抽象的
慢性支气管炎的存在预测强制呼气量在一秒钟内更快地衰落(FEV1)慢性阻塞性肺病(COPD)的患者。COPD的标志是气道炎症。假设具有慢性支气管炎的COPD患者的特征在于在支气管活组织检查和痰中测量的不同炎症细胞型。
来自114名COPD患者(男性/女性比例99/15,平均值±SD.年龄62±8 YRS,目前吸烟63%,后支气管扩张剂FEV1预测,没有类固醇的63±9%,没有慢性支气管炎,测量支气管活组织检查和诱导痰中的炎症细胞计数。通过逻辑回归进行分析。
COPD患有慢性支气管炎的患者在活组织检查中具有较低的嗜酸性粒细胞计数,比没有那些症状的患者的痰液嗜纤度粒细胞的百分比较高,这仍然在调整吸烟和性行为后。慢性支气管炎患者也表现出巨噬细胞和痰嗜中性粒细胞的百分比较低的百分比较高,这可以通过在吸烟和性别的差异来解释。
结论是慢性支气管炎反映了慢性阻塞性肺病患者的炎症亚表型。目前的结果表明嗜酸性粒细胞对慢性支气管炎患者的气道内腔的优先分布。这可能对慢性支气管炎慢性阻塞性肺病患者的抗炎治疗有影响。
慢性阻塞性肺病(COPD)是全世界死亡和残疾的主要原因1.COPD的特点是渐进性,而不是完全可逆的气流限制,通过强制呼气量在一秒钟内(FEV1).气流限制与呼吸道和肺实质对有害颗粒或气体,特别是吸烟的慢性炎症反应有关。尽管如此,越来越多的证据表明,慢性阻塞性肺病是一种异质性疾病,不同的表型在不同程度上影响了疾病的严重程度。平均34%的COPD患者患有慢性咳嗽和咳痰2.然而,目前尚不清楚COPD患者慢性支气管炎的这些共存症状是否与COPD的进展和治疗相关。
20世纪80年代的早期流行病学研究没有观察到慢性支气管炎的临床症状与轻度COPD患者疾病进展之间的关联,通过FEV的年度下降来衡量13..然而,随后的研究结果表明,慢性痰疫苗与低FEV相关联1在α患者中1- antiTrypsin缺乏4.和FEV的陡峭下降1在基于人群的研究中(包括COPD的患者)5.那6..此外,慢性咳嗽和痰祛痰与COPD相关死亡率的风险增加有关7.那8..这些后续研究表明,慢性支气管炎不仅仅是一个无辜的旁观者,而且可能导致或反映,或者反映,也是更迅速的进展9..
在COPD中,炎症过程的主要特征是气道中的中性粒细胞、巨噬细胞和CD8+细胞10..过度粘液生产在COPD病理生理学中的作用仍然存在争议。慢性粘液皮肤分泌本身与持久性上皮脚眼细胞增生和气道中的粘膜腺肥厚有关11..然而,在有和没有慢性支气管炎症状的COPD患者之间,表面上皮的总粘蛋白含量没有观察到差异12..表面上皮中的杯状细胞是粘蛋白MUC5Ac的主要生产商,而MUC5B是粘膜下腺体的特征产物13..与无症状的非COPD受试者相比,慢性支气管炎的慢性支气管炎的慢性支气管炎患者增加了上皮细胞和更多中性粒细胞,巨噬细胞和CD8 +细胞中的嗜中性粒细胞,巨噬细胞和CD8 +细胞14..这表明炎症细胞及其调解员为粘液的乳突折叠和随后的慢性支气管炎症状提供了重大驱动11..然而,在已建立的COPD患者中,尚不清楚慢性支气管炎是否通过呼吸道中的不同炎症细胞型材特征。如果是这样,COPD中慢性支气管炎的存在可能对当前或未来的疗法具有治疗意义15..
