梁成双黎希盛青马志明：广州市胸科医院广东广州510095
通讯作者：
马志明
梁成双黎希盛青马志明
【摘要】目的
探讨慢性阻塞性肺疾病急性加重期(AECOPD)合并陈旧性肺结核患者治疗前后呼出气冷凝液（EBC）pH变化及临床意义，为有结核病史的AECOPD诊断、治疗和病情评估提供理论依据。方法随机选择AECOPD合并陈旧性肺结核患者10例（研究组）与正常健康者10例（对照组）。收集呼出气冷凝液并测定其pH值，将研究组患者治疗前后EBC pH变化与对照组EBC pH进行比较，并探讨研究组患者治疗前后EBC pH与肺功能（FEV1、FEV1/FVC、 FEV1%预计值）的相关性。 结果研究组治疗前、治疗后EBC pH 均显著低于对照组EBC pH （均p＜0?05）。研究组治疗后EBC pH较治疗前有所升高，但差别无统计学意义（p>0?05）。研究组治疗前FEV1、FEV1%、FEV1/FVC均低于治疗后，但无显著性差异（均p>0?05 ）。研究组治疗前后FEV1、FEV1%、FEV1/FVC均显著低于对照组（均p＜0?05）。研究组治疗前后的EBC pH与肺功能（FEV1、FEV1%、FEV1/FVC）无直线相关关系（均p>0?05）。结论AECOPD合并陈旧性肺结核患者EBC pH显著降低，气道酸化明显，经治疗后气道酸化程度虽有所改善，但改善程度不显著，提示EBC pH可能与病情严重程度存在一定相关性，但不能准确反映肺功能情况。
【关键词】慢性阻塞性肺疾病陈旧性肺结核pH呼出气冷凝液
【Abstract】ObjectiveTo research the changes and clinical significance of pH from exhaled breath condensate (EBC) in the patients with acute exacerbation chronic obstructive pulmonary disease (AECOPD) combined with old pulmonary tuberculosis before and after treatment so as to provide the theoretical basis for the diagnosis, management and disease assessments of the patients with AECOPD in whom there were the history of tuberculosis.
Methods10 patients with AECOPD combined with old pulmonary tuberculosis and 10 cases of the healthy subjects were randomly chosen as the study group and the control group, respectively. Their EBC were collected in the control group and the study group before and after treatment,in which the pH values were measured, the changes of pH from EBC in the study group before and after treatment were observed and compared with that in the control group. Moreover, the relationships between EBC pH and lung function (FEV1, FEV1%, FEV1/FVC) in the study group before and after treatment were investigated, respectively.
ResultsThe EBC pH values in the study group before and after treatment were significantly lower than that in the control group (all p<0?05). The EBC pH of the study group after treatment was increased compared with that before the treatment, but no statistically difference was found (p>0?05). FEV1, FEV1%, FEV1/FVC before treatment in the study group were lower than those in the control group, which showed no significant differences (all p>0?05). There were statistically differences in FEV1, FEV1%, FEV1/FVC between both before and after treatment in the study group and the control group (all p<0?05). EBC pH values were no linear correlation with the lung function (FEV1、FEV1%、FEV1/FVC) between before and after treatment in the study group (all p>0?05).
ConclusionThe EBC pH values of the patients with AECOPD combined with old pulmonary tuberculosis are lower than that of healthy subjects, showing their airway acidification significant. Although the airway acidification of the patients improves after the treatment, the degree of improvement is not significant, suggesting that EBC pH may be correlated with disease severity of the patients. The change of EBC pH in AECOPD could not reflect the change of lung function in some extent.
