陶然 趙敏 劉翱

慢性阻塞性肺疾病（COPD）是一種可以預防和治療的常見疾病，其特征是持續(xù)存在的氣流受限。氣流受限呈進行性發(fā)展，伴有有害顆?；驓怏w所致的氣道和肺慢性炎癥反應的增加。急性加重和合并癥影響患者整體疾病的嚴重程度[1]。COPD在全世界范圍內(nèi)是一種發(fā)病率和死亡率較高的重要疾病，其造成的經(jīng)濟和社會負擔不斷增加[2]。我國2007年流行病學調(diào)查結果顯示：中國40歲以上人群的COPD發(fā)病率為8.2%，其中男性12.4%，高于女性的5.1%，農(nóng)村為8.8%，高于城市的7.8%[3]。

COPD是累及氣道、肺實質(zhì)以及肺血管的慢性炎癥。活化的炎癥細胞釋放各種炎性介質(zhì)，以及其他可以引起肺組織損傷的炎癥因子，不論急性發(fā)作期還是緩解期都有氣道炎癥的存在，但程度隨疾病嚴重級別而異[4]。

COPD又是具有肺和多種肺外效應的多系統(tǒng)疾病，因此，患者在臨床表現(xiàn)、生理學、影像學、對治療的反應、肺功能下降速度和死亡等方面存在明顯的異質(zhì)性。對COPD的診斷、評估和治療面臨著困境，解決這個問題的有效方法是對COPD綜合征的重要組成部分進行識別和分組，形成亞組（既表型，phenotype），這種亞組能反映疾病的預后，并指導患者的治療[5-6]。

本研究結合肺功能，通過對穩(wěn)定期COPD對支氣管舒張試驗的不同反應將COPD分成舒張試驗陽性組和陰性組，檢測呼出氣冷凝液（EBC）中有代表性的氧化應激標記物8-異前列腺素，以哮喘組和健康者作為對照組，來評價這兩組患者在氣道炎癥中的的差異，討論這兩個生物標志物對COPD表型判定的價值和意義。

1 資料與方法

1.1 一般資料 COPD組：選取2011年10-12月就診于成都軍區(qū)昆明總醫(yī)院呼吸科門診非急性發(fā)作的COPD患者，年齡44～75歲，平均（62.52±9.88）歲，F(xiàn)EV1占預計值的百分比為（62.85±14.17）%，診斷標準參照中華醫(yī)學會呼吸學分會慢性阻塞性肺病診治指南（2007年修訂版）[2]。支氣管舒張試驗陽性11例，陰性9例。哮喘組：選取2011年10-12月就診于成都軍區(qū)昆明總醫(yī)院呼吸科門診非急性發(fā)作患者10例，年齡30～74歲，平均（50.60±15.53）歲，F(xiàn)EV1占預計值的百分比為（76.31±20.32）%，診斷標準參照2010年GINA哮喘防治指南推薦標準[6]。健康對照組：健康對照組15例，來自成都軍區(qū)昆明總醫(yī)院健康體檢者，性別和年齡，吸煙史與COPD組匹配，平均年齡（61.38±18.02）歲，入選標準為FEV1占預計值的80%～120%，無器質(zhì)性疾病，無過敏史及過敏性疾病，無風濕免疫系統(tǒng)疾病。

1.2 方法

1.2.1 觀察指標 EBC中8-異前列腺素濃度；肺功能指標：FEV1%、 FVC%、FEV1/FVC；支氣管舒張試驗。

1.2.2 呼出氣冷凝液的收集方法 平靜呼吸，將氣體呼入低溫環(huán)境中凝結即形成EBC。此次應用的是專業(yè)的EBC收集設備，JAEGER公司生產(chǎn)的Ecoscreen。

1.2.3 肺功能及支氣管舒張試驗的測定 利用肺功能計量器（Ms-PFT； Jaeger； Analyzer， Unit），由經(jīng)過訓練的專業(yè)技術人員測定COPD患者、哮喘患者、對照組的肺通氣功能，COPD患者同時進行支氣管舒張試驗，具體方法如下：采用德國耶格公司的肺功能儀測定肺功能的有關參數(shù)，用沙丁胺醇氣霧劑（葛蘭素史克公司制造）為支氣管舒張藥物，APS氣霧給藥方式。當FEV1增加率≥15%并且FEV1絕對值增加≥200 ml時，被認為是支氣管舒張試驗陽性。