因此,对伴有慢性支气管炎临床症状的慢性阻塞性肺病患者的假设进行了测试,该假设以气道中明显的炎症细胞分布为特征。通过测量特征明确的COPD患者的支气管活检和诱导痰中的炎症细胞计数来解决这一问题。
方法
以前发布了有关受试者和方法的详细信息16..简而言之,114名COPD患者被包括在格罗宁根莱德林大学慢性阻塞性肺病(葡糖)的研究中。患者是45-75岁的年龄,当前或烟草患者,历史≥10包和呼吸道症状。后支气管扩张剂FEV1> 1.3 L和> 20%预测,低于预测FEV的90%置信区间的上限(CI)117..后支气管扩张剂FEV1/吸气肺活量(IVC)比值<预测FEV的90% CI1/ IVC比率。患者在测量前2个月临床稳定。他们在随机化之前的3个月内没有使用吸入或口服皮质类固醇,或在过去6个月内使用这些药物进行维持治疗。莱顿大学医疗中心(莱顿,荷兰)和大学医疗中心Groningen(Groningen,荷兰格罗宁根)的医学伦理委员会批准了“议定书”,患者提供书面知情同意书。
慢性支气管炎的设计与定义
本研究代表了葡萄糖研究的横截面数据,并包含四个访问。当受试者报告每日咳嗽和痰液每YR时≥3个月时,慢性支气管炎被认为是> 1年的≥3个月5..
肺功能测试
肺活量测量根据国际指南进行18.,使用Quanjer的参考值等等。17..用等容体容积描记仪测量总肺活量和残余容积17..采用2分钟潮气呼吸法测定气道高反应性19.并表达挑衅浓度,导致FEV的20%1.
痰液诱导和加工
痰被诱导和处理根据一个验证的技术使用所谓的“全样本”方法20..患者在吸入200 μg沙丁胺醇后,连续3次吸入高渗氯化钠气溶胶(重量/体积4.5%),每次5分钟。差异细胞计数以有核细胞百分比表示,不包括鳞状细胞。当鳞状细胞百分比<80%时,痰标本被认为是足够的。
支气管活检
使用标准化方案进行纤维电光支气管镜检查,并以前详细描述了21..简而言之,在4μm厚的部分中切割了四个石蜡嵌入的活组织检查。Haematoxylin eosin染色用于评估和选择每位患者的两种形态最佳活组织检查。针对T淋巴细胞的特异性抗体(CD3和CD8:Dako,Glostrup,Denmark; CD4:Novocastra,纽卡斯特州,英国),巨噬细胞(CD68; Dako),嗜中性粒细胞弹性蛋白酶(Dako),肥大细胞胰蛋白酶(AA1; Dako),使用血浆细胞(CD138; IQ产品,Groningen,荷兰)和嗜酸性粒细胞(Pharmacia诊断,乌普萨拉,瑞典)。根据先前描述的验证方法进行全自动炎症细胞计数程序22..在基底膜下方的最大可能面积的最大125μm深处的最大可能面积的区域,每个活组织检查部分,并且表示为平均细胞数量·0.1mm-2两个活组织检查。
统计分析
数据显示为平均值±SD.或中位数(四分位数)。利用对正常分布的连续变量的未配对T检验分析有和不含慢性支气管炎的患者的差异。Chi-Squared测试用于分类数据。日志变换了非正常分布式数据。使用多元逻辑回归分析来研究慢性支气管炎和炎症细胞之间的独立关联。在该模型中,依赖变量是慢性咳嗽和痰祛痰的存在,而独立的变量是支气管和痰炎症细胞,用于吸烟习惯和性别的额外调整。P值<0.05的差异被认为是统计学意义(测试双面)。
结果
表1中显示了具有慢性支气管炎的COPD患者的特点⇓.有关慢性支气管炎的存在的数据可用于114例COPD患者中的113例。所有患者均具有轻度至中度的COPD,如平均的支气管扩张剂FEV163±9%,以吸烟的中年男性居多。少数患者可轻度可逆沙丁胺醇,根据FEV1(%pred)减去前唾液醇后乳酸盐。共有18名(16%)的患者表现出FEV的变化1这是> 12%pred和> 200毫升,而这18名患者中有9例患有慢性支气管炎。具有慢性支气管炎的COPD患者和没有慢性支气管炎的含量广泛的高抗体性,略微过流,在每种肺泡体积中的一氧化碳扩散能力温和地受到损害。慢性支气管炎的患者比没有这些症状的患者更可能是目前的吸烟者。相对较多的女性患者报告慢性支气管炎。两组之间的其他患者特征相似(表1⇓).
