文摘
支气管高反应性(BHR)被认为是哮喘的一个特点,但它也存在相当数量的慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者。流行病学研究表明,BHR提供补充信息在1 s (FEV用力呼气量1慢性阻塞性肺病的开发和发展。我们提出的严重性BHR及其纵向变化与临床和COPD气道炎症措施。
我们的假设测试114年慢性阻塞性肺病患者(平均年龄62.9岁,吸烟暴露45.9 pack-yrs)参与GLUCOLD(格罗宁根莱顿大学糖皮质激素在阻塞性肺部疾病)的研究中,此前显示改善BHR卡松和fluticasone /氟替卡松加沙美特罗。在基线,6和30个月治疗后,我们研究了肺功能,包括身体体积描记法,挑衅醋甲胆碱的浓度导致FEV下降了20%1、痰诱导支气管活检。
进行横向和纵向分析,我们证明BHR COPD主要是与残余体积/肺活量(衡量空气滞留)和气道炎症反映在中性粒细胞的数量,巨噬细胞和淋巴细胞痰及支气管活检。
我们的发现表明BHR是一个独立的特质在慢性阻塞性肺病和表型异质性和疾病活动提供了重要的信息。
慢性阻塞性肺疾病(COPD)有严重的健康影响在世界范围内(1,2]。COPD患者通常表现出进步的肺功能损失增加,相应的健康状况和症状。其中的一些症状,如咳嗽和呼吸困难的突然增加吸气时冷,空气是由于支气管高反应性(BHR)。BHR通常被认为是哮喘的一个特点,但它已被证明发生在多达三分之二的COPD患者(3]。在哮喘,BHR与基线水平的用力呼气量在1 s (FEV1气道嗜酸性)和炎症反应以外周血,痰、支气管肺泡灌洗或支气管活检4,5]。迄今为止,潜在因素在慢性阻塞性肺病BHR在很大程度上仍未知。自COPD患者总是气道阻塞,通常是相当严重的,它被认为存在BHR pre-challenge FEV在慢性阻塞性肺病只反映了低1并不是病理生理的重要性(6,7]。一个反对这种假设是观察到的存在BHR先于COPD-like症状的发展一般人群(8]。此外,更严重的BHR与加速COPD患者肺功能下降甚至为基线FEV调整后1(9,10]。此外,BHR的严重程度是一个独立的预测FEV的改善1在轻度到中度COPD患者戒烟后参与肺健康研究(11]。鉴于这些观察,值得进一步探索的基本生理BHR在慢性阻塞性肺病。
GLUCOLD(格罗宁根莱顿大学在阻塞性肺病)糖皮质激素研究显示FEV的改善1治疗后和BHR卡松或fluticasone /氟替卡松加沙美特罗长达30个月,,同时,改善轻度到中度COPD患者炎症参数(12]。我们提出的严重性BHR及其纵向变化不仅与肺功能有关,但也与慢性阻塞性肺病患者气道炎症的程度。GLUCOLD研究要研究这个问题,提供了一个极好的机会,因为所有患者广泛特征之前,和6和30个月后吸入糖皮质激素治疗(女性)有或没有一个长效β-agonist,或安慰剂。
方法
病人
114年与慢性阻塞性肺病参与GLUCOLD研究包括(12]。GLUCOLD研究了COPD患者慢性阻塞性肺疾病的全球倡议阶段II和III人年龄在40 - 75岁,现任或前任吸烟者≥10 pack-yrs吸烟暴露。排除标准是一个历史的哮喘和女性和口服皮质类固醇的使用在6个月前开始研究的。
研究设计
