中国当代儿科杂志  2015, Vol. 17 Issue (2): 134-137   PDF    
呼出气一氧化氮检测在幼儿支气管哮喘中的应用分析
安淑华, 田文秋, 李金英    
河北省儿童医院呼吸内科, 河北 石家庄 050031
摘要目的 分析各期支气管哮喘(AS)幼儿的呼出气一氧化氮(FeNO)浓度变化,探讨FeNO浓度与AS分期的相关性.方法 选取2014年4~6月初次诊断为AS且处于急性发作期的1~3岁患儿58例为研究对象,依据治疗后病情转归情况分为慢性持续期(n=34)及临床缓解期(n=24),以同龄健康儿童30例为对照,对所有儿童行FeNO浓度、肺功能等检测.分析FeNO浓度与AS分期的相关性.利用受试者工作特征(ROC)曲线分析FeNO诊断AS的最佳诊断截点.结果 各期AS患儿FeNO浓度均高于对照组儿童(P<0.05).急性发作期患儿FeNO浓度高于慢性持续期和临床缓解期,且慢性持续期患儿FeNO浓度高于临床缓解期(均P<0.05).AS患儿FeNO浓度水平与AS分期相关(r=-0.382,P<0.05).ROC曲线分析显示FeNO诊断AS的最佳诊断截点为22.75 ppb,敏感度达0.933,但特异度仅为0.388.结论 AS幼儿FeNO浓度水平与AS分期相关;FeNO浓度>22.75 ppb可作诊断幼儿AS的界值.
关键词哮喘     呼出气一氧化氮     幼儿    
Utility of fractional exhaled nitric oxide in children with asthma
AN Shu-Hua, TIAN Wen-Qiu, LI Jin-Ying    
Department of Respiratory Medicine, Hebei Children's Hospital, Shijiazhuang 050031, China
Abstract: Objective To study the utility of fractional exhaled nitric oxide (FeNO) in young children at different stages of asthma. Methods Fifty-eight children with newly diagnosed asthma (aged 1-3 years) at the acute exacerbation stage between April and June, 2014 were recruited. After 3 months' treatment, the children switched into the chronic persistent stage (n=34) or remission stage (n=24). Thirty aged-matched healthy children served as controls. FeNO levels and lung function were measured for all subjects. The best cut-off value of FeNO for the diagnosis of asthma was evaluated by receiver operating characteristic (ROC) curve. Results The FeNO levels in children with asthma at various stages were higher than controls (P<0.05). The FeNO levels in the acute exacerbation stage were highest, followed by the chronic persistent stage (P<0.05). FeNO level was correlated to the stages of asthma (r=-0.382, P<0.001). The cut-off value of FeNO for the diagnosis of asthma was 22.75 ppb by ROC curve, with the sensitivity of 0.933 and the specificity of 0.388. Conclusions The children with asthma at different stages have different FeNO levels. Measurement of FeNO is useful in the diagnosis of asthma in young children.
Key words: Asthma     Fraction exhaled nitric oxide     Child    

支气管哮喘(asthma,AS)是多种细胞及细胞组分共同参与的气道慢性炎症。Gustafsson 等[1]于 1991 年首次报道从正常人和动物呼出气中检测出一氧化氮,自此呼出气一氧化氮(fraction of exhaled nitric oxide,FeNO)的应用及报道逐渐增多,尤其在 AS 的诊断及治疗中应用广泛。近 20 多年的研究发现,FeNO 浓度测定在诊断和监测儿童AS 中具有重要作用。AS 的慢性气道炎症主要是由嗜酸性粒细胞浸润所致,这种持续气道炎症刺激导致气道上皮细胞内的一氧化氮合酶水平升高,从而使 FeNO 浓度增加[2]。本研究通过对 1~3 岁AS 患儿不同分期 FeNO 浓度进行检测,分析 FeNO水平与 AS 分期的相关性,并探讨 FeNO 诊断 AS的最佳截点。 1 资料与方法 1.1 研究对象

收集 2014 年 4~6 月就诊于河北省儿童医院呼吸一科并首次诊断为 AS 的 1~3 岁患儿 58 例为研究对象,其中男 40 例,女 18 例,平均年龄 1.72±0.15 岁。儿童 AS 诊断符合 2008 年中华医学会儿科学分会呼吸学组修订的《儿童支气管哮喘诊断与防治指南》[3]。AS 患儿就诊时均处于急性发作期,且就诊前未行糖皮质激素治疗。所有患儿经急性期相应治疗后行 AS 规范化治疗,随访 3 个月,其中 34 例转归为慢性持续期,即在相当长的时间内,总是不同频度和 / 或不同程度地出现喘息、气急、胸闷、咳嗽等症状[4],其中男 26 例,女 8 例,平均年龄 1.83±0.12 岁; 24 例转归为临床缓解期,即经治疗或未经治疗症状、体征消失,1 秒用力呼气容积(FEV1)或最大呼气流速(PEF)≥ 80%预计值,并维持 4 周以上[4],其中男 16 例,女 8 例,平均年龄2.63±0.21 岁。另选取于保健科体检的 1~3 岁幼儿 30 例为对照组,其中男 20 例,女10 例,平均年龄 2.50±0.41 岁,该组儿童无临床症状,无过敏性疾病史,无喘息史,近 4 周无呼吸道感染史且未使用激素,无基础疾病及慢性疾病。各期 AS 患儿和对照组儿童性别、年龄比较差异均无统计学意义,具有可比性。 1.2 FeNO 测定方法

