哮喘患者痰液炎性标志物检测及意义

　　国外医学内科学分册1999年第26卷第3期

　　第一军医大学珠江医院呼吸科（510282）邓火金　杨振峰（综述）

　　第四军医大学西京医院呼吸科（710032）孙 滨（审校）

　　摘要：在哮喘炎症的发生、发展中，炎症细胞、介质和细胞因子等均起了重要作用。检测其在痰液中的水平对于阐明哮喘气道炎症机制、判断病情并指导治疗均具有重要意义。

　　关键词：哮喘　痰液　炎性标志

　　哮喘是多种炎性细胞、介质和细胞因子共同作用导致的气道慢性炎症，即使轻症哮喘，气道亦有炎症表现。因此，如何客观地评价气道炎症的程度成为判断哮喘病情和指导治疗的基础。但由于哮喘炎症在病因、发病机制和病理特征方面，均有别于其它炎症，因此，确定机体炎症活动程度的常规指标如血沉（ eSR）、纤维蛋白原、 c-反应蛋白（ cRP）等对哮喘炎症无任何临床意义^[1]。肺功能虽是传统的监测哮喘治疗的手段，但主要与临床症状改善的关系较密切，不能准确反映气道炎症的变化，即肺功能正常时，气道炎症未必得到了很好控制。而近年来建立的多种炎性标志物（如细胞因子、炎性介质等）的检测方法，为有效评估体内炎症活动，确定炎症过程的病理生理变化提供了更直接、敏感的手段^[1]，有助于进一步阐明哮喘的发病机制，监测和指导临床抗炎治疗。

　　检测这些炎性标志物的最直接方法是取特定炎症发生局部的体液和/或组织进行检测^[1]，如支气管沛泡灌洗液（ bALF）和/或支气管粘膜活检组织。这些方法虽然可靠，但因其施行有一定的危险性并受病情限制，不能用于急重症哮喘和儿童哮喘患者，也很难在短期内对同一患者反复应用，使其临床应用受到了极大限制^[2~4]。近年来， fahy等^[5]分别采用引痰、支气管冲洗和 bAL的方法从同一批正常人和哮喘患者获取标本作对比研究。结果表明，用痰液作标本，不仅能提供与 bALF相似的有关炎症变化的定量信息，而且标本来源丰富，易于浓缩和重复。且参与哮喘发病的多种炎症细胞、介质和细胞因子都可从痰液中检出^[6~8]，其在痰中的水平与 bALF中的水平具有极好的相关性，代表了炎症发生部位的水平，能客观反映哮喘的严重程度^[5,9]。与 bALF相比，痰液似乎更适于哮喘气道炎症的研究^[5]，主要体现在：① bALF是来源于肺亚段的气道和肺泡分泌物，反映了气道分泌物自然状态下的浓度。而哮喘气道炎症主要表现为气道，而不是肺泡分泌物的变化。因此，痰液具有更为集中的细胞和生化物质成分，更适合于哮喘的研究。② bALF是内衬于气道远端至单个亚段支气管的分泌物，这样相对小的体积，可被注入的生理盐水大量稀释。相比之下，唾液及高渗盐水（部分无痰的哮喘患者用高渗盐水超声雾化引痰）所导致的痰液稀释度较小。因此，可检出气道分泌物中较低浓度的的化学物质，更适于稳定性哮喘的研究，也具有鉴别意义。

　　痰液炎性细胞分类计数

　　哮喘是一种有多种炎性细胞参与的慢性气道炎症，其中肥大细胞，嗜酸粒细胞（ e₀）和淋巴细胞为主要效应细胞。 pin等^[6]的实验研究表明，哮喘患者痰中 e₀、异染性细胞（ metachromatic cells, MCC）(肥大细胞和嗜碱粒细胞)数较正常对照组显著增高。 gibson等^[10]用哮喘和慢性支气管炎患者的痰液作对照研究，结果发现哮喘患者痰液中以此两种细胞为主，且痰中 e₀数与其 fEV₁呈显著负相关，而慢性支气管炎患者痰中则以中性粒细胞增多为其特征。因此， oppenshaw等^[11]认为，分析痰液的细胞学特征，可以区分炎症的性质。