GLUCOLD研究的研究设计详细描述之前(12]。总之,患者被随机分配接受的四个双盲治疗:1)fluticasone(500μg)b.i.d。30个月;2)/氟替卡松加沙美特罗(500/50μg)b.i.d。30个月;3)fluticasone(500μg)b.i.d。前6个月的安慰剂b.i.d。24个月;或4)安慰剂b.i.d。30个月(图1)。在基线,6 - 30个月的治疗后,进行了以下调查:肺量测定法;身体体积描记法;FEV挑衅醋甲胆碱的浓度导致下降120%(个人电脑20.);血液采集;痰诱导;支气管镜检查和支气管活检。这项研究是在两个荷兰中心(格罗宁根大学医学中心和莱顿大学医学中心)。两个中心的伦理委员会批准了研究和所有病人提供书面知情同意。
肺功能和BHR
FEV1是衡量daily-calibrated pneumotachograph (Masterscreen气动;Jaeger,德国维尔茨堡)根据标准化指南。醋甲胆碱的电脑20.由2分钟测量潮汐呼吸方法如前所述[13]。患者被认为是反应过度,当他们有一个溴化乙酰甲胆碱的电脑20.≤9.6 mg·毫升−1,对应于一个醋甲胆碱氯电脑20.< 8 mg·毫升−1在摩尔的基础上(13]。肺活量(TLC),剩余容积(RV)和吸气量是使用恒定体积测量的人体体积描记仪根据标准化指南(14]。
痰诱导和痰处理
痰液被吸入诱导的食盐水气溶胶(如前所述)(15]。15分钟后舒喘灵(200μg)吸入,4.5%高渗盐水nebulised三次5分钟。整个样本根据F描述的方法进行处理ahyet al。(16]。
支气管镜的切片分析
活检方法处理,染色和分析之前已经详细描述(17]。简而言之,4-μm厚,使用特定的抗体染色石蜡包埋部分t淋巴球(anti-CD4和anti-CD8)、巨噬细胞(anti-CD68),中性粒细胞弹性蛋白酶,肥大细胞类胰蛋白酶(AA1)、嗜酸性粒细胞(当)和浆细胞(anti-CD138)。数字图像/编码活检节准备使用彩色摄像机(A101fc-le;巴斯勒AG,阿伦斯堡,德国)和专用的软件程序(RVC软件,阿默斯福特,荷兰)。这些图像合并成一个大的图像组成的整个活检节(100毫米、115.7像素)。数量的牙龈,积极染色炎症细胞数在最大可能的区域内,≤125μm基底膜下,每活组织检查部分,表示为平均每0.1 mm细胞的数量2每个病人的两个组织样本。
统计分析
均值±sd或中位数(四分位范围)的变量计算。在适当的时候,变量正常化了对数转换之前统计分析。个人电脑20.计算进行了使用以2为底的对数(日志2),这反映了两倍浓度和正常化分布(18]。我们在PC机进行分析20.在基线,和电脑的变化20.在治疗的前6个月,6 - 30个月的治疗。单变量分析所有患者治疗组。随后,进行多元线性回归分析在全部人群中与基线或醋甲胆碱PC的变化20.作为因变量,年龄、性别、治疗组和吸烟状态(电流或烟民)作为协变量。此外,我们包括这些变量与最重要的单变量回归系数在以下类别:1)肺功能;2)血细胞微分计算;3)痰液细胞微分计算;和4)炎症细胞在支气管活检。
结果
参与者
总共有114例慢性阻塞性肺病患者纳入研究。醋甲胆碱的电脑20.不确定在4名患者,因为他们的基线FEV吗1< 1.2 l .剩下的110名患者的基线特征提出了在吗表1。八个病人的痰样本丢弃,因为它包含鳞状细胞> 80%。在所有患者进行支气管镜检查;一个病人没有足够的样品。血液收集所有的病人。一个完整的数据集是用于74 114名患者的基线。治疗后,19名患者退出进一步分析因为他们不符合预定义的标准治疗依从性或撤回他们的同意(n = 6)。剩下的95名患者的痰样本足够的质量在87年和80年获得了6和30个月的治疗后,病人和90年和77年进行支气管镜检查患者,分别。
