10.间接性激发试验进展.

10.间接性激发试验进展. 第十章 间接性支气管激发试验的研究进展 广州呼吸疾病研究所 郑劲平 一(气道反应性与支气管激发试验 气道高反应性的发生机制有许多学说，其中最为重要的是气道炎症学说。气道反应性增高(如支气管哮喘、慢性阻塞性肺疾病(COPD))的病人在病理检查时常有气道炎症存在的证据，包括粘膜上皮损伤、纤毛脱落、上皮下神经末梢裸露、气道腺体增生和杯状细胞增生、支气管腔内分泌物增多、基底膜增厚、平滑肌增生、炎性细胞浸润等，严重者可有气道重塑。气道高反应性是哮喘等气道疾病的特征，测定气道反应性有助于对这些疾病的诊断和治疗。 支气管激发试验主要适用于协助临床诊断气道反应性增高，尤其是对支气管哮喘的诊断，此外，激发亦用于对气道高反应性严重度的判断和治疗效果的，并可用于对气道疾病发病机制的研究。 二(直接支气管激发试验与间接支气管激发试验的概念及作用机制 (一)直接支气管激发试验: 我们需要客观的检查如气道激发试验来诊断哮喘。但由于历史原因，大多数支气管激发试验的研究均采用组织胺或乙酰甲胆碱作为激发剂刺激气道。组织胺和乙酰甲胆硷的作用相似，其效应细胞主要为平滑肌，直接作用可引起平衡肌收缩，但作用机制两者也不完全相同。前者为具有生物活性的介质，吸入后能直接刺激气道平滑肌收缩，同时也刺激胆碱能神经末梢，反射性地引起平滑肌细胞收缩;后者为胆碱能药物，吸入后直接与平滑肌细胞上的乙酰胆碱受体结合使平滑肌收缩。一般说来，平滑肌对这两种试剂相同剂量的刺激反应程度是一致的。但在使用较大剂量时，乙酰甲胆碱的副作用较组胺小。另外，组胺试验后有一短暂不应期，在此期间重复试验则支气管平滑肌不起反应，而乙酰胆碱则无此现象。组织胺、乙酰甲胆碱试验从上世纪50年代开始被应用于测定气道反应性。经过多年的发展，对这两种试验已积累了丰富的经验，近20年在临床和实验室中得到了广泛的应用，方法已标准化，且较为简单易行。方法包括2分钟潮气呼吸法、定量吸入法(Dosimeter)，使FEV较基线下降20,1的累积激发浓度(PC)或剂量(PD20)常用作气道反应性的定性及定量判断。组织胺和乙20 酰甲胆碱的吸入激发试验阳性阈值相似(按mg或umol计算)，PC<8,16mg/L或PD<3.9,20207.8umol。目前在国外乙酰甲胆碱更为常用，某些国家甚至禁用组织胺。而在我国，由于组胺较易获得，且价格低廉，所以仍较为常用。我们曾作了两者的对比试验，发现两者作为刺激原引起的反应作用相似，均无明显不良反应，可以互相代替使用。 尽管组织胺及乙酰甲胆碱开展较为广泛，但其应用仍有一定的局限性。直接支气管激发 78 试验的优点是敏感性高，对现患哮喘诊断的敏感性几达100,，但对哮喘诊断的特异性则较差，有报道PC组织胺<8mg/ml的准确度低于50,。直接激发试验也不能区分运动性哮喘及判20 断其严重性、与哮喘气道炎症的关系不够密切，不能区分气道高反应性与气道重塑、对激素治疗效果的评估不准确等。非哮喘的气流受限(如COPD)对组织胺或乙酰甲胆碱激发试验也呈阳性反应，但其反应强度低于哮喘者。因此直接激发试验并不能很好地区分这些气道疾病。为此，近年来人们重新关注用于评估气道高反应性的其它方法。 (二)间接支气管激发试验: 间接性支气管激发试验的概念源于上世纪80年代末期。组织胺和乙酰甲胆碱是直接的气道平滑肌的激发剂。