1.3 統(tǒng)計學處理 采用SPSS 17.0軟件對所得數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計分析，計量資料經(jīng)正態(tài)性檢驗符合正態(tài)分布，以（±s）表示，兩兩比較用t檢驗；多組間比較先進行方差齊性檢驗后用方差分析，進一步兩組間比較用q檢驗。P<0.05為差異有統(tǒng)計學意義。

2 結果

2.1 EBC中人8-異前列腺素 8-異前列腺素在所有受試者的EBC中均可檢測到。哮喘組、COPD組、健康對照組的8-異前列腺素分別為（32.101±5.386）pg/ml、（32.133±4.743）pg/ml、（23.992±5.163）pg/ml，哮喘組和COPD組的8-異前列腺素均較健康對照組高，差異有統(tǒng)計學意義（P<0.001），COPD組與哮喘組比較差異無統(tǒng)計學意義（P>0.05）。COPD組支氣管舒張試驗陽性組、陰性組的8-異前列腺素分別為（36.761±4.223）pg/ml、（28.606±2.939）pg/ml，陽性組較陰性組高，兩組比較差異有統(tǒng)計學意義（P<0.001）。COPD支氣管舒張試驗陽性組的8-異前列腺素與哮喘組比較差異無統(tǒng)計意義（P>0.05）；陰性組與哮喘組比較差異有統(tǒng)計意義（P<0.05）。

2.2 相關性分析 采用多重回歸逐步法對EBC中8-異前列腺素影響較大的因素進行分析，加入標準為P<0.05，排除標準為P>0.1，以8-異前列腺素為自變量，以FEV1%、FVC、FEV1/FVC等因素為因變量，其中計量資料為原始值，得出結果：EBC中對8-異前列腺素影響較大的因素是FEV1%（r=-0.53，P<0.001）。

3 討論

3.1 COPD與氣道炎癥和氧化應激的關系 氧化應激（oxidative stress）是指機體活性氧（reactive oxygen species，ROS）的產(chǎn)生過多或/和機體抗氧化能力下降，ROS清除不足，導致ROS在體內(nèi)增多并引起細胞氧化損傷的病理過程。氧化應激和氣道炎癥共同形成了一個惡性循環(huán)，這個惡性循環(huán)對COPD的病理進程起了重要作用。氧化應激的損傷作用逐年累積，導致了氣道高反應和炎癥及氣道上皮細胞的損傷，蛋白酶抑制劑和活性物質(zhì)被破壞。ROS導致上皮細胞膜的脂質(zhì)過氧化作用，損害了細胞膜的功能，提高了細胞通透性，導致了組織損傷。由脂質(zhì)過氧化物作用形成活性的醛類如丙烯醛和4-羥基-2-丙烯醛，導致了上皮細胞的損傷。

異前列腺素是前列腺素樣復合物，在體內(nèi)由環(huán)加氧酶（COX）單獨合成，主要由花生四烯酸自由基團誘導過氧化作用生成。由于8-異前列腺素的化學結構穩(wěn)定，是脂質(zhì)過氧化作用的特殊產(chǎn)物，這類化合物被認為是氧化應激的最好的標記物，它在體內(nèi)合成，存在于所有的正常組織和體液中，并且含量可以被檢測到，因此正常值確定，在氧化損傷的動物模型中水平大量升高。8-異前列腺素有較強的極性，可導致細胞的結構、功能受損，甚至導致細胞死亡。此外，8-異前列腺素在呼吸系統(tǒng)產(chǎn)生重要的生物活性，例如能收縮氣道，引起氣道阻塞、加強氣道非特異性高反應性等。8-異前列腺素由花生四烯酸的自由基過氧化作用生成，是肺部氧化應激水平的一個一般認定的標記物。

筆者報道了支氣管舒張試驗陽性COPD患者的8-異前列腺素水平高于支氣管舒張試驗陰性的COPD患者和對照組，這個差異可能主要因為氣道阻塞可逆性的表現(xiàn)，支氣管舒張試驗陰性COPD患者的8-異前列腺素低于哮喘患者，筆者認為COPD患者可能和哮喘患者在氧化應激方面有一些共同的機制。