　　特异性蛋白质或酶的检测

　　支气管粘膜 e₀浸润是哮喘最显著的病理特征。有资料表明，哮喘的多种病理生理改变如微血管渗漏、腺体分泌亢进、上皮损伤和气道高反应性（ bHR）等都与 e₀激活释放的毒性物质有关^[12]。嗜酸粒细胞阳离子蛋白（ eCP）是 e₀激活后释放的一种对呼吸道上皮有直接损伤作用的毒性蛋白，是造成气道炎症、导致 bHR、诱发和/或加重哮喘的重要物质。痰 eCP是痰液 e₀脱颗粒活化的标志，是反映哮喘气道炎症发生发展的重要指标之一。有证据表明痰液 eCP水平较血 eCP水平更能客观反映气道炎症的消长和气流阻塞的严重程度^[13]。 claman等^[3]观察了用泼尼松治疗1周前后哮喘患者痰中细胞和生化物质的变化，结果发现，抗炎治疗后痰液 e₀数及 eCP水平较治疗前均有显著下降，而安慰剂组则未能观察到这种改变，提示痰液 eCP水平可作为评价哮喘抗炎治疗效果的一项指标。 virchow等^[13]则发现，未用平喘药之前哮喘患者痰中 eCP水平与其FEV₁呈显著负相关，与气道阻力呈正相关，表明痰中 eCP水平亦可用于评价平喘药物的疗效。因此，动态观察痰 eCP水平的变化，可用于监测皮质类固醇的抗哮喘治疗效果，避免治疗过程中用药过量或不足。同时，检测痰液 eCP水平，还有助于鉴别慢性支气管炎与哮喘^[14]，特别是以咳嗽为主的变异型哮喘和老年哮喘。

　　虽然许多研究都采用组胺反应测定肥大细胞的活性，但由于肥大细胞不是唯一产生组胺的细胞，所以组胺不是肥大细胞的特异标志，而且由于技术原因，所检测的血液组胺多半是来源于嗜碱粒细胞的。目前认为类胰蛋白酶仅存在于肥大细胞中，其在痰中的水平标志着肥大细胞群的活化程度，较之传统的采用组胺反应测定肥大细胞的活化更准确可靠。髓过氧化物酶（ mPO）是中性粒细胞活化的标志，测定痰中 mPO的含量对于哮喘早期反应的研究可能有一定的意义。

　　p物质（ sP）和神经肽 a是参与气道炎症调节的主要活性神经肽，系非胆碱能非肾上腺素能神经的主要递质，在哮喘的气道炎症及 bHR形成中起重要作用。 sP可增加微血管壁通透性，促进炎症细胞趋向炎性病灶，炎性物质从血管渗出，增加粘液分泌，并可激活神经肽受体，诱发平滑肌痉挛。有资料显示，测定高渗盐水诱导痰中的 sP含量，发现哮喘患者比正常人痰中 sP含量显著增高，并且痰中 sP含量与气道阻塞程度有关，测定哮喘发作期患儿痰中 sP及 eCP，发现 sP、 eCP均明显升高，且两者呈显著正相关。

　　气道粘液分泌亢进是引起支气管管腔狭窄的重要原因之一，而粘液栓所导致的气道阻塞则会增加哮喘的死亡率。哮喘粘液高分泌形成的机制尚未完全阐明。有研究发现^[4]，哮喘患者诱导痰中白蛋白和纤维蛋白原显著升高，而气道分泌物中这种高水平的血浆源性蛋白可能反映了支气管血管通透性的异常，并且是导致气道阻塞的重要因素。