相比较而言，间接性支气管激发试验则主要通过活化细胞(尤其是炎症细胞及神经细胞)，使其释放细胞介质或细胞因子而引起继发性的气道收缩。常用的间接性激发试验有生理性刺激如运动激发试验、高通气激发试验、渗透压改变激发试验(高渗盐水、蒸馏水)，药物刺激如腺苷、心得安、阿司匹林激发试验等，以及特异性抗原刺激如尘螨、花粉、动物皮毛吸入等激发试验。 运动激发试验:由于通气量增大，气道表面水分蒸发而失去水分，使气道表面的温度改变和渗透压改变，细胞萎缩，引起一系列复杂的细胞生化变化，而引起气道收缩。气道收缩降低通气量，是自我平衡调节的一种反应。对于上皮细胞、炎症细胞如肥大细胞、血管内皮细胞及感觉神经细胞，这些生化改变可能刺激细胞介质的释放，涉及的炎症介质包括组织胺、前列腺素(PG)D2、白细胞三烯(LT)等，神经递质有乙酰胆碱、速激肽等。这些介质的作用可能引起进一步的介质如白细胞介素(IL),8、中性粒细胞活化因子等的释放，速激肽也参与到运动诱发哮喘的发生中。渗透压的改变本身也可能影响感觉神经细胞。 其他物理刺激如等CO2过度通气激发试验、非等渗液体(高渗、蒸馏水等)吸入激发试验等的发生机制也类似。 腺苷吸入激发试验:其作用主要通过作用于特异性的腺苷受体，肥大细胞受到刺激进而引起介质的释放，导致气道收缩。腺苷吸入后气道灌洗液中的组织胺含量明显增高，LT、PG也参与其中。腺苷受体有4个亚型，即A、A、A和A，目前研究较多的是A受体。 12A2B32B 速激肽和缓激肽:速激肽对气道的作用主要通过介导速激肽NK及NK受体而使炎症细胞12 活化。慢反应物质P与NK有的亲和力较强，而神经肽A与NK的亲和力最高，虽然它们有交叉。12 缓激肽主要通过刺激B受体引起气道的收缩。 2 心得安激发试验:心得安是β受体阻断剂，通过阻断β受体功能及刺激细胞释放组织胺而使气道收缩。由心得安引起的气道收缩耐受性较差，可部分为吸入肾上腺素能制剂和抗胆碱能药物所逆转。虽然至今还没有严重的不良事件的报道，但临床上还需慎用。 特异性抗原刺激物:常用的有尘螨、花粉、动物皮毛等，吸入后通过体液免疫(主要为IV型变态反应)及细胞免疫途径，引起炎症细胞的活化和介质的释放，通常表现有速发相和迟发相反应。 79 三(间接激发试验的方法 (一)运动激发试验: 常用于儿童的气道反应性测定。运动激发试验最常用的方法有: 1.平板跑步: 受试者在水平活动平板上，跟随平板速度踏跑，起始速度1.5~3km/h，逐渐增加，30秒左右达到目标速率(10~15km/h)，继而增加平板的坡度，让受试者达到目标心率(目标心率=80,,90,预计最高心率，预计最高心率,210,(0.65×年龄(岁))，然后继续踏跑6分钟，运动停止后1分、5分、10分、15分、20分钟分别测定FEV，FEV下降?10,为运11动激发试验阳性。部分小儿由于运动方法的协从性及生理参数检测的困难，可采用自由跑步或登楼梯的方法增加其运动量，运动5,10分钟，比较其运动前后肺功能的改变及临床症状(如咳嗽、喘鸣等)。 2.踏车法: 应用自行车功率计测定，踏车负荷从12,16瓦起，每分钟递增30,40瓦，直至心率达到预计最高心率的80,左右。在该负荷下继续踏车6分钟，使心率在运动末达预计值最高值的90,，踏车转速中频率应保持在60,70转/分，运动停止后测定FEV的时间同上，1FEV下降?10,为试验阳性。 