气道高反应性(airway hyperresponsiveness, AHR)是哮喘的一个重要特征,常用于哮喘的诊 断和排除诊断。而支气管激发试验可用于气道高 反应性的检测,常用方法有直接法和间接法,前 者刺激因素主要为吸入乙酰甲胆碱或组胺等药物, 后者的刺激因素主要有运动、蒸馏水、高渗盐水 和甘露醇等。两种方法对哮喘的诊断和排除诊断 意义不同,直接法有很高的特异性,故在排除气道高反应性存在方面具有很大优势,而间接法在 诊断气道高反应,特别是嗜酸性粒细胞性气道炎 症方面效果更好[1]。但对两种检测方法的一致性检 验及在气道高反应检测方面的差异等方面的比较 尚不全面,国内已有学者对两种间接法(运动激 发与高渗盐水激发试验)进行比较研究,而其余 方法间的比较尚未讨论。本研究采用自身前后对 照的方法对经过哮喘正规治疗后拟停药的患儿先 后进行运动激发试验和药物激发试验,观察两种 试验的结果及一致性,并分别与气道高反应性检 测的金标准(即PD20 水平)相比较,以明确两种 检测手段在诊断和排除气道高反应性方面的异同, 同时观察和记录两种激发试验过程中支气管痉挛 症状发生情况,以为临床提供更佳、更安全的方案。
1 资料与方法 1.1 研究对象选取2014 年2~11 月期间在安徽省立医院儿 科肺功能室进行支气管激发试验检查的47 例哮喘 患儿为研究对象,其中男28 例,女19 例,男: 女 为1.5 : 1;所有患儿年龄为7~16 岁,平均年龄为 9.2±2.7 岁。
1.2 试验材料肺功能仪MasterScreen IOS(德国耶格)、电 子天平(上海民桥精密科学仪器有限公司)、乙 酰甲胆碱(东京化成工业株式会社)、生理盐水。
1.3 纳入标准(1)按照GINA[2] 标准诊断为哮喘并经哮喘 规范化治疗后评定为哮喘缓解期的患儿。(2)征 得患儿和家长的同意并签署《支气管激发试验知 情同意书》。(3)患儿可以配合医生完成所有试 验步骤。(4)预进行支气管激发试验当天常规通 气肺功能检查结果提示1 秒用力呼气容积(FEV1) 正常。(5)近4 周内无呼吸道感染。(6)试验 前停用可能干扰检查结果的药物:吸入性短效β2 受体兴奋剂停用4~6 h,长效24 h;吸入性抗胆碱 能药停用8 h;口服短效β2 受体兴奋剂或茶碱停 用8 h;长效或缓释型停用24~48 h 以上;抗组胺 药停用48 h;色甘酸钠停用24 h;抗白三烯药物 停用96 h;口服糖皮质激素停用48 h,吸入糖皮 质激素停用12~24 h。(7)避免吸烟、饮用咖啡 和可口可乐饮料等6 h 以上。
1.4 排除标准参考儿童肺功能检测及评估专家共识[3] 提出 的绝对禁忌症有:(1)对激发剂过敏;(2)基础 肺功能严重损害(FEV1<60% 预计值);(3)不 能解释的荨麻疹;(4)不宜做用力肺功能检查的 患者(如:肺大疱、气胸等)。
1.5 干预方式对满足纳入标准和无排除标准的患儿试验前 均行2 次常规通气肺功能检查,作为支气管激发 试验的基础值,并测运动前心率作为基础心率, 先行支气管运动激发试验,后行支气管药物激发 试验。
支气管运动激发试验(6 min 蹬楼梯运动)[4, 5, 6, 7]: 采用快速蹬楼梯的运动方式,连续运动6 min。运 动结束立即测心率,此为运动后心率。运动后心 率至少达目标心率[目标心率= 预计最高心率× (80%~90%),预计最高心率=210-0.65× 年龄 (岁)],否则经休息后达基础心率再行上述运动, 直至运动后心率达到目标心率。于运动试验结束 后5、10、15、20 min 行FEV1 检测,每次检测至 少重复3 次,若其中任意1 次FEV1 满足运动激 发试验阳性标准即记为阳性,若20 min 时的FEV1 水平高于前3 次,即可终止检测,否则继续检测 25 min 及30 min 时的FEV1 水平。
完成运动后的患儿休息至少2 h,行常规通气 肺功能检查提示各指标较运动前无明显改变时再 进行支气管药物激发试验检测。药物试验前告知 患儿具体的试验步骤,若试验过程中出现任何不 适均应向检测者说明,鼓励患儿并消除其恐惧和 紧张心理。支气管药物激发试验选择乙酰甲胆碱 作为激发剂,采用两浓度六步法[4 mg/mL(两步) 和32 mg/mL(四步)],药物的吸入采用德国耶格 APS 定量雾化器,PD20 的计算由德国耶格公司生 产的肺功能仪完成[6]。试验过程中严密观察患儿支 气管痉挛症状发生情况并记录不适主诉,若试验 过程中出现明显的支气管痉挛症状,则立即终止 试验并予短效β2 受体激动剂雾化,对经雾化吸入 不能缓解者行面罩吸氧和地塞米松静脉滴注,甚 至机械通气等处理。完成运动激发和药物激发试 验的患儿在保证FEV1 达试验前水平情况下方可离院。
1.6 结果判断激发试验阳性判断标准[6, 7]:运动后FEV1 下 降≥ 10% 或PEF 下降≥ 15% 作为运动激发试验阳 性标准;试验过程中FEV1 下降≥ 20% 作为药物 激发试验阳性标准。
