咳嗽敏感性和咳嗽变异性哮喘的比较研究.doc

咳嗽敏感性和咳嗽变异性哮喘的比较研究第32卷第1期2011年2月同济大学(医学版)JOURNALOFTONGUNIVERSITY(MEDICALSCIENCE)Vo1.32NO.1Feb.,2011doi:10.3969/j.issnl0080392.2011.01.068?临床研究?咳嗽敏感性和咳嗽变异性哮喘的比较研究黄漾,邱志宏,魏为利,余莉,吕寒静,邱忠民(同济大学附属同济医院呼吸内科,上海200065)【摘要】目的探讨咳嗽敏感性在咳嗽变异性哮喘(coughvariantasthma,CVA)咳嗽发生中的作用差异及机制.方法68例CVA按辣椒素咳嗽阈值c分为增高组(21例)和正常组(47例),另设正常对照组(26例).比较三组间咳嗽症状积分,肺功能和诱导痰细胞学改变,并用酶联免疫法检测诱导痰上清液中白细胞介素一8(interleukin一8,IL-8)及中性粒细胞弹性蛋白酶(neutrophilelastase,NE)水平.结果咳嗽敏感性增高组CVA咳嗽程度重于正常组CVA(4.01.0v3.14-0.9,P<0.01).CVA与健康志愿者间肺功能虽无差别,但诱导痰中细胞总数及中性白细胞比例增高,IL一8和NE也增高.其中咳嗽敏感性增高组CVA中性粒细胞比例高于正常组CVA(50.14-25.4)%VS(36.64-19.7)%,P<0.05,伴有IL一8(360.44-181.2)pg/ml(228.04-107.9)pg/ml,P<0.01和NE(94.14-16.9)ng/mlVS(67.612.9)ng/ml,P<0.0l,有关指标进一步升高.相关性分析示IL一8与中性粒细胞比例,NE均呈正相关(P<0.01),NE与LogC5呈负相关(P<0.05).结论CVA可分为咳嗽敏感性增高和正常两种亚型.中性粒细胞在气道浸润和活化程度不同可能是造成CVA咳嗽敏感性差异的重要原因.【关键词】咳嗽变异性哮喘;辣椒素;咳嗽敏感性;中性粒细胞;白细胞介素一8;中性粒细胞弹性蛋白酶【中图分类号】R562【文献标志码】A【文章编号】10080392(2011)ol一006805ComparativestudyofcoughvariantasthmaandcoughreflexsensitivityHUANGYang,01UZhihong,WE1Weili,y,LidHan-jing,01UZhong-min(Dept.ofRespiratoryMedicine,ToniHospital,ToniUniversitySchoolofMedicine,Shanghai200065,China)【Abstract】ObjectivesTostudythedifferenteffectsofcoughreflexsensitivityonthepathogenesisofcoughinCVAandtoexploreitsunderlyingmechanism.MethodsSixtyeightpatientswithCVAweredividedintotwosubgroupsaccordingtotheestablishednormalvalueofcoughsensitivitythresholdC5:CVAwithincreased(21cases)ornormal(47cases)coughreflexsensitivity.TwentysixhealthyvolunteersWereenrolledascontrolgroup.Changesincoughsymptomscore,lungfunctionparameters,totalcellnumberanddifferentialsininducedsputumwerecomparedamongthreegroups.Moreover,levelsofinterleukin一8(IL一8)andneutrophilelastase