COPD合并和不合并慢性支气管炎患者的支气管炎症细胞计数
有关支气管炎炎症细胞数量的数据分别可分别用于53例和59例,不含慢性支气管炎(表2⇓).慢性支气管炎的患者在活检中具有比没有慢性支气管炎的患者显着较少的嗜酸性粒细胞(P = 0.019;图1⇓).Logistic回归分析证实了这种关联。校正吸烟和性别后,支气管嗜酸性粒细胞每增加一倍,患慢性支气管炎的几率降低16%(优势比(OR) 0.84 (95% CI 0.72-0.98);p = 0.028)。与非慢性支气管炎患者相比,慢性支气管炎患者的活组织检查中性粒细胞较少,但这种差异没有统计学意义(p = 0.080)。两组间支气管活检中其余炎症参数相似。
COPD患者的痰炎症细胞和不含慢性支气管炎的患者
Table 3⇓显示COPD患者的诱导痰中炎症细胞的数量和百分比,患有慢性支气管炎的COPD患者。COPD患有慢性支气管炎的患者比没有这些症状的患者显着提高痰嗜酸性粒细胞(P = 0.033)(图2A⇓).在调整吸烟和性行为后,痰中嗜酸性粒细胞百分比的每倍均为临界,与具有慢性支气管炎的24%的机会具有24%(或1.24(95%CI 0.99-1.54); P = 0.057)。当使用痰嗜酸性纤度率> 3%的阈值时,痰嗜酸性粒细胞在鉴定慢性支气管炎患者时具有87%的特异性。COPD患有慢性支气管炎的患者巨大的巨噬细胞百分比(P = 0.039;图2B⇓),痰中性粒细胞百分比(p = 0.049)低于无上述症状的COPD患者。校正吸烟和性别后,这些差异失去了统计学意义(巨噬细胞和中性粒细胞的OR分别为1.45 (95% CI 0.94-2.24), p = 0.097,和0.96 (0.91-1.01),p = 0.11)。慢性支气管炎和非慢性支气管炎患者诱导痰中淋巴细胞和上皮细胞的百分比,或总细胞计数、中性粒细胞、巨噬细胞、淋巴细胞和上皮细胞的数量没有差异。
痰与支气管炎炎症细胞计数的关系
在慢性支气管炎组以及非慢性支气管炎患者组中,痰中嗜酸性粒细胞百分比与活检中嗜酸性粒细胞计数呈正相关。有趣的是,在支气管活检中给定数量的嗜酸性粒细胞,慢性支气管炎患者的痰嗜酸性粒细胞百分比是无慢性支气管炎患者的两倍(b = 2.03, p = 0.01;图3⇓).
讨论
目前的研究表明,慢性支气管炎反映了轻到中度COPD患者中的一种炎症亚表型,其特征是在诱导痰标本和支气管活检的大样本中测量到明显的炎症细胞谱。更具体地说,COPD中慢性支气管炎的临床症状与支气管和痰中嗜酸性粒细胞的明显分布有关。此外,慢性支气管炎患者的痰液中巨噬细胞百分比较高,中性粒细胞百分比较低。后者可以用两组人目前吸烟习惯和性别分布的差异来解释。活检及痰液中其他炎症细胞两组间无显著差异。综上所述,COPD中慢性支气管炎的临床症状似乎代表了一种炎症亚表型,这可能在临床实践中对抗炎治疗有意义。
本研究首次证明慢性阻塞性肺病患者的慢性支气管炎的特征是嗜酸性粒细胞、巨噬细胞和中性粒细胞的部分不同的炎症细胞谱。将目前的嗜酸性粒细胞发现与文献研究进行比较是困难的,因为无论是COPD中的慢性支气管炎都没有作为一个单独的实体来处理14.那23.或使用不同的组织24..此外,在大多数这些研究中,研究了较少数量的患者14.那24..因此,本发明观察嗜酸嗜酸氢化物对慢性支气管炎慢性支气管炎患者气道内腔的优先分布扩展了前一份报告14.与非莫斯莫治疗的非COPD对照相比,在来自慢性支气管炎(COPD)的吸烟者中,在气道墙(切除肺组织)的嗜酸芯片的数量中没有观察到嗜酸孢菌菌的数量没有差异。此外,它最近发现具有慢性支气管炎(COPD)的吸烟者,与非墨镜非COPD对照相比,患有慢性支气管炎(COPD)的吸烟者具有相似的痰嗜酸性粒细胞的百分比23..综上所述,这些研究和本文作者的观察表明,有慢性支气管炎和没有慢性支气管炎的COPD患者的比较揭示了COPD内不同的炎症亚表型,而慢性支气管炎患者与非吸烟对照组的比较可能反映与慢性阻塞性肺病发展相关的炎症过程。
