聯(lián)合檢測呼出氣一氧化氮與呼出氣一氧化碳在老年COPD中的臨床價(jià)值

呂劍 吳艷 卞濤 范曉東

無錫市人民醫(yī)院呼吸與危重癥科214000

COPD 屬于呼吸系統(tǒng)最為常見的慢性疾病,患者出現(xiàn)氣流不完全可逆,近年來COPD 的發(fā)病率呈現(xiàn)升高趨勢,已位居全球疾病死亡原因第4位,在國內(nèi)農(nóng)村地區(qū)疾病死亡原因首位,嚴(yán)重的影響了患者生命安全和生活質(zhì)量,目前臨床對(duì)于COPD發(fā)生的具體原因尚不明確,多數(shù)認(rèn)為肺部和香煙、煙霧等有毒有害氣體引發(fā)的炎癥反應(yīng)有關(guān)[1]。近年來研究報(bào)道吸煙是COPD 發(fā)生的重要原因,對(duì)患者呼吸道上皮細(xì)胞纖毛運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生影響,氣道凈化能力降低,黏液集聚增多,研究顯示一氧化氮屬于分布在人體組織中重要的信號(hào)傳導(dǎo)與效應(yīng)分子,參與了體內(nèi)多種生理病理反應(yīng)過程,呼出氣一氧化氮(fractional exhaled nitric oxide,FeNO)是臨床氣道炎癥反應(yīng)較為常用的標(biāo)記物,反映出氣道炎癥控制水平并可以指導(dǎo)臨床用藥[2]。本研究觀察了老年COPD 患者FeNO、呼出氣一氧化碳(fractional exhaled carbon monoixde,FeCO)水平及意義,以期為臨床提供指導(dǎo)和依據(jù),現(xiàn)報(bào)道如下。

1 對(duì)象與方法

1.1 研究對(duì)象 選取2016年1月至2017年12月在無錫市人民醫(yī)院呼吸與危重癥科門診治療的老年COPD 患者40 例為COPD 組,其中吸煙患者20例,不吸煙患者20 例；男36 例,女4 例；年齡(70.64±7.72)歲,年齡范圍為60～82歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：(1)年齡≥60歲；(2)診斷符合2013年中華醫(yī)學(xué)會(huì)呼吸病學(xué)分會(huì)制訂的COPD 診斷標(biāo)準(zhǔn)；(3)患者及家屬知情同意。排除標(biāo)準(zhǔn)：(1)合并有感染、惡性腫瘤、肝腎功能障礙、免疫系統(tǒng)疾病等；(2)近期服用過免疫抑制劑者。同時(shí)選取健康志愿者40例作為對(duì)照組,其中吸煙者20例,不吸煙者20 例；男30 例,女10 例；年齡(67.58±7.73)歲,年齡范圍為58～80歲。COPD 組和對(duì)照組受試者年齡、性別比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(χ2=3.117,t=1.771,P值均＞0.05)。本研究獲得醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn),審批文號(hào)KS000024。

1.2 檢測方法 Fe NO 采用無錫市尚沃醫(yī)療公司提供的檢測系統(tǒng),患者大口呼氣,患者嘴含住過濾器,深吸氣后平穩(wěn)呼氣,10 s后記錄結(jié)果,在檢測2 d內(nèi)禁止使用茶堿類藥物、糖皮質(zhì)激素等藥物。采用英國邁科公司便攜式一氧化碳監(jiān)測儀對(duì)患者開展檢測,深吸氣至極限后屏氣20 s,倒計(jì)時(shí)變?yōu)?口含器含入患者口中緩慢呼氣至極限,讀取FeCO數(shù)值。肺功能檢測使用德國JAEGER 公司生產(chǎn)的肺功能檢測儀進(jìn)行測定。

1.3 統(tǒng)計(jì)學(xué)分析 統(tǒng)計(jì)分析采用SPSS 19.0軟件,計(jì)量資料采用表示,組間比較使用t檢驗(yàn),計(jì)數(shù)資料比較使用χ2檢驗(yàn),相關(guān)性采用Pearson相關(guān)分析。P＜0.05為差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。

