮到FeNO水平的影響因素較多，故在入組標(biāo)準(zhǔn)、操作流程等方面均進(jìn)行了嚴(yán)格控制，但仍存在一定不足，如采取的是回顧性研究、樣本量較少、FeNO與肺功能的相關(guān)性尚存爭議等，后續(xù)需要設(shè)計(jì)多中心、大樣本、前瞻性研究作進(jìn)一步分析論證。

綜上所述，F(xiàn)eNO檢測能有效評估COPD氣道炎癥水平及變化，有助于判斷COPD的分期和評估急性加重期的嚴(yán)重程度分級，以25.75ppb為FeNO最佳截點(diǎn)可以作為預(yù)測COPD急性加重風(fēng)險(xiǎn)的指標(biāo)，值得臨床推廣應(yīng)用。