3.2 氧化應激和肺通氣功能 肺功能檢查是COPD和哮喘診斷治療的必要的檢查手段。氣流受限時，F(xiàn)EV1%和FEV1/FVC均降低，F(xiàn)EV1/FVE是COPD的一項敏感指標，可檢出輕度氣流受限，F(xiàn)EV1占預計值的百分比是中重度氣流受限的良好指標。檢查結果顯示EBC中對8-異前列腺素影響較大的兩個因素是舒張試驗結果及FEV1%，F(xiàn)EV1為小氣道功能性指標，提示氧化應激加重時，加重小氣道阻塞。由ROS導致的羧化作用和硝化作用和FEV1的下降有關。ROS通過激活中性粒細胞間接地增加了支氣管分泌物量，并參與了慢性支氣管炎的病理過程。肺表面活性物質(zhì)的減少也被認為是ROS暴露的結果。這些共同的作用，促進了氣道阻塞，導致了組織缺氧，這可能刺激了有TNF-a向上調(diào)節(jié)和由巨噬細胞產(chǎn)生了促炎細胞因子的炎癥反應[8]。

本文的研究提示8-異前列腺素與FEV1%有密切關系，從而也應證了氧化應激促進了氣道阻塞。有文獻報道COPD氣道高反應性僅為13.15%，而支氣管哮喘合并COPD時具有支氣管哮喘的特點，氣道反應性全部增高，陽性率100%。肺功能檢測是對COPD患者及哮喘患者的診斷、鑒別診斷評價病情嚴重程度、指導臨床用藥均具有極大幫助的一項重要檢查方法。有研究提示8-異前列腺素水平和HRCT中的肺氣腫評分有關，和醫(yī)學研究協(xié)會的呼吸困難量表分數(shù)有關，這與筆者的研究結果一致。

因為8-異前列腺素水平直接反映氣道炎癥及氧化應激狀態(tài)，且與FEV1/FVC和FEV1%負相關，因此EBC中8-異前列腺素檢測可能對將來COPD的診斷及鑒別作出補充，并對疾病表型作出判定，指導治療。

3.3 氣道反應可逆性和COPD表型的初步探討 支氣管舒張試驗體現(xiàn)了慢性氣道阻塞性疾病使用支氣管擴張劑后氣道阻塞的可復性。有高達30%的COPD穩(wěn)定期患者表現(xiàn)出吸入β2受體激動劑或ICS后氣道阻塞可復性[9]。Yoshiaki等[10]通過HRCT根據(jù)特定的肺結構和功能異常（肺氣腫，支氣管壁增厚，肺泡塌陷）將COPD患者分為3個表型，提示了COPD形態(tài)學的表型表現(xiàn)出若干個臨床特點，不同表型對支氣管擴張劑和皮質(zhì)激素治療的反應不同。并且吸入支氣管舒張劑氣流受限可逆性和ICS治療效果有顯著相關性。吸入ICS氣道阻塞的可復性也和痰液中的嗜酸細胞顯著相關。

在一項逐步線性回歸分析也提示：支氣管舒張試驗陽性和更低的肺氣腫評分，痰液嗜酸粒細胞增多密切相關；而支氣管壁變厚的表現(xiàn)和吸入ICS后氣道阻塞可復密切相關，和痰嗜酸細胞增多有關聯(lián)，表現(xiàn)了吸入β2受體激動劑或吸入ICS后氣道阻塞可復性。因此，支氣管壁增厚或/和痰液嗜酸細胞增多可能是對吸入激素治療反應好的一個指標。雖然小氣道支氣管壁增加，主要導致COPD氣流受限[11]，但也證實過大氣道和中級氣道壁也增厚[12]。小氣道炎癥可能提示了對支氣管擴張及和ICS有可復性。支氣管舒張試驗陰性的患者，小氣道氣管壁增厚可能輕微，氣流受限被認為主要是彈性回縮降低。因此，在吸入支氣管擴張劑或ICS后幾乎不表現(xiàn)支氣管舒張試驗陽性。吸入支氣管擴張劑或ICS表現(xiàn)出氣道阻塞可復性和痰液嗜酸細胞增多癥是哮喘的典型特點，并且觀察到在長期哮喘患者中氣道增厚通常都發(fā)展成為氣道重塑[13]。在支氣管舒張試驗陽性組的COPD患者通常有如下特征：大多數(shù)患者都不吸煙，體重指數(shù)（body mass index，BMI）指數(shù)高，一氧化碳彌散量（Carbon Monoxide Diffusing Capacity，DLco）高，輕度肺氣腫，對支氣管舒張劑及ICS吸入治療反應好。筆者的實驗結果中是8-異前列腺素檢測水平較高的一組。

結合本文的研究結果，支氣管舒張試驗陽性的COPD患者EBC中的8-異前列腺素較支氣管舒張試驗陰性的COPD患者高。COPD患者EBC中的8-異前列腺素的檢測可以為COPD表型的分類及指導治療和預后具有一定的價值。

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