2 結(jié)果

2.1 COPD 組和對(duì)照組 FeNO、FeCO 等比較 COPD組FeNO和FeCO明顯高于對(duì)照組(t=7.354、5.960,P值均＜0.05),而第1 秒用力呼氣容積占預(yù)計(jì)值百分比(forced expiratory volume in one second as a percentage of expected value,FEV1%pred)和FEV1/FVC明顯低于對(duì)照組(t=38.020、20.409,P值均＜0.05)。見表1。

2.2 COPD 組和對(duì)照組吸煙與不吸煙者FeNO、FeCO 比較 COPD 組吸煙者FeNO 明顯低于COPD 組未吸煙者(t=-7.832,P＜0.05),但明顯高于對(duì)照組吸煙和未吸煙者(t=4.822、6.012,P值均＜0.05)；COPD 組吸煙者 FeCO 明顯高于COPD 組未吸煙者、對(duì)照組吸煙和未吸煙者(t=8.418、9.281、10.033,P值均＜0.05)；見表2。

表1 COPD 組和對(duì)照組Fe NO、FeCO 等比較()

表1 COPD 組和對(duì)照組Fe NO、FeCO 等比較()

注：FeNO 為呼出氣一氧化氮；FeCO 為呼出氣一氧化碳；FEV1%pred為第1秒用力呼氣容積占預(yù)計(jì)值百分比；FEV1/FVC：第1秒用力呼氣容積與用力肺活量比值

組別 例數(shù) FeNO(ppb) FeCO(ppb) FEV 1%pred(%) FEV 1/FVC(%)COPD組 40 20.44±8.34 8.43±2.01 42.28±6.82 53.39±9.22對(duì)照組 40 10.02±3.28 6.10±1.44 94.50±5.38 87.39±5.10 t值 7.354 5.960 38.020 20.409 P 值 0.000 0.000 0.000 0.000

表2 COPD 組和對(duì)照組吸煙與不吸煙者FeNO、FeCO比較()

表2 COPD 組和對(duì)照組吸煙與不吸煙者FeNO、FeCO比較()

注：FeNO 為呼出氣一氧化氮；FeCO 為呼出氣一氧化碳；FEV1%pred為第1秒用力呼氣容積占預(yù)計(jì)值百分比；FEV1/FVC：第1秒用力呼氣容積與用力肺活量比值

組別 例數(shù) FeNO(ppb)吸煙 未吸煙FeCO(ppb)吸煙 未吸煙FEV1%pred(%)吸煙 未吸煙FEV1/FVC(%)吸煙 未吸煙COPD 組 40 17.66±4.22 33.92±8.27 9.44±1.62 5.02±1.70 40.82±8.19 44.03±9.40 49.27±11.32 56.20±12.20對(duì)照組 40 7.65±1.23 13.72±3.05 7.02±1.34 3.11±1.55 91.26±10.82 97.10±12.32 84.40±10.03 89.10±12.10 t 值 10.184 10.249 5.148 3.713 -16.623 -15.315 -10.388 -8.563 P 值 0.000 0.000 0.000 0.001 0.000 0.000 0.000 0.000

2.3 相關(guān)性分析 將COPD 組、對(duì)照組FeNO、FeCO 與 FEV1%pred、FEV1/FVC 進(jìn)行相關(guān)分析,結(jié) 果 顯 示：COPD 組 FeNO、FeCO 與FEV1%pred、FEV1/FVC 無相關(guān)性(r=0.132、0.122、0.118、0.105,P值均＞0.05)；對(duì)照組FeNO 與FEV1%pred呈正相關(guān)(r=0.433,P＜0.05)。