1 (二)等CO过度通气激发试验: 2 可按吸入之气体温度分为冷空气吸入等CO过度通气激发试验和室温等CO过度通气激22 ?)，后者为室温。受试者作过度通气呼吸，为避免发试验，前者吸入之空气经冷却(,20 患者过度通气致使肺泡CO浓度过低，常需吸入一定浓度的CO。有条件者监测呼出气CO222浓度(或分压)调节吸入之CO量，无条件者可采用吸入恒定浓度的CO(常为5,)的方22法。受试者呼吸之分钟通气量分别为40,、60,和80,MVV(MVV?35×FEV)，每次呼吸13分钟，间歇5分钟后测定肺功能，再进行下一个通气量。FEV下降>=20%为激发试验阳性。 1 (三)高渗盐水吸入激发试验: 不同作者采用的高渗盐水浓度由1.8%~14.4%NaCl不等(一般为生理盐水0.9%的倍数)。由于浓度过低反应时间需延长，而浓度过高则受试者的安全性不足。综合各种因素考虑，目前采用浓度为4.5%NaCl的高渗盐水较为普遍。 通过超声雾化机产生雾化液吸入。超声雾化器可采用Devilbiss 99或Devilbiss 2000，Mist O gen Timeter EN Series等型号，输出量设置为1.5ml/min。由于各雾化机的性能2 有所不同，一般确立仪器和方法后不宜再改变设置，但应定期核实标化。 吸入前和吸入后测定通气功能指标(FEV、sGaw、等)，第一次吸入雾化液30秒，隔1 60,90秒重复测定肺功能w。如果FEV下降,10,，则重复吸入时间;如FEV下降,10,，11加倍时间吸入，相继为1分钟、2分钟、4分钟、8分钟，如任一时间内FEV下降?15,或1sGaw下降?35,，则为高渗盐水吸入激发试验阳性，终止试验，必要时给予支气管舒张剂 80 舒缓症状。如吸入8分钟后FEV下降仍<10,，则高渗盐水吸入激发试验阴性，终止试验。 1 (四)低渗盐水或蒸馏水激发试验: 蒸馏水的致喘作用较低渗盐水更为明显。受试者经口吸入超声雾化器产生的、以低渗盐水(通常用0.3,NaCl)或蒸馏水作激发剂的雾液，释雾量1.2,1.5ml/min，初次吸入30秒，继而吸入时间倍增，直至FEV下降?20%时终止试验(激发试验阳性)或吸入总量1 30ml时终止试验(激发试验阴性)。 (五)一磷酸腺苷(AMP)吸入激发试验 分别配制3.125、6.25、12.5、25、50、100、200及400mg/ml的AMP溶液，采用倍增吸入(通过Dosimeter或潮气呼吸法)，当FEV1下降?20%时终止试验(激发试验阳性)。 (六)特异性激发试验: 以特异性激发物(如花粉、动物皮毛、霉菌、屋尘、尘螨、枯草等)的稀释液或化学物(如氯化氢、甲醛、异氰酸盐等)的溶液或其蒸气作为激发物吸入。特异性激发物的选择依据受试者的工作和生活环境、过敏病史、皮肤变应原试验、血清特异性IgE测定等综合考虑。变应原稀释液浓度及吸入方法如前述。 有些特异性激发物可导致肺功能的双相下降(速发相:吸入后数分钟出现、持续约10分钟后渐恢复;迟发相:吸入后数小时才出现，持续数小时,24小时或更长，肺功能下降较速发相更明显)。由于其危险性较大，因此大多数特异性激发试验均需在有良好的监护条件下(如住院)进行。 特异性激发试验适用于明确某种变应原与气道高反应性的关系;确定职业性哮喘的病因和判断免疫治疗的效果。 四.