横截面分析乙酰甲胆碱的电脑20.在基线
从110年醋甲胆碱PC患者20.在基线,总共有103(94%)是反应过度。BHR患者更多的女性,有较高的RV / TLC %预测,更多的痰嗜酸性粒细胞和倾向于FEV更低1/吸气肺活量(IVC)比没有BHR病人。
单变量对临床和炎症参数基线
在基线,更高的乙酰甲胆碱的电脑20.值,即。那么严重BHR post-bronchodilator FEV更高1% pred, FEV1印度河流域文明、用力呼气流量(FEF)在50%的用力肺活量(FVC) % pred和75%的FVC % pred,和较低的可逆性和RV / TLC % pred (图2和表S1)。例如,每分每增加RV / TLC % pred, BHR的严重性增加一倍浓度为0.04,每105增加中性粒细胞的数量每毫升,BHR的严重性增加一倍浓度为1.87(表S1)。
醋甲胆碱较低的电脑20.,即。更严重的BHR,与痰中性粒细胞数量增多,巨噬细胞,淋巴细胞和嗜酸性粒细胞。
多元线性回归与临床和炎症性变量
女性比男性更严重的BHR,独立的基线水平的气道阻塞,年龄、吸烟状态。此外,更严重的BHR既独立与FEV较低1/印度河流域文明和更多的痰中性粒细胞(表2)。当更换痰中性粒细胞的数量与其他痰细胞计数与醋甲胆碱电脑20.p值< 0.1,高数量的痰是淋巴细胞单因素独立醋甲胆碱PC的严重程度20.(β-0.27,95%置信区间-4.55 - -0.81)。
醋甲胆碱电脑分析变化20.在第一次6个月
无显著关联的变化之间存在乙酰甲胆碱的电脑20.在6个月治疗和post-bronchodilator FEV的变化1% pred或post-bronchodilator FEV1表/印度河流域文明(S2)。醋甲胆碱改善电脑20.减少与RV / TLC % pred和增加血液单核细胞百分比。此外,醋甲胆碱改善PC20.与减少痰中性粒细胞的数量,而不是与其他的炎症细胞数量在痰。最后,醋甲胆碱改善PC20.与CD4 +细胞的数量减少支气管活检。
多元线性回归与临床和炎症性变量的变化
醋甲胆碱改善电脑20.显著、独立与RV / TLC % pred减少和增加血液单核细胞的百分比(表3)。此外,醋甲胆碱改善PC20.倾向于与中性粒细胞的数量减少痰(p = 0.076) (表3)。
醋甲胆碱的变化分析电脑20.6到30个月的治疗与临床和炎症参数的变化
醋甲胆碱电脑更大的改善20.与更大的减少RV / TLC % pred (图2和表S2)。此外,醋甲胆碱改善PC20.与降低痰液总数量的细胞,中性粒细胞,嗜酸性粒细胞、巨噬细胞和淋巴细胞。
多元线性回归与临床和炎症性变量的变化
多变量分析表明,作为一个烟民,更大的减少RV / TLC % pred和痰巨噬细胞独立与醋甲胆碱电脑更好的改善20.。这些发现被观测证实,醋甲胆碱PC的严重程度20.当患者从安慰剂(增加表4)。当更换痰巨噬细胞的数量的变化与其他痰细胞有显著的变化与醋甲胆碱PC的变化有关20.在单变量分析,减少痰淋巴细胞和中性粒细胞的数量,而不是总痰细胞计数,分别与有关改善BHR(β-1.56 (95% CI -2.69 - -0.42), -1.33 (95% CI -2.40 - -0.27)和-1.11 (95% CI -2.30 - -0.08),分别)。
讨论
