中国当代儿科杂志  2015, Vol. 17 Issue (10): 1066-1069   PDF    
运动激发试验与药物激发试验用于气道高反应性检测的比较及临床价值评估
翟亭亭, 潘家华     
安徽医科大学附属省立医院儿科, 安徽 合肥 230001
摘要目的 比较运动激发试验与药物激发试验用于气道高反应性检测的优劣,以得出更佳、更安全的用于气道高反应性的检测方法。方法 选择经哮喘正规治疗后拟停药的哮喘患儿47 例,对每名受试患儿先后进行运动和药物两种激发试验检测,并与金标准(PD20)相比较得出各自的敏感度,记录和观察两种激发试验过程中支气管痉挛症状发生情况。结果 以PD20 作为金标准,药物激发试验对中、重度气道高反应性患儿的检出敏感度(61%)明显高于运动激发试验(9%)(P<0.05),且药物激发试验与金标准的一致性较高(κ=0.614),而运动激发试验与金标准的一致性较差(κ=0.006);但药物激发试验中,哮喘患儿支气管痉挛症状发生率高,与咳嗽和胸闷发生率呈正相关(P<0.05)。结论 测定经哮喘正规治疗后拟停药的患儿气道高反应性时,药物激发试验较运动激发试验敏感度高,但副反应发生率亦较高。
关键词气道高反应性     运动激发试验     药物激发试验     儿童    
Comparison of clinical application of exercise challenge test and methacholine challenge test in measurement of airway hyperresponsiveness
ZHAI Ting-Ting, PAN Jia-Hua     
Department of Pediatrics, Provincial Hospital Affiliated to Anhui Medical University, Hefei 230001, China
Abstract: Objective To compare the advantages and disadvantages between exercise challenge test (ECT) and methacholine challenge test (MCT) in the measurement of airway hyperresponsiveness (AHR), in order to identify a better and safer method to measure AHR. Methods Forty-seven children with controlled asthma after regular treatment were enrolled. ECT and MCT were performed for each child successively, and sensitivity was obtained through comparison with the golden standard (PD20). The occurrence of bronchospasm symptoms during the two tests was recorded. Results Taking PD20 as the gold standard, in children with moderate or severe AHR, the sensitivity of MCT (61%) for the measurement of AHR was significantly higher than that of ECT (9%) (P<0.05). The consistency between MCT results and PD20 was relatively high (κ=0.614), while the consistency between ECT results and PD20 was relatively low (κ=0.006). However, in the MCT, the incidence of bronchospasm symptoms was high and positively correlated with the incidence of cough and chest distress (P<0.05). Conclusions MCT has a higher sensitivity for the measurement of AHR, but has a higher incidence of adverse events, compared with ECT in children with controlled asthma after regular treatment.
Key words: Airway hyperresponsiveness     Exercise challenge test     Methacholine challenge test     Child    

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。

参考文献
[1] Leuppi JD. Bronchoprovocation tests in asthma:direct versus indirect challenges[J]. Curr Opin Pulm Med, 2014, 20(1):31-36.
[2] Global Initiative for Asthma. Pocket guide for asthma management and prevention (for adults and children older than 5 years)[DB/OL]. (2013-5-15) [2013-10-20]. http://www.ginasthma.org/local/uploads/files/GINA_Pocket2013_ May15_1.pdf.
[3] 张皓, 邬语芬, 黄剑锋, 等. 儿童肺功能检测及评估专家共识[J]. 临床儿科杂志, 2014, 32(2):104-114.
[4] 朱振华, 金美玲. 运动激发试验研究进展[J]. 中华哮喘杂志, 2012, 6(1):52-54.
[5] 郑劲平. 间接性支气管激发试验的研究进展[J]. 医师进修杂志, 2005, 28(8):7-10.
[6] Parsons JP, Hallstrand TS, Mastronarde JG, et al. An official American Thoracic Society clinical practice guideline:exerciseinduced bronchoconstriction[J]. Am J Respir Crit Care Med, 2013, 187(9):1016-1027.
[7] Crapo RO, Casaburi R, Coates AL, et al. Guidelines for methacholine and exercise challenge testing-1999[J]. Am J Respir Crit Care Med, 2000, 161(1):309-329.
[8] Guan W, Zheng J, Gao Y, et al. Leukotriene D4 and methacholine bronchial provocation tests for identifying leukotriene-responsiveness subtypes[J]. Allergy Clin Immunol, 2013, 131(2):332-338.
[9] 吴雪郡, 黄英, 王莹, 等. 619 例儿童哮喘肺功能FEV1 和 PEF 与小气道的关系[J]. 南方医科大学学报, 2011, 31(11):1900-1906.
[10] Muñoz-López F, Ríos-Alcolea M. The interest of FEF (25-75) in evaluating bronchial hyperresponsiveness with the methacholine test[J]. Allergol Immunopathol, 2012, 40(6):352-356.
[11] 熊梅, 倪陈, 潘家华, 等. 合肥市儿童哮喘的危险因素分析[J]. 中国当代儿科杂志, 2013, 15(5):364-367.
[12] Pasnick SD, Carlos WG 3rd, Arunachalam A, et al. Exerciseinduced bronchoconstriction[J]. Ann Am Thorac Soc, 2014, 11(10):1651-1652.
[13] Segel MJ, Rabinovich E, Schwarz Y, et al. Methacholine challenge testing:improved patient comfort with a 2-tiered protocol[J]. Ann Allergy Asthma Immunol, 2013, 110(6):429-432.
[14] 朱艳芬, 宋泽庆. 哮喘小鼠气道重塑中α 平滑肌肌动蛋白的表达[J]. 中国免疫学杂志, 2011, 27(10):934-937.