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研究背景与目的 哮喘是一种慢性气道炎症性疾病。近年的研究证实哮喘具有明显的异质性,根据其发病年龄、发病诱因、呼吸道炎症、临床症状、治疗反应等方面可以分为不同的表型[1-3]。过去对TH2细胞活化后分泌的细胞因子(IL-4、IL-5、IL-13)驱动的“嗜酸粒细胞性”炎症已经有了很好的认识。但近年的研究发现在哮喘诱导痰、肺泡灌洗液和支气管粘膜活检中均发现中性粒细胞浸润,有的哮喘患者气道内甚至缺少典型炎症细胞(如嗜酸性粒细胞、淋巴细胞和中性粒细胞等)[4-8]。根据其气道内嗜酸性粒细胞和中性粒细胞比例的不同可以分为嗜酸性粒细胞性哮喘(Eosinophilic asthma,EA,仅有嗜酸性粒细胞增多)、中性粒细胞性哮喘(Neutrophilic asthma,NA,仅有中性粒细胞增多)、寡细胞性哮喘(Pauci-granulocytic asthma,PA,两者都在正常范围内)和混合细胞性哮喘(mixedgranulocytic asthma,MA,两者同时增多)四种表型[1,2,9]。各种炎症表型的发病机制具有明显的异质性,目前对EA的机制及临床意义研究的比较清楚,但其他三种炎症表型哮喘的机制及临床意义尚不完全清楚。 目前,全球哮喘创议(Global Initiative for Asthma, GINA)(2011)提出哮喘的治疗目标是达到并维持哮喘控制。而哮喘控制水平的评估不仅要包括患者临床症状(日间、夜间症状,活动受限、急救药物的使用)和肺功能(FEV1%pred或PEF)的评估,还应包括未来急性加重风险的评估。研究认为患者哮喘症状的改善往往会高估真实的哮喘控制水平[10]。而监测哮喘气道炎症水平调整哮喘的治疗方案能显著提高哮喘的控制水平[11,12,18]。 诱导痰嗜酸性粒细胞作为哮喘气道炎性标志之一。经激素治疗后,大多数患者气道内的嗜酸性粒细胞可以降至正常水平。与基于症状、肺功能等指标调整哮喘的治疗方案相比,基于诱导痰嗜酸性粒细胞调整哮喘治疗策略能显著减少哮喘的急性发作[11,12]。而气道内如果有持续的嗜酸性浸润往往提示哮喘激素用量不足或激素抵抗。ten Brinke等[13]发现尽管使用大剂量吸入激素治疗,部分重症哮喘患者气道内仍有嗜酸性粒细胞浸润,但给予大剂量全身激素治疗2周后,82%哮喘患者的诱导痰嗜酸性粒细胞消失,同时患者的临床症状、肺功能也得到了显著的改善。说明监测诱导痰嗜酸性粒细胞对指导哮喘的临床用药有重要的意义。 诱导痰中性粒细胞是哮喘气道的另一个重要的炎症指标。Shaw等[14]报道诱导痰中性粒细胞数量与FEV1%pred显著负相关,提示气道的中性粒细胞增多与哮喘气流受限密切相关。而气道内中性粒细胞增多往往提示对激素的治疗反应不佳。Green等[15]报道与非中性粒细胞性哮喘相比,非急性加重期中性粒细胞性哮喘患者对激素治疗反应差。也有学者报道,非嗜酸性粒细胞性哮喘(包括NA和PA)对激素的治疗反应也较嗜酸性粒细胞性哮喘(包括EA和MA)差[16,17]。但目前监测气道内中性粒细胞的临床意义仍不清楚。 因此,我们通过回顾性分析和前瞻性观察研究的方法研究了哮喘患者气道炎症表型及临床意义,为哮喘的的临床防治提供指导。 研究对象和方法 第一部分:采用回顾性分析的方法,收集在2011.1-2012.3期间在我科门诊就诊的哮喘患者的临床资料(人口学资料、诱导痰细胞学、肺功能检查等),并根据哮喘诱导痰嗜酸性粒细胞百分比1%和中性粒细胞百分比65%为正常上限,将哮喘分为EA、NA、PA和MA四种炎症表型,并分析其临床特征。 第二部分:采用回顾性分析方法,收集2009.1-2011.10期间在我科住院治疗的急性哮喘患者的临床资料(人口学资料、诱导痰细胞学、治疗信息、住院时间等),将急性哮喘分为EA、NA、PA和MA(分组标准同第一部分),并分析不同炎症表型对激素的治疗反应。 