2005 年美国胸科学会(ATS)和欧洲呼吸学会(ERS)规范了测定 FeNO 的推荐标准[5]。年龄小的儿童不能掌握在线单次呼气测定技术,由此衍生出另外两种测定技术:即在线潮气呼气测定及离线潮气呼气测定[5]。本研究采用无锡尚沃生物科技有限公司生产的 Sunvou-D100 纳库仑一氧化氮分析仪,选用离线潮气呼气测定技术。根据患儿年龄选择不同型号潮气面罩,将潮气面罩通过潮气采样器与气体采样袋连接好,患儿需在自然睡眠或水合氯醛镇静催眠,平静呼吸状态下,将面罩扣紧受试者口鼻,防止漏气,潮气呼吸 30~60 s至气袋半满后,将收集好气体的气袋密封,通过干燥盒与仪器连接,测定离线一氧化氮水平(sNO),100 s 后机器自动读取数值,测试结果单位以 ppb(十亿分之一单位,part per billion)表示。每天在对患儿进行测定前需将仪器清空一次。 1.3 肺功能测定方法

采用德国JAEGER公司生产的Master Screen 肺功能仪(分辨率 >0.1 mL,流速敏感度 >0.5 mL,死腔容量 2 mL),由经正规培训的专人操作,使用前对环境及容量校正。常规记录被测儿童性别、出生年月、身高和体重。检测前松解被测儿童领口及紧身衣物,清除鼻咽分泌物,待其自然入睡或用 10% 水合氯醛(30~40 mg/kg)口服镇静,安静睡眠后行潮气呼吸肺功能测定。置被测儿童于仰卧位,打开气道,将面罩罩住口鼻腔,防止漏气。每人均连续测试 5 次,每次至少记录 20 次左右的潮气呼吸。测试完成后电脑自动记录潮气呼吸流速容量环(TBFV)各项数值并取其平均值[6]。测定肺功能主要用于辅助诊断 AS 及为判定临床分期提供参考。 1.4 统计学分析

采用 SPSS 13.0 统计软件对数据进行统计学分析。不符合正态分布的计量资料采用中位数(四分位间距)[P50P25,P75)] 表示,多组间比较采用非参数 Kruskal-Wallis H检验,组间两两比较采用 Mann-Whitney U检验;采用受试者工作特征曲线(ROC 曲线)分析 FeNO 诊断 AS 的最佳诊断截点;FeNO 与哮喘分期的相关性分析采用 Spearman相关分析法。P<0.05 为差异有统计学意义。 2 结果 2.1 各组儿童 FeNO 水平检测结果

各期AS 患儿和对照组儿童FeNO 浓度比较差异有统计学意义(H=30.87,P<0.001)。58 例急性发作期 AS 患儿 FeNO 浓度为 23.30(12.61,37.70)ppb,高 于 慢 性 持 续 期 [21.35(17.71,25.63)ppb]、临床缓解期 [14.31(11.10,17.00)ppb]患 儿 和 对 照 组 儿 童 [13.70(10.90,17.52)ppb](均P<0.05)。其中慢性持续期和临床缓解期患儿 FeNO 浓度均高于对照组,且慢性持续期患儿FeNO 浓度高于临床缓解期患儿(均P<0.05)。 2.2 相关性分析结果

Spearman 线性相关分析显示 AS 患儿 FeNO 浓度与 AS 分期相关(r=-0.382,P<0.001)。 2.3 ROC 曲线分析

急性期 AS 患儿与健康儿童 FeNO 浓度进行比较,差异有统计学意义(Z=-3.575,P<0.001)。进一步行 ROC 曲线分析得曲线下面积(AUC)为0.712,标准误为0.048,当FeNO 浓度>22.75 ppb 时,为诊断 AS 的最佳截点,灵敏度达 0.933,但特异度仅为 0.388。见图 1