本作者观察到慢性支气管炎的COPD患者在痰中具有相对较高的巨噬细胞和较低百分比的中性粒细胞百分比,这主要是由于两组之间的目前吸烟习惯的差异。这些与吸烟的协会符合Willemse的结果等等。23..值得注意的是,在COPD患者与不含慢性支气管炎的COPD患者之间的支气管活组织检查方面没有发现在T淋巴细胞,中性粒细胞,巨噬细胞或肥大细胞中没有差异。这延伸了Saetta的研究结果等等。14.,其中粘膜炎中炎性细胞与慢性支气管炎(COPD)和非染色非COPD对照之间的受试者之间的炎性细胞相似。然而,这可能反映了所检查的不同群体和组织。
据目前作者所知,目前的研究是在特征明确的steroid-naïve COPD患者中使用诱导痰和支气管活检的最大的研究之一。然而,必须提到一些限制。两组之间的活检和痰中有重叠的数据。然而,这与其他研究的结果是一致的,这些研究在不同的和更小的患者群体中检查了类似的参数14.那25..更重要的是,对于支气管活检的给定数量的嗜酸性粒细胞,与没有这些症状的患者相比,慢性支气管炎的患者患者百分比加倍。慢性支气管炎的存在仅根据临床症状,由于性别的意识,通过回顾性选择患者,或复发性加剧的影响,可能是偏见的。然而,目前的结果纠正了性行为,需要强调的是,自20世纪50年代初以来,慢性支气管炎的症状与来自扩大支气管腺体和切除的肺组织中的炎症细胞的粘液过度相关14.那26.那27..在本研究前的一年中只有九名患者经历了恶化(症状加上泼尼松),并且据信加剧对慢性支气管炎存在的影响有限。此外,咳嗽和痰液产生的慢性症状已经与FEV更快的迅速下降有关1并增加了与COPD相关的死亡率5.那8..因此,尽管慢性支气管炎确实可能是连续体,但目前使用的定义是通过临床和病理数据支持的。
当研究支气管活组织检查时,本作者可能没有研究正确的解剖区域,并且需要外周肺组织来研究总气道壁,因此允许使用其他参数,例如Reid的指数(IE。粘液腺层的厚度与上皮和软骨之间的壁厚的比率)。然而,之前的研究表明,慢性支气管炎和固定气道阻塞的患者与对照相比具有相同的REID指标,而炎症的得分与粘液乳糜霉菌更好14.那27..还可以认为用不同技术获得的炎症细胞的分布(IE。诱导的痰和支气管活组织检查难以解释。以前的一项研究28.然而,在慢性支气管炎患者患有慢性支气管炎患者的不同隔室中的嗜酸性粒细胞数之间表现得相当愉快。值得注意的是,虽然没有显着,但没有显着的,但不具有慢性支气管炎患者之间的总细胞,嗜酸性粒细胞,巨噬细胞和中性粒细胞的绝对数量的差异表现出与两个群体之间百分比差异相同的趋势和程度。另外,炎症细胞数可能不代表细胞活动,需要更深入地分析的方面。但是,这超出了本研究的范围。
如何解释这些结果?粘液胚乳,这是临床慢性支气管炎的标志,是粘蛋白的产生,分泌和间隙的结果29..炎症介质,例如中性粒细胞弹性蛋白酶,是产生粘蛋白的细胞的重要分泌术。在COPD中,香烟烟雾和中性粒细胞弹性蛋白酶是不仅是粘蛋白生产和分泌的主要决定因素,也是通差的睫状体活性和气道表面层的脱水29..然而,本研究表明,慢性支气管炎与活组织检查和痰中的嗜酸性粒细胞有关。通过上皮层迁移的痰中的嗜酸性粒细胞的数量增加可能通过转化生长因子(TGF)-α的作用有助于粘液过度分泌30.或者通过释放炎性介质,包括炎症介质,包括炎症介质,包括Cysteinyl白核分脂31..因此,优先分布的本发现符合嗜酸性粒细胞在粘液过度折叠中的作用。其他研究进一步支持,显示在COPD加剧期间的痰嗜酸性粒细胞增加32.哮喘患者气道嗜酸性粒细胞增多与痰量增加呈正相关33..气道壁,特别是腺体周围嗜酸性粒细胞数量的减少也可能导致粘液分泌过多。嗜酸性粒细胞是TGF-β的主要细胞来源34.