3 討論

COPD 是呼吸系統(tǒng)常見的慢性疾病,患者出現(xiàn)持續(xù)的氣流受限,氣道和肺會(huì)對(duì)有毒有害氣體接觸呈現(xiàn)慢性炎癥反應(yīng)增強(qiáng),嚴(yán)重的影響了患者的生活質(zhì)量和身心健康,研究指出超過40歲以上人群在世界范圍內(nèi)COPD 患病率在9%～10%,是引發(fā)人類死亡的第四大病因,對(duì)患者及家庭和社會(huì)帶來沉重的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)[3]。COPD 患者支氣管炎癥細(xì)胞浸潤后氣道的黏膜形成損傷,在支氣管基底部形成肉芽組織增生,管腔發(fā)生狹窄,氣管的結(jié)構(gòu)重塑,最終導(dǎo)致瘢痕形成造成氣流受限制[4]。在COPD 患者中由于慢性缺氧等體征會(huì)造成肺血管內(nèi)膜增厚和內(nèi)皮細(xì)胞功能失衡,人體免疫機(jī)能受限制,因此最終出現(xiàn)氣道、肺實(shí)質(zhì)以及肺血管的炎癥反應(yīng)加重,隨著病情不斷進(jìn)展最終形成呼吸衰竭,危及患者生命安全[5]。近年來臨床采取多種方法對(duì)氣道炎癥反應(yīng)情況進(jìn)行評(píng)估,傳統(tǒng)的方法是采用支氣管黏膜活檢或者肺泡灌洗等方式作為衡量的金標(biāo)準(zhǔn),但是具有創(chuàng)傷性,患者不容易接受,氣道反應(yīng)性檢測、呼出氣冷凝液檢測等方法也在臨床開始應(yīng)用,但是檢測的敏感性以及特異性較低,而且操作相對(duì)復(fù)雜,在臨床難以廣泛推廣使用[6]。

近年來隨著醫(yī)療檢測技術(shù)的飛速發(fā)展,Fe NO作為簡單、無創(chuàng)的監(jiān)測氣道炎癥方法在臨床開始應(yīng)用,FeNO 形成的場所為炎癥細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞以及平滑肌細(xì)胞,主要是L-精氨酸在人體一氧化氮合酶等作用下被氧化形成[7]。人體肺臟組織中發(fā)揮作用的主要是內(nèi)皮型一氧化氮合酶與誘導(dǎo)型一氧化氮合酶,前者存在氣道上皮細(xì)胞與肺血管的內(nèi)皮細(xì)胞,在激動(dòng)器作用下會(huì)釋放少量一氧化氮存在肺泡的巨噬細(xì)胞,當(dāng)人體受到細(xì)胞因子內(nèi)毒素等誘導(dǎo)時(shí)會(huì)高度表達(dá),繼而形成大量的一氧化氮[8]。研究發(fā)現(xiàn)少量的內(nèi)源性一氧化氮會(huì)導(dǎo)致血管舒張,對(duì)于改善微循環(huán)具有積極作用,同時(shí)一氧化氮屬于致炎因子,一旦過度表達(dá)會(huì)促進(jìn)巨噬細(xì)胞分泌炎癥介質(zhì),形成氧自由基,對(duì)細(xì)胞生物膜產(chǎn)生破壞,造成炎癥反應(yīng)形成與組織損傷[9]。COPD 患者組織破壞出現(xiàn)反復(fù)感染,長期肺通氣比例失衡,機(jī)體形成嚴(yán)重缺氧狀態(tài),肺血管的阻力升高,肺臟結(jié)構(gòu)被破壞,血管內(nèi)皮細(xì)胞損傷導(dǎo)致一氧化氮合成細(xì)胞內(nèi)的一氧化氮合酶活性降低,內(nèi)源性一氧化氮合成不足[10]。