【Key words】Chronic obstructive pulmonary， Pulmonary tuberculosis， pH， Exhaled breath condensate
【Author′s address】Guangzhou chest hospital, Guangzhou city, Guangdong province 510095 PRC
doi:10.3969/j.issn.1671-332X.2014.06.007
慢性阻塞性肺疾病（Chronic Obstructive Pulmonary Disease，COPD）是一种气道炎症性疾病，是常见病、多发病。COPD急性加重（AECOPD）是慢阻肺自然病程中的重要事件，急性加重频繁发作给患者带来严重的不利后果，不仅导致肺功能进行下降，也是病残率升高、生命质量下降和病死率增加的主要因素［1］。目前急性加重的临床诊断主要依靠病史采集、客观性的检查如胸部X线、部分实验室检查、肺功能等。然而这些检查手段尚不能完全阐明急性加重的病因学或潜在的病理生理学［2］，因此发现急性加重期的生物学标记临床价值高。结核分枝杆菌是引起呼吸爆发的强烈刺激因子之一［2］，可导致气道氧化应激反应，其细胞壁中含有大量分枝菌酸（Mycolic Acid），已有研究发现在活动性结核患者中存在显著的气道内源性酸化，且经抗痨治疗后气道内酸化情况无明显改善［3］。呼出气冷凝液（Expired Breath Condensate， EBC）检测作为一种简单、无创、可重复应用的方法，能够动态检测气道的氧化应激状态、炎症状态变化及酸碱状态。目前有关AECOPD合并肺结核的生物学标记研究，报道不多。本研究主要探讨慢性阻塞性肺疾病急性加重期合并陈旧性肺结核治疗前后EBC pH变化及临床意义，为有结核病史的AECOPD诊断、治疗和病情评估提供理论依据。
1对象与方法
1.1研究对象研究组选自2010年12月~2011年12月入住我院呼吸肿瘤科的AECOPD患者，对照组为健康志愿者。研究组入选标准：①COPD诊断参照2007年《慢性阻塞性肺疾病诊断指南》诊断标准［4］；②入院前2周内未使用过静脉用糖皮质激素、抗生素；③胸片提示患者肺上结核病灶呈现纤维化改变和钙化，且入院前1年内胸片病灶无明显变化；④无潮热、盗汗等结核中毒症状；⑤痰涂片未见抗酸杆菌，痰培养未见分枝杆菌生长者；⑥年龄50～80岁;⑦戒烟1年以上者。对照组来源于同期来我院体检中心体检人群，无COPD病史，且近2月无上呼吸道感染及肺部感染性疾病者，胸片、血常规等检查均正常，均为非吸烟者。AECOPD合并陈旧性肺结核患者10例，其中男性8例，女性2例，年龄61～82岁，平均68?2岁。健康对照组10例，男6例，女4例，年龄60～75岁，平均66.5岁。两组患者在年龄、性别方面无统计学差异。
1.2方法①研究组给予抗感染、氧疗、解痉平喘、糖皮质激素及对症支持常规治疗7天，治疗前后分别行肺功能、EBC pH检测。对照组检测肺功能和EBC pH各1次。②肺功能检测项目包括FEV1、FEV1/FVC、 FEV1%预计值。③呼出气冷凝液的收集：采用EcoScreen（Erich JAEGER Company）收集研究组及对照组的EBC。收集EBC前，均征得两组研究对象同意，签订同意书，收集前确保研究对象无进食、无抽烟，无发热。收集EBC时，患者先静坐休息15 min、漱口，应戴鼻夹，以口器与连接管连接，平静呼吸10 min后，呼出气直接进入取样管中，后被冷却至-10 ℃，可收集到1～3 ml EBC，待气体标准后进行检测。④呼出气冷凝液pH检测：利用pH检测仪（Erich JAEGER Company）测定EBC的pH。