第三部分:采用前瞻性观察研究的方法,将符合纳入、排除标准的哮喘患者按诱导痰细胞学检查结果(标准同第一部分)分为EA、NA和MA三组。所有患者使用沙美特罗/替卡松治疗两月。分别采集患者初次就诊及治疗终点的临床资料(ACT评分、肺功能、诱导痰细胞学检查等)。ELISA法检测诱导痰上清细胞因子(IL-1β、IL-4、IL-5、IL-6、IL-8、IL-17A、IL-23和TNF-α)水平。比较三种炎症表型对沙美特罗/替卡松的治疗反应,并观察哮喘患者症状、FEV%pred改善与气道炎症改善是否一致。 研究结果 第一部分:不同炎症表型哮喘患者的临床特征 1.共收集到287例哮喘患者,不同炎症表型哮喘患者的性别、发病年龄、特应性、吸烟、FEV%pred等无显著学差异(所有p>0.05)。 2.存在气流受限的中性粒细胞增多性哮喘患者诱导痰中性粒细胞数量与FEV1%pred呈显著的负相关(r=-0.3866,p=0.032)。 第二部分:不同炎症表型急性哮喘对激素治疗反应性的分析 1.PA和MA患者使用全身激素的量和使用时间均显著多于EA(所有p<0.05),而NA使用全身激素的量有多于EA的趋势(p=0.080)。 2.MA使用吸入激素量和平均使用时间显著多于EA(p<0.05)。 3.MA的住院天数显著多于EA(p<0.05)。 第三部分:沙美特罗/替卡松对不同炎症表型哮喘的治疗作用 1.从诱导痰细胞学来看,治疗前,EA和MA诱导痰嗜酸性粒细胞均显著增多,而NA和MA气道内中性粒细胞显著高于正常参考值(65%)。经沙美特罗/替卡松治疗2月后,EA和MA嗜酸性粒细胞数量显著下降(所有p<0.01)。MA诱导痰中性粒细胞数量也显著下降(p<0.05)。NA中性粒细胞比例也显著下降(p<0.05),但中性粒细胞数量并没有改变(p>0.05)。 2.从诱导痰上清炎症因子水平来看,治疗前,EA和MA的TH2细胞因子(IL-4,IL-5)水平显著高于NA(所有p<0.01)。而NA和MA的IL-8和TNF-α水平显著高于EA(p<0.01)。治疗后三组患者气道的炎症因子(IL-4、IL-5、IL-8、TNF-α)水平显著下降(所有p<0.05),但治疗后NA和MA的IL-8和TNF-α水平仍显著高于EA(p<0.05)。 3.三组治疗前后FEV%pred和ACT评分无显著统计学差异(p>0.05)。与治疗前相比,治疗后三组FEV%pred和ACT评分都得到了显著改善(p<0.01)。但NA和MA患者的FEV%pred的改善程度较EA差(p<0.05)。 结论 1.哮喘患者确实存在不同的气道炎症表型,但文本所观察的临床特征在这些患者中无明显不同,可能与每组的样本量偏少有关。但我们发现气道内的中性粒细胞可能在哮喘气道阻塞中起重要作用。 2.治疗前,EA呈典型“TH2-high”细胞因子表型,而NA则呈典型的“TH2-low”细胞因子表型,MA患者气道内TH2细胞因子及IL-8和TNF-α显著升高,提示不同炎症表型的炎症机制存在显著差异。 3.哮喘患者气道炎症表型对激素的治疗反应可能存在差异,中性粒细胞增多性哮喘对激素的治疗反应可能较EA差。首先,在哮喘急性加重期,与EA相比,PA、NA和MA都需要更高剂量全身激素才能获得急性哮喘的缓解;其次,在哮喘稳定期,气道内中性粒细胞增多(NA和MA)哮喘患者的FEV1%pred改善程度较EA差。 4.稳定期,哮喘患者诱导痰嗜酸性粒细胞性气道炎症的改善与患者症状、FEV%pred的改善是基本一致的。但哮喘患者中性粒细胞性气道炎症的改善是否与患者症状、FEV%pred的改善是否一致还有待进一步的研究。 临床意义 监测诱导痰嗜酸性粒细胞和中性粒细胞数量,将哮喘分为不同炎症表型,可能对探讨哮喘个体化治疗策略,预测和评估哮喘对激素治疗反应有一定指导意义。