间接性激发试验的临床应用价值: (一)运动激发试验: 虽然组织胺和乙酰甲胆碱对运动诱发哮喘的诊断有一定帮助，但假阳性率较高。运动激发试验虽然敏感性较差，但区分哮喘与正常人群的诊断特异性更高。运动激发试验与气道炎症指标的相关性较乙酰甲胆碱PC20更强，提示该试验对哮喘气道炎症的临床诊断价值更大。在鉴别诊断哮喘与儿童慢性气道疾病如肺囊性纤维化、阻塞性细支气管炎、肺纤毛不动症、支气管扩张症等疾病中亦有较大的应用价值。避免过敏原接触可使运动激发哮喘有更大的改善。运动激发试验的敏感性不如乙酰甲胆碱，可能与出于技术及安全性方面的考虑，运动的刺激强度不足有关。 (二)冷空气吸入激发及等CO过度通气试验: 2 冷空气激发试验优点是模仿自然环境，非药物刺激，其缺点是，试验需要较复杂的仪器完成，大大限制了该试验的广泛开展。与组胺激发试验相比较，冷空气激发试验敏感性较低，特异性略高。室温下过度通气试验与冷空气激发试验的结果相近，因省缺了制冷设 81 备，费用较低，较易开展。等CO过度通气激发试验需要备有特殊的含CO的混合气体。不22适用于流行病学现场调查。其特异性优于组织胺和乙酰甲胆碱激发试验，但敏感性较差，与运动激发试验相似。该试验过度通气的强度较运动激发试验更强，且更安全。 (三)非等渗气溶胶吸入激发试验: 高渗盐水、低渗盐水或蒸馏水激发试验，通过改变气道的渗透压环境而诱发气道痉挛。其特异性及敏感性均佳，安全可行。高渗盐水激发试验与气道炎症指标的关系较乙酰甲胆碱为佳，有作者认为可作为高渗盐水激发试验阳性可作为哮喘的诊断标准。吸入糖皮质激素后的疗效指标观察也优于乙酰甲胆碱。该试验容易实施，可计算出剂量反应曲线。高渗盐水激发试验主要适用于发现现患哮喘者或运动激发哮喘患者，以及评价抗炎治疗后的气道反应性是否发生改变。高渗盐水激发试验可与运动或过度通气激发试验交替使用。最近发展的甘露醇干粉吸入原理与高渗盐水吸入相似，但有明显的优点，方法简单、测定快速、敏感性高、安全性好。高渗盐水激发试验有助于鉴别咳嗽变异型哮喘。虽然一些人吸入高渗盐水后其咳嗽明显增多，但无伴有通气功能的下降，提示其为非哮喘性的咳嗽。此外，因吸入高渗盐水诱发的咳嗽通常持续仅1,2分钟。高渗盐水激发试验也可用于不适用于药物激发的孕妇。高渗盐水吸入也广泛应用于诱导痰炎性细胞及细胞因子的检查，高渗盐水激发试验与诱导痰的收集可同时进行。 蒸馏水经超声雾化吸入后，可诱发哮喘病人气道痉挛和咳嗽。蒸馏水激发试验与乙酰甲胆碱激发试验的相关性并不高，但与运动激发试验、等CO过度通气激发试验及高渗盐水2 激发试验的相关性却较高。 Anderson等报道，高渗盐水激发试验无假阳性试验，与临床症状更为一致。如果激发试验阴性，至少可提示(1)无哮喘;或(2)病人哮喘症状得到控制或近期无哮喘。1998 ,11岁学龄儿童的调查中发现，84,(26/31)的哮年，我们在ISAAC研究的广州地区10 喘病人的高渗盐水激发试验阳性，而这些病人的乙酰胆碱试验仅77,(24/31)阳性，3,(1/31)为可疑阳性;16例无近期喘息(至少1,2年)，或过去曾有1,2次喘息的儿童，作乙酰甲胆碱试验阳性，但高渗盐水试验阴性。18例无哮喘症状和历史的学生乙酰甲胆碱试验阳性，但高渗盐水试验却均正常;我们还对35例吸入表面激素治疗2,3年以上、症状完全稳定至少1年以上的哮喘患儿进行BHR的复查，发现54.3,(19/35)的患儿的高渗试验转为阴性，但仅2例患儿的组胺激发试验阴转。 