1.3统计学方法所有计量数据采用spss 16?0 统计软件包处理,检测项目均值以（±s）表示，进行正态检验和方差齐性检验，均符合正态分布和方差齐性，采用单因素方差分析比较差异，相关性分析采用Pearson直线相关。p<0?05认为差异有统计学意义。
2结果
慢阻肺急性加重期（AECOPD）研究组治疗前后及对照组pH和肺功能的检测结果见表1和表2，研究组治疗前、治疗后EBC pH 均显著低于对照组EBC pH （均p＜0?05）。研究组治疗后EBC pH较治疗前有所升高，但差别无统计学意义（p>0?05）。研究组治疗前FEV1、FEV1%、FEV1/FVC均低于治疗后，但无显著性差异（ 均p>0?05 ）。研究组治疗前后FEV1、FEV1%、FEV1/FVC均显著低于对照组（均p＜0?05）。研究组治疗前后的EBC pH与肺功能（FEV1、FEV1%、FEV1/FVC）无直线相关关系（ 均p>0?05 ）。
3讨论
3.1慢性阻塞性肺疾病急性加重期释放大量酸性物质致气道酸化慢性阻塞性肺疾病（Chronic Obstructive Pulmonary Disease，COPD）是一种可防可治的常见病，以持续气流受限为特征，通常为进行性，与气道和肺对有害微粒或气体的慢性炎症反应增强有关［5］。 COPD的炎症特点为各类炎症细胞（如浆细胞、淋巴细胞）在各级支气管壁浸润，急性加重时更可见大量中性粒细胞。这些炎症细胞不仅释放多种炎症介质参与炎症过程，还可产生大量酸性物质、致体内缓冲系统调节异常而导致气道内源性酸化。
许多研究［3,6-7］表明，COPD、哮喘和肺结核等肺部疾病 以及吸烟、被动吸烟可使气道酸化，气道酸化则参与这些呼吸疾病的发病机制。气道酸化可发生在各级支气管上，致支气管收缩、纤毛运动减少、气道黏液黏度增加、组织水肿、诱导支气管上皮细胞损伤并改变炎症细胞的功能，产生并加重呼吸系统症状，如咳嗽、气道阻塞、喘息、呼吸困难等［8］。
近年来有关COPD和哮喘等阻塞性肺部疾病无创性生物标记物检测的研究愈来愈多，而EBC分析能提供反映气道氧化应激的无创性炎症标记物。NGAMTRAKULPANIT等［3］认为EBC酸化能体现气道酸化，他们测定了51例活动性肺结核病人和21例健康抗对照者的EBC pH 值，发现对照组平均EBC pH 值 （7?9，7?7-8?0，n=21）显著高于活动性结核病人（7?4,7?0-7?7；n=51； p=0?002)，提示活动性结核感染使气道变酸，可能是结核病免疫反应和病理反应的一个机制。研究还发现，EBC pH检测发现抗结核治疗对肺结核患者气道酸化情况无明显改善作用。MURATA等［9］利用活性氧代谢物衍生物呼气试剂盒(Diacron)和pH分析仪分别测定29例哮喘患者、33例COPD患者和33例健康对照人群（均为非吸烟者）的EBC 过氧化氢（ H2O2）水平及pH值，结果表明哮喘和COPD病人与对照组比较其H2O2水平［哮喘：H2O2： (8?75±0?88) μM，p<0?01，pH：(7?14±0?07),p<0?05； COPD：H2O2：(7?44±0?89) μM，p<0?01，pH：(6?87±0?10)，p<0?01）］显著高于对照组，而pH显著低于对照组［H2O2：(3?42±0?66) μM，pH： (7?35±0?04)］。研究还发现，哮喘患者H2O2水平和pH与哮喘对照实验评分（Asthma Control Test，ACT)、呼出气一氧化氮（Fractional Exhaled Nitric Oxide，FeNO)无相关性。哮喘和COPD患者H2O2水平和pH与肺功能非显著相关。同样WARWICK等［10］分别对28例哮喘急性加重期患者、29例COPD急性加重期患者、28例有呼吸道感染的健康对照的EBC、诱导痰和C反应蛋白（CRP）进行采集和检测。