(NE)wereanalyzedinsupematantsofinducedsputumbyELISA.ResultsCoughwasmoresevereinCVAwithincreasedcoughreflexsensitivitythaninCVAwithnormalsensitivity(4.01.0VS3.10.9,P<0.01).Comparedwiththecontrol收稿日期:20100619基金项目:上海市科委科技发展基金资助项目(074119628)作者简介:黄漾(1984一),女,住院医师,硕士.E-mail:通信作者:邱忠民.E?mai1:qiuzhongminyahoo.tom.hk.68.第1期黄漾等:咳嗽敏感性和咳嗽变异性哮喘的比较研究group,lungfunctionparametersinbothsubgroupsofCVAhadnosignificantdifferences,whilethetotalcells,percentagesofneutrophils,IL一8andNEwereincreasedsignificantlyinbothsubgroupsofCVA.ThepercentageofneutrophilsininducedsputuminCVApatientswithincreasedcoughreflexsensitivitywashigherthanthatinCVApatientswithnormalsensitivity(50.125.4)%VS(36.619.7)%,P<0.05.Similarly,melevelsofIL一8andNEsupematantsininducedsputumwerehigherinCVApatientswithincreasedcoughreflexsensitivitythanthosewiththenormaloneIL.8:(360.4181.2)pg/mlvs(228.0107.9)pml,P<O.01,NE:(94.116.9)ng/nVS(67.612.9)ng/II1l,P<0.01.Moreover,therewasallapparentpositivecorrelationbetweenIL一8andthepercentageofneutrophils(P<0.01)orNE(P<0.01),andanegativecorrelationbetweenNEandLogC5(P<0.01).ConclusionCVAcanbedividedintotwosubgroupswithincreasedornormalcoughreflexsensitivity.ThevarieddegreesofinfiltrationandtheactivationofneutrophilsintheairwaymaybecrucialfactorsassociatedwiththedifferenceincoughreflexsensitivityinpatientswithCVA.【Keywords】CVA;capsaicin;coughreflexsensitivity;neutrophil;interleukin一8;neutrophilelastase咳嗽变异性哮喘(coughVariantasthma,CVA)是一种特殊类型的哮喘,其惟一或主要的临床症状为咳嗽,是慢性咳嗽最常见的病因.CVA咳嗽的产生普遍认为是由于气道炎症和支气管收缩刺激气道的咳嗽感受器所致,其可兴奋性常用咳嗽敏感性表示.目前,对CVA的辣椒素咳嗽敏感性研究结果不一.Fujimura等发现CVA的敏感性与健康人相比无增高,而Brightling等研究结果表明CVA的敏感性高于正常人群,并在有效治疗后降低.我科前期研究显示:大多数CVA的敏感性正常,但1/5患者表现增高J,提示CVA可能存在咳嗽敏感性增高和正常两种亚型.