一氧化碳則是經(jīng)過呼吸道進(jìn)入人體后通過肺泡進(jìn)入血液循環(huán),4/5的一氧化碳可以同血紅蛋白結(jié)合形成碳氧血紅蛋白,其可以干擾血液攜帶氧氣的功能,人體中的碳氧血紅蛋白濃度保持平衡取決于空氣中一氧化碳濃度,其濃度越高,則血液中碳氧血紅蛋白濃度越高,達(dá)到飽和的時(shí)間就會(huì)越短[11]。人體清除一氧化碳依靠呼吸清除,因此通過測定FeCO 濃度可以間接反應(yīng)出人體碳氧血紅蛋白濃度,臨床使用便攜式以期測定FeCO 可以避免操作中出現(xiàn)的誤差因素,準(zhǔn)確反映人體接觸一氧化碳的污染水平[12]。近年來研究報(bào)道吸煙是造成COPD發(fā)病率升高的重要原因,煙霧含有的有害成分會(huì)損傷患者呼吸道上皮細(xì)胞,減輕纖毛的蠕動(dòng)作用,氣道凈化功能下降,導(dǎo)致人體杯狀細(xì)胞和黏液腺增生,形成黏液過程,最終導(dǎo)致氣道的阻塞,誘發(fā)氣道重塑過程[13]。此外煙霧中的的毒性氧自由基可以導(dǎo)致肺臟彈性纖維破壞,加速了疾病的進(jìn)展,因此吸煙一直是COPD 防治的重要關(guān)鍵環(huán)節(jié)。研究發(fā)現(xiàn)吸煙會(huì)對(duì)人體Fe NO 形成產(chǎn)生影響,吸煙會(huì)導(dǎo)致一氧化氮合酶受到抑制,體內(nèi)內(nèi)源性NO 形成減少,同時(shí)造成氣道中的中性粒細(xì)胞數(shù)量增多,誘發(fā)炎癥反應(yīng)形成,此外還可以通過一氧化氮合酶解耦聯(lián)方法減少一氧化氮形成。因此在開展Fe NO檢測過程中吸煙人群對(duì)其檢測的準(zhǔn)確性可能產(chǎn)生一定的影響[14]。而吸煙還是人體接受一氧化碳的重要污染途徑,研究發(fā)現(xiàn)COPD 患者FeCO 水平過高主要和內(nèi)源性一氧化碳形成過多有關(guān),通過血紅素降解和有機(jī)分子氧化等呼吸系統(tǒng)均有內(nèi)源性CO生成,在體內(nèi)發(fā)揮生理及病理作用,最終由肺排出體外[15]。

本研究顯示,COPD 組 FeNO 和 FeCO 明顯高于對(duì)照組,而FEV1%pred和FEV1/FVC 明顯低于對(duì)照組說明在COPD 患者中體內(nèi)Fe NO 和FeCO明顯升高,肺臟功能下降。在COPD 患者中,吸煙者FeNO 明顯低于COPD 組未吸煙者,COPD組吸煙者FeCO 明顯高于COPD 組未吸煙者、對(duì)照組吸煙和未吸煙者,說明在COPD 患者中吸煙人群會(huì)造成FeNO 值下降,可能對(duì)臨床檢測產(chǎn)生干擾。通過相關(guān)性分析發(fā)現(xiàn),COPD 組Fe NO、FeCO 與FEV1%pred、FEV1/FVC 無相關(guān)性；對(duì)照組Fe NO 與FEV1%pred呈正相關(guān),說明肺臟通氣功能指標(biāo)FEV1%pred是臨床檢測COPD 患者重要的指標(biāo),而且患者氣道阻塞程度和炎癥反應(yīng)程度無明顯相關(guān)性,通過對(duì)患者FeNO 和FeCO 以及肺臟功能進(jìn)行檢測可以作為COPD 患者診斷的輔助依據(jù)。本研究優(yōu)勢在于分析了FeNO 和FeCO 在不同人群中的表達(dá)情況,為COPD 患者抗炎治療指導(dǎo)以及預(yù)后評(píng)估分析上提供了一定的依據(jù),為臨床尋找更為便捷、患者易于接受的檢測方法奠定了理論基礎(chǔ)。本研究中納入患者數(shù)量有限,隨訪時(shí)間較短,而且檢測受到患者主觀因素影響可能對(duì)試驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生一定的偏倚,因此還需要開展多中心、大樣本量、隨機(jī)性試驗(yàn)進(jìn)行深入分析。此外,本研究未能排除對(duì)已戒煙患者或者不吸煙患者在生活中被動(dòng)吸煙的影響,可能導(dǎo)致FeCO 濃度受到影響。

綜上所述,老年COPD 患者FeNO 和FeCO明顯升高,而吸煙可導(dǎo)致Fe NO 降低,而Fe NO、FeCO 與COPD 患者肺功能無明顯關(guān)系。

利益沖突所有作者均聲明不存在利益沖突