研究发现，哮喘和COPD急性加重期EBC pH显著低于恢复期(5?54±0?07) vs (6?04±0?08); p<0?001)。急性加重期诱导痰上清液标记物γ-干扰素诱导蛋白-10（Interferon Gamma Inducible Protein-10，IP-10）和新蝶呤（Neopterin）显著增加［急性加重期前后分别为：IP-10: IP-10: (188?6±102?1) vs (5?40±1?28) pg/ml，p=0?006; 新蝶呤： (15?81±2?50) vs (5?38±0?45) nmol/L，p<0?0001］。上述研究表明，气道酸化在支气管哮喘、COPD、肺结核等多种呼吸系统疾病广泛存在，气道酸化是气道炎症的结果，同时又加重气道的炎症反应。正确评价气道酸化程度不仅有利于反应病情，也能监测呼吸系统疾病的治疗效果。这些研究结果也表明EBC pH能较好的评价下呼吸道炎症情况，有利于疾病及其治疗效果的监测，亦能反映下呼吸道内源性酸化状态。
3.2呼出气冷凝液（EBC）检测具有一定的应用前景气道酸化程度可通过诱导痰及支气管肺泡灌洗液pH进行量化检测，但这两种方法操作上较为困难，且有一定创伤、不宜短时间内反复多次进行采样，患者不易耐受，在临床上不宜常规进行。呼出气分析是近年来一种快速发展的分析方法，其中呼出气冷凝液（EBC）被认为是与外周血、唾液、汗液具有同等地位的可鉴定的检测对象［8］。EBC检测因此是一种具有一定应用前景，无创性的诊断性样本采集手段［11］，在呼吸系统疾病的诊断和研究领域的作用不容忽视。EBC检测作为一种无创检查，与传统诱导痰等检测相比易于操作，快速简便，可重复性高，患者依从性好。EBC主要由气道衬液雾化形成的飞沫、冷凝形成的蒸馏水以及呼出的水溶性挥发物三部分组成，其中含有各类介质包括白三烯、异前列烷、腺苷、前列腺素类、过氧化氢、氨和细胞因子等。EBC的pH值受到多种因素的影响，其中最主要的是氨。氨能中和呼吸道酸性液滴及悬浮颗粒物质，代表气道上皮细胞稳定内环境的能力，肾上腺皮质激素能促进其产生，而干扰素、肿瘤坏死因子等多种细胞因子能抑制其生成［12-13］。
本研究通过收集并对EBC进行检测，结果表明研究组患者治疗后EBC pH虽有所升高，但变化无统计学差异，因此我们认为结核对气道内源性酸化产生了一定影响，并且当结核处于非活动期时这种气道酸化依旧存在，并可能加重合并COPD患者的急性气道感染。这种气道酸化长期存在的机制尚不明确，可能与肺结核导致气道黏膜上皮损伤、气道结构性改变、使气道酸碱调节能力下降有关。另一方面，已有研究发现COPD患者罹患活动性肺结核的风险呈上升趋势［14］，COPD患者长期存在气道慢性炎症，而炎症是导致气道酸化的重要因素，我们推测COPD的气道酸化可能是结核分枝杆菌感染的易感因素因素之一，具体的影响因素有待进一步研究探索。我们的结果显示研究组治疗前的肺功能与EBC pH无相关性，表示气道酸化程度严重者肺功能情况不一定差，这与Murata等的研究结果相符［9］。本研究的对象并非单纯COPD患者，陈旧性肺结核所导致的肺功能损害程度与气道酸化的相关性未能得到研究证实，故肺功能与COPD（或合并陈旧性肺结核）的气道炎症、EBC pH之间的关系还需深入研究。由于本研究样本量有限，仅探讨EBC pH一个标记物的治疗前后变化，尚不能完全揭示COPD合并陈旧性肺结核患者气道炎症状况和酸化状态，有待于多样本，多种标记物的联合检测。本研究发现AECOPD合并陈旧性肺结核患者EBC pH显著降低，气道酸化明显，经治疗后气道酸化程度改善不显著，提示EBC pH检测可能与病情严重程度存在一定相关性。
［1］慢性阻塞性肺疾病急性加重抗菌治疗论坛专家组.“慢性阻塞性肺疾病诊治指南”中急性加重抗菌治疗的地位［J］.中华结核和呼吸杂志，2013，36（9）：712-714.