Riedler等对393个完成了I期ISAAC哮喘症状问卷调查的学生进行了4.5,高渗盐水激发试验和自由跑步运动激发试验的比较，发现高渗盐水激发试验与近期喘息相符的敏感性和特异性分别为46,和92,，而运动激发试验的相应数值分别为46,和88,。作者认为，高渗盐水激发试验、运动激发试验和药物激发试验的敏感性和特异性相近，而高渗盐水激发试验的敏感性比冷空气和蒸馏水激发的敏感性高。也被用于测定气道反应性。 (四)腺苷吸入激发试验: 82 一磷酸腺苷(AMP)是较为常用和有效的间接支气管激发试验刺激药物，用量约为乙酰甲胆碱的30倍。AMP激发试验及运动激发试验在区分儿童哮喘与儿童慢性阻塞性肺病上较乙酰甲胆碱试验为好。这些疾病的AMP激发试验常为阴性。COPD非吸烟成人对吸入AMP的反应也低于非吸烟哮喘者，而对乙酰甲胆碱的敏感性两者相似。总的来说，提示腺苷激发试验可能是鉴别各年龄组哮喘疾病的有用方法。此外，腺苷引起哮喘患者气道收缩的特异性及可重复性使本试验适用于流行病学调查。 (五)阿司匹林激发试验: 常用于诊断对阿司匹林或非甾体类抗炎药物不耐受的支气管哮喘。由于阿司匹林口服起效较慢，需时较长，诱发哮喘发作的症状也较严重。 近期赖氨酸,阿司匹林吸入激发试验的研究受到关注，其敏感性与口服阿司匹林试验相似，吸入激发耗时更短，只需20,30分钟。气道收缩的下降程度较轻，更易恢复、更安全、重复性好，在鉴别阿司匹林不耐受性哮喘的应用中作用较大，特别适用于疑有阿司匹林过敏的中重度哮喘患者。激发后有一短暂不应期，约为2,5天，此期敏感性降低，对阿司匹林和其他非甾体类抗炎药无反应，因此重复激发试验需要间隔7天以上。应用高剂量的糖皮质激素亦可掩盖阿司匹林的不耐受性。抗白三烯药物、沙美特罗亦有类似作用。 五(间接支气管激发试验的安全性 总体上，直接激发试验与间接激发试验都是非常安全的，只要严格掌握激发试验的指征，实验技术人员经过良好的培训，使用药物方法恰当，以及对病人病情进行密切的观察。至今仅有1例超声雾化吸入蒸馏水引起危及生命的哮喘严重发作的报道。心得安激发试验、阿司匹林激发试验和特异性抗原激发试验的潜在危险性较大，需要在医院内进行，并需要有丰富经验的医师在场以备万一。 六(小结: 直接激发试验对筛查现患哮喘是有价值的检查项目，但其特异性较差。间接激发试验，尤其是运动激发试验、过度通气激发试验、非等渗激发及腺苷激发试验可能更能反映哮喘病人气道的炎症性改变，诊断哮喘的特异性更高，对哮喘临床治疗过程中气道炎症的改变反应更为迅速和紧密，对哮喘的监测优于直接激发试验。高渗盐水及运动激发试验由于是生理性的刺激，不易受到孩子家长的反对，更易实施，也较为安全，产生的咽喉部刺激症状也较少，重复性佳。直接激发试验今后将会更多更广泛地应用到临床中去。 83 书中横卧着整个过去的灵魂——卡莱尔 人的影响短暂而微弱，书的影响则广泛而深远——普希金 人离开了书，如同离开空气一样不能生活——科洛廖夫 书不仅是生活，而且是现在、过去和未来文化生活的源泉 ——库法耶夫 书籍把我们引入最美好的社会，使我们认识各个时代的伟大智者———史美尔斯 书籍便是这种改造灵魂的工具。人类所需要的，是富有启发性的养料。而阅读，则正是这种养料———雨果