和巴拉多等等。35.表明TGF-β信号传导受损与支气管腺体扩大有关。因此,由于局部TGF-β可用性降低,支气管腺周围围绕支气管腺体周围的嗜酸性孔的数量可能导致支气管腺体扩大和随后在气道内腔中的粘液升高。对目前发现的另一种解释是,相同的机制涉及嗜酸性粒细胞招募到气道内腔以及粘液过度术中。T-辅助细胞类型2细胞因子可参与这种机制,因为白细胞介素(IL)-4和-13的表达在慢性支气管炎患者中较高36.这些细胞因子参与了嗜酸性粒细胞涌入的调节37.和粘蛋白生产38..基于当前信息,不可能区分这两个解释用于在COPD慢性支气管炎患者中观察到的嗜酸性粒细胞的改变。
目前的结果还表明,慢性支气管炎的患者在痰中具有更高的巨噬细胞巨噬细胞,主要通过吸烟来解释。这可能表明痰巨噬细胞可以作为慢性支气管炎因果途径中的中间变量。由香烟烟雾激活,巨噬细胞可能直接促成粘液过度折杂通过释放促炎细胞因子,如IL-1β,间接通过中性粒细胞 - 趋化因子,例如白酮B.4.和引发39..预期支气管活组织检查中的中性粒细胞与慢性支气管炎的存在有关。中介粒细胞弹性蛋白酶被认为刺激粘蛋白的释放和生产。本研究表明患有慢性支气管炎的患者之间的中性粒细胞没有差异。一个解释可能是粘膜腺,以为大型航空公司中最多的粘液负责11.在定义慢性支气管炎的亚表型方面更重要。
本研究的含义是什么?以前的研究表明,用类固醇治疗可以减少COPD患者的痰液嗜酸性粒细胞的数量40那41.,而COPD中的痰嗜酸性粒细胞可预测对类固醇治疗的临床反应42.那43..不同的炎症细胞谱可能需要不同的(抗炎)干预措施。因此,这种新的新型抗炎策略44.可能需要对患有和不患有慢性支气管炎的COPD患者进行检查。
可以得出结论,慢性支气管炎的临床症状反映了表现慢性阻塞性肺病患者的不同亚表型,基于诱导痰和支气管活组织检查的炎症细胞。本结果表明嗜酸性粒细胞对腔的优先分布。这可能对当前和未来的治疗策略有影响41.-44.慢性阻塞性肺病患者患有慢性支气管炎的临床症状。
致谢
闪霉的研究组包括以下内容。格罗宁根大学,格罗宁根格罗宁根大学,格罗宁根,荷兰:H.F.Kauffman,D. de Reus(ververology);H..Boezen,D.F.Jansen,J.M.Van der Meulen†, J. Vonk(流行病学和生物信息学系);M.D.W. Barentsen, W. Timens, M. Zeinstra-Smit(病理科);A.J. Luteijn, T. van der Molen, G. ter Veen(全科医学系);以及M.M.E. Gosman, n.h.t.ten Hacken, H.A.M. Kerstjens, M.S. van Maaren, D.S. Postma, C.A. Veltman, A. Verbokkem和H.K. Vink-Kloosters(肺科部门)。荷兰莱顿大学医学中心:J.B. Snoeck-Stroband, H.A. Thiadens, W.J. Assendelft(全科部);J.M. Gast-Strookman, P.S. Hiemstra, T.S. Lapperre, K.F. Rabe, A. van Schadewijk, P.J. Sterk, J. Smit-Bakker, J. Stolk, A.C.J.A. Tiré, K. van der Tol, H. van der Veen, L.N.A. Willems, M. Wijffels(肺科部);J.K. Sont(医疗决策部);和I. Bajema(病理科)。圣保罗大学,圣保罗,巴西:T. Mauad。
作者感谢患者对本研究的配合。
- 收到了2006年10月22日。
- 公认2007年8月14日。
- ©ers Journals Ltd