本文拟通过比较咳嗽敏感性增高和正常的CVA在临床表现,气道炎症和炎性介质种类及水平的差异,初步探讨咳嗽敏感性在CVA咳嗽发生中的作用和意义.1资料与方法1.1临床资料1.1.1CVA咳嗽敏感性增高组(A组)2008年2月009年2月我院呼吸科门诊患者,符合中华医学会呼吸病学分会所制定及本科细化的CVA诊断标准,具体如下:慢性咳嗽;组胺支气管激发试验阳性;口服支气管扩张剂(二羟丙茶碱200mg+特布他林2.5mg/次,每日3次)l周可缓解咳嗽症状.确诊需符合上述所有3项条件.病例人选标准:18岁年龄80岁,咳嗽病程8周;无喘息,咯血,发热等症状,包括抗生素在内的一般治疗无效,体检肺部无哕音;X线胸片无异常发现;FEV/FVC>170%,FEV>预计值的80%;辣椒素咳嗽阈值C<1.95ixmoVL.排除标准:吸烟或戒烟<2年;不能耐受或拒绝咳嗽诊断流程相关实验室检查;失访病例.最终人选21例,男7例,女14例,平均年龄(4616)岁,咳嗽病程296个月(中位数7个月).1.1.2cVA咳嗽敏感性正常组(B组)辣椒素咳嗽阈值C1.95umol/L,余标准同A组.人选47例,男23例,女24例,平均年龄(4314)岁,咳嗽病程239个月(中位数6个月).1.1.3正常对照组(c组)来自本院职工健康非吸烟自愿者,均无过敏反应史,近8周无呼吸道感染史,当前无咳嗽症状.人选26例,男10例,女16例,平均年龄(3813)岁.各组年龄和性别差异无统计学意义.研究方案经同济大学附属同济医院伦理委员会审查批准,所有受试者均知情并签署知情同意书.1.2方法1.2.1支气管激发试验按文献7进行.组胺为上海揩洋生物技术公司产品,分子量325.MasterScreenDiffusion肺功能仪和APS雾化器均为德国Jaeger公司产品.采用计量法,以FEV下降20%的组胺累积剂量(PD20-FE)<7.8mol作为判断气道反应性增高的标准.1.2.2咳嗽症状积分按文献8的评分系统记录.具体为:0分:无咳嗽;1分:每日白天有1次?69?同济大学(医学版)第32卷咳嗽,或夜间清醒时有1次咳嗽;2分:每Et白天咳嗽超过4次,或夜间咳醒1次;3分:昼夜频繁咳嗽,但不影响Et常生活;4分:昼夜频繁咳嗽,影响日常生活;5分:频繁咳嗽,严重影响工作和睡眠.1.2.3辣椒素咳嗽敏感性试验.按本科建立的方法4进行.以吸人辣椒素溶液1min内诱发5次或以上咳嗽的最低辣椒素浓度为咳嗽阈值(C).1.2.4诱导痰细胞分析按本科建立的方法进行.受试者超声雾化吸人4%的高渗盐水2030min.每5rain患者清洁鼻腔和漱口,用力咳嗽排出肺深部的痰,盛于无菌干净容器.痰标本加人4倍质量的0.1%二硫苏糖醇(BBI公司),吹打混匀,37恒温水浴箱水浴及漩涡混合器上混匀各10rain,48m尼龙网过滤,3000r/min,离心10min,离心半径10cm,上清液一80冻存待测量,细胞团用PBS悬浮,台盼蓝染色鉴定细胞活力并计算细胞总数后,制作细胞涂片,HE染色,光镜下分类计数400个有核细胞.计算巨噬,中性,嗜酸和淋巴细胞的百分比.1.2.5上清液中IL-8和NE测定诱导痰上清液在室温下解冻,严格按ELISA试剂盒说明书的步骤测定诱导痰上清液IL-8(美国ADL公司)和NE(美国R&D公司).1.3统计学处理数据以xS表示,咳嗽阈值C和嗜酸粒细胞比例以中位数表示.统计学处理由sPss13.0软件包完成.两组数据采用独立样本t检验.三组数据采用单因素方差分析和q检验.非正态分布数据采用秩和检验.P<0.05表示差异有统计学意义.2结果2.1咳嗽症状积分和咳嗽阈值A组和B组咳嗽严重程度不同,A组的咳嗽症状积分高于B组(4.01.0VS3.10.9,t=3.49,P=0.001).A组和B组辣椒素咳嗽阈值C分别为0.98(0.490.98)Brnol和7.8(1.95125)pmol,B组高于A组,差异有统计学意义(z=一6.62,P=0.000).2.2肺通气功能和气道反应性的差别A组肺通气功能指标如FEV1%,FVC%,FEV1/FVC和MMEF%均有高于B组但低于C组的趋势,差别无统计学意义.B组FEV1%较C组显着降低(94.315.1)%VS(105.612.0)%,q=一2.562,P=0.013),三组间其他指标的差别无统计学意义.A组和B组问气道高反应性无明显差别.2.3诱导痰细胞成分改变c组诱导痰细胞总数为(2.11.5)10个/ml,细胞分类以巨噬细胞和淋巴细胞为主,其次为中性粒细胞,而嗜酸粒细胞甚微.