呼吸与危重症医学 2015-2016
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5 基于生物标志物优化哮喘管理新靶标

杨爽 蔡绍曦
支气管哮喘是全球范围常见的慢性气道疾病,核心是慢性气道炎症,特征表现为气道高反应性及可变的气流受限。依据GINA指南,目前哮喘控制评价标准主要为临床症状及肺功能检查。然而,上述标准并不能客观反映患者气道炎症水平。近年来,随着表型概念的提出,哮喘已经被认为是一种异质性疾病。因此,有效地依据生物标志物划分不同的哮喘表型,在识别不同类型的哮喘患者及优化哮喘管理方面具有重要意义。
哮喘生物标志物种类繁多,获得途径也不尽相同,本文主要针对常见的生物标志物予以叙述。
一、外周血嗜酸性粒细胞
外周血嗜酸性粒细胞为全身系统性炎症标志物,其水平与哮喘患者临床症状、肺功能水平具有相关性,同时可以预测气道嗜酸性粒细胞炎症,反映气道高反应性。对于外周血EOS>150个/μl,可考虑使用美泊珠单抗治疗。
二、血清IgE
支气管哮喘是一种“过敏性”炎症,血清IgE参与过敏反应的重要环节。评估哮喘患者“过敏状态”是必要的,研究发现,血清总IgE水平与哮喘患者肺功能呈相关性。儿童时期特异性IgE水平升高,其未来发生支气管哮喘的风险升高。同时,特异性IgE检测有助于确定过敏原种类。对于中/高剂量ICS+LABA仍难以控制的中至重度过敏性哮喘,抗IgE治疗(奥马珠单抗,Omalizumab)可以有效改善症状。
三、诱导痰细胞分类
相对于支气管黏膜活检、支气管肺泡灌洗,诱导痰检测具有无创性特征。依据诱导痰分类细胞计数不同,可将哮喘分为嗜酸性粒细胞型、中性粒细胞性、混合细胞性及少粒细胞性哮喘。
嗜酸性粒细胞表型患者多合并过敏性鼻炎、湿疹等过敏性疾病,其血清IgE、呼出气一氧化氮(FeNO)水平升高,痰嗜酸性粒细胞是判断糖皮质激素治疗反应性的良好标志,基于诱导痰的嗜酸性粒细胞的治疗方案可以减少急性加重及住院率,同时也有助于识别IL-5单抗治疗靶标人群。
中性粒细胞表型患者临床并不少见,这类患者可能表现为更差肺功能水平(FEV 1更低)、过敏体质少见且糖皮质激素治疗反应性不佳。考虑到此表型的不稳定性,且糖皮质激素治疗本身可延长中性粒细胞存活期,因此对于此类表型有待进一步阐释。
少粒细胞表型目前缺乏深入认识,可能多见于肥胖的成人哮喘患者。有研究提示,此表型患者临床特征可能与嗜酸性粒细胞表型相似。
基于诱导痰细胞分类的气道炎症表型应用广泛,临床上有助于指导疾病个体化治疗。对于判断、监测糖皮质激素治疗反应性、减少急性加重风险及炎症介质特异性单抗治疗人群识别方面都具有潜在研究价值。
四、骨膜蛋白
骨膜蛋白近年来研究日益增多。作为Th2炎症标志物,其参与哮喘气道炎症及气道重塑分子生物学信号通路。血清骨膜蛋白水平与嗜酸性粒细胞炎症呈相关性,可反映气道高反应性,同时,经糖皮质激素治疗后其水平下降,提示骨膜蛋白或可作为气道高Th2炎症治疗管理的标志物。
五、呼出气冷凝液(EBC)分析
呼出气冷凝液分析近年来研究广泛,主要用于气道炎症及氧化应激水平评估。目前认可的EBC生物标志物主要有pH、过氧化氢、8-异前列腺素、一氧化氮产物、白三烯等。哮喘患者其呼出气冷凝液pH明显降低,且与病情严重程度呈相关性,过氧化氢是氧化应激反应的重要产物,哮喘患者过氧化氢水平升高,且与肺功能相关,经糖皮质激素治疗后明显下降。8-异前列腺素水平升高与哮喘严重程度相关。白三烯参与哮喘气道炎症,在哮喘患者中明显升高。目前EBC分析尚处于临床研究阶段,不推荐用于哮喘临床标准化治疗,未来可能作为气道炎症良好标志物进一步指导哮喘个体化治疗。
六、呼出气一氧化氮(FeNO)
FeNO目前广泛应用于哮喘管理。FeNO水平有助于判断气道炎症类型及糖皮质激素治疗反应性。FeNO作为Th2炎症标志物,主要反映气道嗜酸性炎症。FeNO高水平(>50μg/L),考虑气道嗜酸性炎症,对糖皮质激素治疗反应性可能良好,相反,FeNO低水平(<25μg/L),不太可能为气道嗜酸性炎症,且对糖皮质激素治疗反应性可能不佳。经过ICS治疗,FeNO水平改善早于肺功能、支气管舒张剂反应性、PEF变异率及气道高反应性。研究发现,对于症状良好控制的哮喘患者,高FeNO水平较低FeNO水平患者发生急性加重的风险明显升高,因此监测FeNO有助于筛查已经使用激素但“炎症未控制”的哮喘患者。与肺功能相比,FeNO水平与患者治疗依从性具有更好的相关性。未来可能将更倾向于症状、肺功能、以FeNO为代表的哮喘气道炎症综合管理策略,从而优化哮喘治疗。
七、其他
哮喘患者血及诱导痰中HMGB1水平升高,且与疾病严重程度相关。低维生素D水平与哮喘相关,同时可能与哮喘症状、肺功能水平、急性发作风险、气道炎症类型相关。血清精氨酸水平升高与哮喘急性发作、控制不佳相关。肺成纤维细胞近年来逐步被关注,在维持肺组织结构功能完整及损伤修复方面具有重要作用,持续的过敏原损伤造成哮喘患者上皮下纤维化,是气道重塑的重要机制。体外实验发现,糖皮质激素、抗胆碱能药物等大部分临床治疗哮喘的药物都有良好的抑制肺成纤维细胞增殖和转化为肌成纤维细胞的功能,因此成纤维细胞或可作为新的哮喘药物治疗靶点。
随着气道炎症在哮喘管理中重要地位的确立,在未来,生物标志物在哮喘在治疗和管理中的作用将逐步深化。同时,在哮喘患者症状控制、气道炎症随访方面,生物标志物的动态检测与治疗调整之间的关系或将提供新的思路。基于生物标志物制定的哮喘控制策略将逐步确立并完善,将更丰富哮喘个体化管理的内涵。
参考文献
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