图 1 FeNO 诊断 AS 的 ROC 曲线
3 讨论

研究表明 FeNO 可作为嗜酸性气道炎症的生物标记物,且能反映炎症对激素的敏感性[7]。本研究中所测得的 AS 急性期患儿 FeNO 值较其他组高,其中 1 例急性期患儿 FeNO 浓度高达 82.32 ppb,随着 AS 规范化治疗,包括吸入性糖皮质激素(ICS)及非特异性抗炎等药物的应用,FeNO 浓度由急性期的 23.30 ppb 降至慢性持续期的 21.35 ppb 及临床缓解期的14.31 ppb,即随着气道炎症的减轻,FeNO 浓度降低,从而提示 FeNO 浓度测定可辅助评价 AS 气道炎症控制程度,与向莉等[8] 曾报道 FeNO 值与 AS 的控制水平相关一致。但本研究中仍有46.6% 的急性期AS 患儿FeNO 浓度<20 ppb,考虑可能与急性期 AS 患儿为非嗜酸细胞性哮喘(NEA)有关,国外学者将哮喘分为嗜酸细胞性哮喘(EA)及 NEA 两个亚型[9],支气管黏膜活检、支气管肺泡灌洗液嗜酸性细胞计数及诱导痰嗜酸性细胞计数能帮助鉴别嗜酸性炎症及非嗜酸性炎症,相比而言,FeNO 测定作为一种简单、理想而有效的评估气道嗜酸性炎症的无创检查方法,逐渐被国际呼吸学界普遍应用。FeNO 浓度测定与临床相结合在一定程度上可以帮助鉴别AS 的表型[9,10]

ATS 和 ERS 根据 FeNO 值将儿童嗜酸粒细胞气道炎症水平分为 3 级[5,7,10]:<20 ppb 为低水平,20~35 ppb 为中水平,>35 ppb 为高水平。本研究中所测得 AS 急性期患儿 FeNO 浓度极少能达到上述高水平,分析原因可能有:(1)种族不同,有研究已证实种族会影响 FeNO 水平[11],相关文献关于种族对人群 FeNO 水平影响的报道各有争议,Kovesi 等[12] 曾对加拿大健康儿童大样本调查,亚裔儿童 FeNO 值中位数(22.8 ppb)高于白人儿童(12.7 ppb)。Zhang 等[13] 报道 300 例北方6~14 岁健康儿童的 FeNO 值中位数(11 ppb)较Buchvald 等[14] 报道的欧洲及美国405 例4~17 岁健康儿童的 FeNO 值中位数(9.7 ppb)要高。而本研究中所测得健康幼儿FeNO 值的中位数为13.70 ppb,我国 1~3 岁健康幼儿 FeNO 正常值有待大样本多中心研究。(2)年龄不同,本文研究对象为 1~3 岁幼儿,FeNO 值随着年龄增大而升高,年龄为 FeNO 的独立影响因素,可能与自身的发育成熟,肺容积及气道表面积增加[15],气道面积依赖的呼吸道 NO 弥散增加有关[16],ATS 将健康儿童 FeNO 值定为 <20 ppb,其测定技术选用的为在线单次呼气技术,能掌握该技术的儿童均应大于6 岁,得出的 FeNO 平均水平应高于 1~3 岁幼儿。(3)测试方法不同,FeNO 浓度与呼气流速相关,ATS 规范的在线单次呼气测定技术作为操作的金标准,呼气流速达到 50 mL/s,由于该操作标准在幼儿中的应用受到限制,由此衍生出另外两种测定技术,即潮气在线呼气测定技术和潮气离线呼气测定技术,本研究采用的离线潮气呼气技术,不同测试方法所测得的 FeNO 不同。(4)测试的仪器不同,所测得的 FeNO 值有差别,在进行研究时,尽量使用同一种仪器,减少误差[17]

目前国内外关于幼儿 FeNO 值的报道较少,尚缺乏大样本的幼儿正常值,其用于幼儿 AS 诊断的研发尚需更多循证依据[18,19],本研究中 1~3 岁健康幼儿 FeNO 浓度中位数为 13.70 ppb,AS 患儿中位数为 23.30 ppb,ROC 曲线分析得出 FeNO 值诊断 AS 的最佳截点为 22.75 ppb。本研究的不足在于样本量小,因此需进一步开展大样本多中心研究以确定健康幼儿 FeNO 正常值及 AS 的诊断界值。

影响FeNO 的因素很多,相关文献有报道性别、年龄、种族等均会影响儿童 FeNO 的水平[5,10,20],而本研究中将年龄选定在1~3 岁,减少年龄的影响,得出男女FeNO 值差异无统计学意义,与Hylke等[21]、姜春平等[22] 结论一致。

总之,AS 患儿的 FeNO 浓度较同龄健康儿童高,本文结论1~3 岁AS 患儿FeNO 浓度高于同龄健康儿童与国内外报道一致。AS 患儿 FeNO 值与 AS 分期有关,气道炎症控制良好则相对应的FeNO 值低。FeNO 测定在 AS 的诊断及监测中有重要作用。我国 1~3 岁健康幼儿 FeNO 正常值及协助诊断 AS 的 FeNO 界值有待进一步大样本多中心研究。

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