呼出气冷凝液在支气管哮喘中的应用
2016/07/07
李文娟 黄茂
南京医科大学第一附属医院（江苏省人民医院） 210029
南京医科大学第一附属医院（江苏省人民医院） 210029
呼出气冷凝液（exhaled breath condensate，EBC）和生物学标志的定量测定可能表明肺部疾病活动，并帮助我们进行气道炎症及支气管哮喘（哮喘）严重程度的评估。氧化应激在哮喘的病理生理学作用被普遍公认。EBC生物学标记测定是一种无创的方法去评估哮喘的气道炎症、急性加重、严重程度以及监控抗炎治疗的方案的有效性。但是对EBC的评估尚无有效的评判标准。EBC收集具有无创、快速和依从性好的特点。EBC组成主要成分是水，但亦包含广泛的呼出气炎症生物标记，尽管通常浓度非常低，包括氢离子（H+）、氮氧化物（NOx）、过氧化氢（H2O2）和类花生酸类（如8-异前列腺素、白三烯类、前列腺素类）等。
一、EBC采集方法
患者直接将呼出气呼入收集管，收集管浸入冰浴或其他冷凝装置中（低于4℃），随着温度逐渐下降，呼出的气体凝结成EBC。EBC需要2～4 ml，通常需要10～15 min收集。EBC中液相介质的浓度一般较低，常需要特殊的检测手段。
二、EBC的评价指标
1.pH
气道酸化已被证明是与哮喘的病理生理学有关，它可以导致黏液黏度增加和支气管上皮损伤，甚至引起支气管狭窄。炎症过程中所产生的挥发酸可使降低EBC的pH。pH值的变化与哮喘的严重程度、肺功能以及糖皮质激素（激素）用量相关。成人哮喘患者pH明显高于正常人，经抗炎治疗后可明显改善。低pH反映哮喘的急性发作，与痰液中嗜酸性粒细胞（EOS）增多、亚硝酸盐/硝酸盐和氧化应激相关。因此低pH值可能是监测哮喘的严重程度、气道炎症、急性加重及对激素治疗的反应，尤其在未控制的成人哮喘监测发挥重要作用[1-2]。
2.N0以及代谢物
NO是由呼吸道结构细胞及炎症细胞在N0合酶作用下生成。NO生成过程中诱导型NOS（iNOS）发挥重要作用。内生的NO有对肺组织细胞有毒性作用，并通过调节细胞膜的渗透压，或者活化肺巨噬细胞产生ROS及RNS导致DNA的损伤及组织的破坏。其代谢产物NOx如硝酸盐（NO3-）、亚硝酸盐（ NO2-），对气道疾病如哮喘发挥着重要的作用。
（1）NO2-及NO3-：NOx在哮喘患儿EBC中明显高于健康对照组，并且浓度与哮喘严重程度呈正相关，但是亦有研究表明NOx在哮喘患儿EBC中无意义[3]。国外多个研究均发现，哮喘患者的EBC和诱导痰中的NO2-/ NO3-含量显著增加，并与呼出气NO（FeNO）浓度平行，吸入激素可明显下降其表达。使用iNOs抑制剂氨基胍组的哮喘患者EBC中过氧亚硝酸根（ONOO-）及NO2-/ NO3-的水平较对照组降低。iNOS被认为是治疗的靶点[4]。
（2）硝基酪氨酸：硝基酪氨酸（nitrotyrosine）是酪氨酸残基硝基化的结果，提示肺氧化和硝基化应激及反映体内炎症水平，可能与炎症疾病的病理过程有关 ，硝基酪氨酸在哮喘患者的气道上皮、肺实质、气道炎症细胞中有很强的免疫反应活性。哮喘患者EBC 中的硝基酪氨酸水平比正常人明显增高，而激素治疗的中/重度哮喘患者则比正常对照组低，其中中度哮喘组与 重度哮喘组之间则无明显差异。硝基酪氨酸浓度与Fe NO水平、肺功能参数无明显相关。 硝基酪氨酸是一个对激素抗炎治疗非常敏感的指标，甚至有望成为调整激素剂量的指标[5]。
（3）H2O2：H2O2是一种氧自由基，与气道内氧化应激有关。在长时间咳嗽、喘息、呼吸困难的哮喘患者和咳嗽变异性哮喘（CVA）患者EBC的H2O2均较健康组增加，尤其是重症哮喘[6-7]。吸烟会提高H2O2水平，而激素治疗后EBC中的H2O2水平明显下降。因此，H2O2或许是检测哮喘控制程度的一种潜在的生物学标记。
（4）8-异前列腺素（8-isoprostane）：8-异前列腺素是一类新的前列腺素，反映气道内氧化应激状况。研究发现，所有的哮喘患者EBC中的8-异前列腺素水平较正常人显著增高，而且增高的程度与疾病的严重程度相关[8-9]。
（5）白三烯：LT途径参与了哮喘的气道炎症，可通过EIA、GS/MS或LC/MS检测。大多数研究均发现LT在哮喘儿童中明显升高[10-15]。
三、总结与展望
EBC是目前无创评估哮喘患者气道炎症的重要方法，而且安全、简便和依从性好。通过EBC中pH的测定可对未控制哮喘进行评估，NOx的测定可以帮助评估激素疗效，H2O2可能与重症哮喘相关，但其含量较低、缺乏敏感的检测方法和可重复性差等缺点，其临床应用还有待进一步研究完善。8-异前列腺素可以评估哮喘的严重程度、炎症状态。虽然关于哮喘的EBC的相关指标的测定已有一些数据支持其在哮喘中的价值，但仍需要更进一步的评估和验证。而EBC中相关指标能否成为哮喘的生物学标记，则需要更多的研究来证实。
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