和C组相比,A,B两组诱导痰细胞总数明显升高,细胞分类表现为巨噬细胞和淋巴细胞下降,中性粒细胞和嗜酸粒细胞升高.A组中性粒细胞比例较B组显着升高,两组间其他指标的差别无统计学意义(表1).表1三组诱导痰细胞总数和细胞成分的改变Tab.1Comparisonofcellcountandcellconstituentininducedsputumin3groups注:与C组相比,P<o.05;与B组相比,P<0.05,;NE:未查;N:中性粒细胞;E:嗜酸粒细胞;L:淋巴细胞;M:巨噬细施2.4诱导痰上清液介质变化A组和B组的IL一8和NE水平均高于C组,其中A组的IL-8和NE又明显高于B组,差别均有统计学意义(表2).,2.5辣椒素咳嗽阈值C与诱导痰中性粒细胞及相关介质的相关性诱导痰中IL-8浓度与中性粒细胞百分比和NE水平问均存在显着正相关(r分别为0.87和0.75,第1期黄漾等:咳嗽敏感性和咳嗽变异性哮喘的比较研究P=0.000).NE与辣椒素咳嗽阈值LogC间存在显着负相关(,=一0.29,P:0.01),而IL.8以及中性粒细胞百分比与LogC之间无相关性.表2三组诱导痰上清液中介质含量的比较Tab.2Comparisonofinflammatorymediatorsinsupernatanofinducedsputumin3groups注:与C组相比,P<0.05;与B组相比,P<0.05;NE:未查.NE:中性粒细胞弹性蛋白酶;IL.8:白细胞介素一83讨论本研究结果表明:咳嗽敏感性增高和正常CVA在临床表现,气道炎症和炎性介质水平上存在差别,表现在咳嗽敏感性增高的CVA有更严重的咳嗽,气道内中性白细胞浸润更明显且激活程度更高.这提示中性粒细胞在气道浸润和活化程度不同可能导致CVA咳嗽敏感性增高组和正常组之间的咳嗽敏感性差异,并影响咳嗽症状的严重程度.因此,咳嗽敏感性增高和正常CVA可能是CVA的两种亚型,其咳嗽发生机制存在不同.气道炎症和支气管收缩刺激气道咳嗽感受器是目前普遍接受的CVA咳嗽发生机制.咳嗽敏感性涉及的咳嗽感受器主要为C神经纤维,部分A8纤维也参与,与两者在气道内分别主要接受化学刺激和机械刺激的功能相一致.瞬时受体电位香草酸亚型1(transientreceptorpotentialvanilloid1,TRPV1)是存在于咳嗽感受器上的辣椒素受体,属配体门控的非选择性阳离子通道蛋白,激活时主要引起Ca2内流产生动作电位和神经冲动.除对辣椒素敏感外,TRPV可由非选择性刺激物如热(>43),酸(pH5.9),细胞外渗透压改变,细胞内ca减少,胞内氧化还原状态和静电荷等激活.多种配体样物质如缓激肽,速激肽,炎性介质如花生四稀酸代谢物,嗜酸粒细胞阳离子蛋白和组织损伤刺激物等不仅激活TRPV.,还通过表达上调,寡聚化增多,从胞内移至胞浆膜上或磷酸化方式等重塑性(plasticity)改变致敏TRPV,使咳嗽敏感性增高,更容易受各种内源性和外源性刺激而引起咳嗽.本文中,中性粒细胞气道炎症可能通过上述途径影响TRPV的兴奋性来提高咳嗽敏感性.IL一8属趋化因子CXC家族,是趋化中性粒细胞能力最强的细胞因子,可促进其黏附并进一步穿过血管向炎症部位聚集.气道内包括中性粒细胞在内的多种细胞均可合成和释放IL.8,IL.8受体CXCR1和CXCR2亦存在于中性粒细胞等多种细胞表面,IL一8和受体结合后,通过激活磷脂酶C并动员细胞内钙离子,使中性粒细胞脱颗粒,分泌炎症介质,并上调B2一整合素的表达水平,促使更多中性粒细胞与血管内皮细胞黏附.