　　细胞因子的检测

　　细胞因子是免疫细胞分泌的小分子多肽。对多种炎症细胞的功能、生长、增殖、分化、细胞间信息传递（免疫通讯）等均有重要调控作用，是维持局部炎症和免疫反应的基础。弄清各种细胞因子、炎性介质的功能及相互关系，并针对某些关键环节实施特异治疗，是目前哮喘研究的热点之一。近年来的研究揭示哮喘的本质是细胞因子参与调节的慢性气道炎症^[15]。与哮喘发病有关的细胞因子很多，如白介素（ iL）1~8，粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子（ gM-CSF）、肿瘤坏死因子α（ tNFα）、干扰素-γ（ iFN-γ）、 rANTES等。 iL-5主要由活化 cD4T淋巴细胞产生，是 e₀活化、成熟、趋化、存活和募集至气道不可缺少的细胞因子^[16~18]，对肥大细胞的活化亦有促进作用。因此，在速发和迟发型哮喘反应中都起重要作用。 iL-3、 gM-CSF能加强 iL-5的上述作用。研究还表明，无论内源性抑或外源性哮喘患者，肺部 t细胞表达和分泌 iL-5的数量增高，其血清 iL-5水平也明显高于正常受检者，中、重度患者 iL-5水平明显高于轻度哮喘患者^[19]。 tNFα是一种可由多种细胞产生的作用广泛的促炎症性细胞因子，是哮喘过程中一个重要的启动因子，是气道强而有力的刺激剂，可诱导一系列细胞因子的产生，它可引起 iL-8、 gM-CSF、 rANTES分泌增加，从而进一步趋化 e₀释放白三烯、主要碱性蛋白、血小板激活因子等，引起上皮脱落等炎症改变^[20]。 iL-6保进 igE合成，间接诱导 t细胞分化。 iL-8趋化 e₀及中性粒细胞向炎症部位移动。 konnon等^[9]实验结果显示有症状哮喘患者痰中 tNFα、 iL-5、 rANTES、 iL-1β、 iL-6、 iL-8、 eCP水平明显高于无症状的哮喘患者，且痰 eCP浓度与 iL-5和 rANTES显著相关。提示哮喘患者痰液中可检测到有关细胞因子，后者在痰中的浓度可以反映哮喘的严重程度。此外，通过免疫定位（ immunolocalization）等方法还观察到细胞因子在不同类型气道炎症形成中的作用。 hoshi等^[7]研究了 iL-5、 gM-CSF和 iL-8在哮喘和慢性支气管炎中的作用，结果发现，哮喘患者痰中 iL-5和 gM-CSF阳性细胞所占百分比显著高于慢性支气管炎患者，而痰中 iL-8阳性细胞所占百分比则较慢性支气管炎患者显著降低。进一步研究还发现， gM-CSF阳性细胞主要是 e₀，而 iL-8阳性细胞主要是中性粒细胞，表明对于哮喘和慢性支气管炎，细胞因子可分别引发 e₀和中性粒细胞性炎症。

　　粘附分子的检测

　　细胞间粘附分子（ iCAM-1）、内皮细胞粘附分子（ vCAM-10）和很晚出现的抗原-4（ vLA-4）等均与哮喘炎症的特征即 e₀的局部浸润有关。它们的单克隆抗体能有效阻断有关细胞间的粘附过程。关于粘附分子在哮喘患者痰中的表达及意义，文献报道尚存在一些矛盾的实验结果，有待进一步探讨。

　　　结语

　　哮喘的本质是一种慢性气道炎症，其临床特征表现为发作性喘鸣、可逆性气道阻塞和气道分泌亢进。咳痰是约77%门诊哮喘患者的突出症状^[17]，气道粘液栓形成是急重型哮喘的病理生理特征。痰液分析与传统的支气管粘膜活检和 bALF比较，具有无创伤、安全、简便、实用、不受病情限制、患者易于接受的特点。因此，痰液分析有可能成为研究哮喘发病机制，判断气道炎症的较实用可靠的非创伤性监测方法。

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