1.7 统计学分析采用SPSS 17.0 统计软件对数据进行分析,计 量资料用均数± 标准差(x±s)表示;计数资料 采用百分率(%)表示,两组间比较采用配对χ2 检验; 药物激发试验与支气管痉挛症状相关性分析采用 直线相关与回归分析,P<0.05 为差异有统计学意 义。
2 结果 2.1 两种激发试验结果以PD20 作为金标准,存在气道高反应性人数 为47 人,其中轻度有24 人,中度及重度有23 人; 药物激发试验阳性人数为14 人,且其PD20 均提 示为中、重度,阴性人数为33 人;运动激发试验 的阳性人数为6 人,其中2 人PD20 提示中、重 度,4 人PD20 提示轻度,阴性人数为41 人。故 药物激发试验对中、重度气道高反应性的敏感度 为61%(14/23),而运动激发试验对中、重度气 道高反应性的敏感度为9%(2/23),其对轻度气 道高反应性的敏感度为17%(4/24)。
将两种激发试验结果行配对χ2 检验,结果显 示两者之间有差异(χ2=4.56,P<0.05);再将两者 分别与PD20 做配对χ2 检验,结果发现药物激发 试验与PD20 间有差异(χ2=9.00,P=0.004),但两 者结果一致性较高(κ=0.614);运动激发试验与 PD20 间有差异(χ2=12.57,P<0.001),但两者结 果一致性差(κ=0.006)。
2.2 相关性分析运动激发试验过程中所有患儿均无明显支 气管痉挛症状发生,但药物激发试验过程中部分 患儿出现支气管痉挛症状,其中咳嗽、胸闷与 药物激发试验呈正相关(分别r=0.443、0.816, P<0.05)。
3 讨论3 讨论 气道高反应性是哮喘的病理生理学基础,若 气道高反应性不存在即可排除哮喘,但存在也可 见于其余气道慢性疾病和健康的吸烟人群[8],常通 过直接法和间接法对其进行测定。本研究采用的 直接法为乙酰甲胆碱吸入,间接法为运动激发, 两种方法在引起气道痉挛症状的机制上有所不同。 乙酰甲胆碱可与气道平滑肌表面的胆碱能受体结 合,主要引起气道平滑肌的收缩,气道管径的缩 小和狭窄。而运动激发试验通过过度通气导致感 觉神经释放神经肽和气道黏膜表面的水分减少使 渗透压增加,进而引起炎症细胞释放前列腺素、 白三烯和组胺等炎症介质。这些介质作为配体再 与气道平滑肌上相应的受体结合,触发细胞内信 号传导,最终发生气道平滑肌的收缩,引起气道 狭窄和痉挛[9, 10]。两种方法最终均可导致FEV1 的 下降和出现咳嗽、喘息、胸闷等支气管痉挛症状。 由于间接法依赖炎症细胞释放炎症介质而引起症 状,故间接法常用于反映气道炎症情况,而直接 法常用于检测气道平滑肌功能。
本研究对象为经哮喘正规治疗并已处于持续 缓解阶段的患儿,以PD20 作为金标准,所有患儿 均存在气道高反应性,但有轻度及中、重度之分。 药物激发试验对中、重度气道高反应性的敏感度 较高,且结果与金标准的一致性较高;而运动激 发试验对气道高反应性的敏感度较低,且与金标 准比较,两者一致性较差。考虑其原因可能为哮 喘儿童在经过长期吸入性糖皮质激素的治疗后其 慢性气道炎症得到改善,但其气道平滑肌的功能 尚未完全恢复。本研究的受试患儿多为城市儿童, 根据熊梅等[11] 的研究结果提示空调通风和被动吸 烟等是哮喘发病的独立危险因素,故在我院哮喘 门诊进行哮喘教育时有意让患儿回避各种可能的 危险因素,这对哮喘病情的控制无疑是有利的。 同时,这些哮喘患儿每日都坚持不同程度的体育 锻炼,其运动耐受能力较强,故运动作为刺激因 素不易产生肺功能阳性改变。
支气管痉挛症状的发生机制主要由于气道平滑肌痉挛性收缩所致[12],这与乙酰甲胆碱引起的 M 样和N 样作用是相吻合的,故药物激发试验过 程中支气管痉挛症状发生率明显高于运动激发试 验。由本研究中相关分析结果可知,咳嗽、胸闷 与药物激发试验呈正相关,尤以胸闷的相关性更 高,这与支气管痉挛症状的发生机制也是相符合 的。若药物激发试验过程中患儿出现咳嗽,特别 是胸闷症状,则高度提示试验结果为阳性,可立 即终止试验,防止出现严重的试验并发症。国外 有学者建议当吸入乙酰甲胆碱浓度≤ 1 mg/mL 时 FEV1 较基础值下降至少10% 则其对气道高反应性 检测的敏感度为86%,即可认为存在气道高反应 性,并可终止试验,否则继续试验直至FEV1 下降 20% 才停止试验[13]。
由于本研究的对象为经哮喘正规治疗后处于 缓解期的患儿,受试对象的特殊病理生理学改变 决定了检测方法需要有高度的敏感性,即只有检 测平滑肌功能的试验方可将阳性者检出。现有动 物实验证实在哮喘模型小鼠的肺组织中存在气道 重塑现象,其病理改变为黏膜上皮被破坏及黏膜 下平滑肌增生、肥厚[14],这使平滑肌的收缩能力 增加,也使其对乙酰甲胆碱产生的收缩反应增强。 本试验结果与此动物实验的结果是相吻合的。而 运动激发试验的机制主要针对存在气道炎症的人 群,这并不适合本研究的受试人群。因此,还需 有更多的研究来证实不同机制情况下的哮喘人群 适合何种检测手段,以为临床工作判断提供更大 帮助。
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