本研究中IL.8的具体来源虽不清楚,但通过与中性粒细胞相互作用,趋化激活气道内中性粒细胞,正反馈放大CVA患者的气道炎症.NE是中性粒细胞释放的一种丝氨酸蛋白酶,其转录与合成主要在中性粒细胞的幼稚细胞阶段,然后储存于嗜天青颗粒中.在生理状况下,中性粒细胞释放的NE不超过其总量的2%,促进吞噬细胞消除有害病菌.在炎症反应状态下,细胞因子如IL-8等可刺激中性粒细胞大量释放NE,降解弹性蛋白等肺组织基底膜的主要成分,并激活蛋白水解酶激活受体1(proteinaseactivatedreceptor1)等诱导上皮细胞凋亡l1,咳嗽感受器因上皮脱落而裸露,更容易被外来刺激直接作用和兴奋.同时NE能促进中性粒细胞穿过血管内皮向肺泡渗出,并释放相关的炎症因子,导致乳酸等酸眭物质堆积,形成低pH和中热环境,刺激c神经纤维J,而炎症引起的黏膜水肿还可牵拉刺激为A6纤维的快适应咳嗽感受器.本研究中,NE与LogC存在负相关,提示NE可能通过上述机制直接和问接刺激咳嗽感受器,降低咳嗽阈值促使和加剧咳嗽.综上所述,在炎症状态下,中性粒细胞趋化因子IL一8与中性粒细胞相互作用,正反馈激活更多的中性粒细胞并促使其释放大量NE,直接和间接的刺激咳嗽感受器引起咳嗽.而咳嗽敏感性增高和正常CVA咳嗽发生机制的差别可能在于前者中性粒细胞气道炎症明显较后者为剧,释放更多炎性和致咳嗽介质,咳嗽感受器受刺激更强烈而引起咳嗽程度较重.故中性粒细胞及其释放的炎性介质可能在同济大学(医学版)第32卷CVA慢性咳嗽的发生中起重要作用,其在气道中浸润和活化程度不同可能是造成CVA咳嗽敏感性差异的主要原因.【参考文献】1234578WeiWL,YuL,LvHJ,eta1.Comparisonofcausedistributionbetweenelderlyandnonelderlypatientswi廿1chroniccoughJ.Respiration,2009,77(3):259264.FujimuraM,HamJ,MyouS.Changeinbronchialresponsivenessandcoughreflexsensitivityinpatientswimcoughvariantasthnla:effectofinhaledcorticosteroidsJ.Cough,2005,25:15.BrghingCE,WardR,WardlawAJ,eta1.Airwayinflammation,airwayresponsivenessandcoughbeforeandafterinhaledbudesonideinpatientswitlleosinophilicbronchitisJ.EurRespirJ,2O00,15:682686.时翠芹,邱忠民,吕寒静,等.辣椒素咳嗽敏感性试验在慢性咳嗽中的应用价值J.中华结核和呼吸杂志,2007,30(12):954956.中华医学会呼吸病学分会.咳嗽的诊断与治疗指南(草案)J.中华结核和呼吸杂志,2005,28(11):738744.余莉,邱忠民,吕寒静,等.老年人慢性咳嗽病因的分布特点J】.中华老年医学杂志.21)07,26(3):198200.中华医学会呼吸病学分会.支气管哮喘防治指南J.中华结核和呼吸杂志,1997,20(5):261267.HsuJY,StoneRA,LoganSinclairRB,eta1.Coughing?72t91011121314frequencyinpatientswithpersistentcough:assessmentusinga24hourambulatoryrecorderJ.EurRespireJ,1994,7(7):12461253.SzallasiA,CortrightDN,BlumCA,eta1.ThevanilloidreceptorTRPVl:10yearsfromchannelcloningtoantagonistproof-of-c