我们的数据表明,一个更严重的慢性阻塞性肺病BHR与更高程度的气道阻塞FEV所反映的低1和FEV1/印度河流域文明价值观。这可以解释为一个简单的事实,同样的支气管收缩的响应结果FEV在更大的下降1在一个主题更严重气道阻塞(3,18- - - - - -20.]。另外有趣的是,我们表明,更严重的BHR独立与COPD气道炎症有关,反映在更高的痰中性粒细胞的数量,即使调整了年龄、性别、吸烟状况和基线水平的气道阻塞。此外,我们进行了纵向分析,表明短期(6个月)和长期(6 - 30个月)treatment-induced BHR改善是独立与减少痰中性粒细胞的数量有关,巨噬细胞和淋巴细胞。
许多研究人员和临床医生认为BHR哮喘慢性阻塞性肺病的但不是的一个特点。我们的数据表明,BHR COPD患者还出现在一个相当大的比例。这是在协议与两个早期的研究结果。首先,肺部健康研究报告发病率BHR∼60%的慢性阻塞性肺病(3]。其次,W“et al。(21]研究了吸入乙酰甲胆碱对呼吸力学和发现高反应性的影响在所有25个包括慢性阻塞性肺病患者。考虑到这些发现,94%的高患病率BHR GLUCOLD研究可能并不令人惊讶。特别重要的是,我们排除哮喘患者通过仔细审查家庭图表的早期诊断哮喘、肺面试和体检的医生。此外,慢性阻塞性肺病的诊断只是验证了包括患者> 45岁吸烟史≥10 pack-yrs。
在哮喘,多项研究表明,BHR的严重性及其treatment-induced改进与气道嗜酸性(减少)炎症反应(4,18,22]。这与我们的研究结果在慢性阻塞性肺病。我们观察到一个强大和独立BHR和中性气道炎症之间的联系,所反映的痰中性粒细胞的数量在横向和纵向分析。这是在协议与我们早些时候观察外周血中性粒细胞增加超氧化物阴离子生产同事与更严重的慢性阻塞性肺病患者BHR (23]。有大量的证据表明,中性粒细胞是重要的效应细胞在慢性阻塞性肺病。在这种背景下,B的结果araldoet al。(24感兴趣的。他们发现中性粒细胞浸润COPD患者的气管平滑肌在更大程度上比在健康受试者和更高程度的中性粒细胞浸润FEV较低有关1。后者并不奇怪,因为中性粒细胞可以释放多种炎性介质,包括弹性蛋白酶、白三烯B4、髓过氧化物酶、defensins组织蛋白酶G和肿瘤坏死factor-α。这可能会导致损伤肺上皮细胞和细胞外基质,粘液分泌增加,增加支气管黏膜的渗透性与气道壁增厚有关,和增加气道平滑肌细胞的收缩状态,所有导致FEV较低1和更严重的BHR (25]。
此外,在我们的研究中,改善BHR在过去2年的治疗是独立与痰巨噬细胞和淋巴细胞的数量减少,表明这些细胞也BHR的重要因素。综上所述,我们已经清楚地表明,BHR不仅仅是代理气道阻塞的标志,但也反映了炎症过程潜在的慢性阻塞性肺病。BHR有趣的是,改善COPD患者并不是与气道嗜酸性降低炎症反应有关,在哮喘一样,又反映了这一机制BHR非常不同哮喘和慢性阻塞性肺病。
令我们吃惊的是,我们没有发现一个独立的协会BHR改善和降低气道阻塞之间用FEV才能体现1或FEV1印度河流域文明。有趣的是,减少RV / TLC % pred是重要的。这可能是由于气道阻力下降或减少空气滞留由于关闭大型和/或小型航空公司。符合这一点,Hardakeret al。(26]表明BHR房车是一个重要的独立预测指标的增加在老年哮喘患者。此外,W时代人et al。(27)在小鼠模型表明,气道关闭是一主要因素导致哮喘BHR (28]。我们的研究结果表明,气道关闭也贡献BHR在慢性阻塞性肺病。
我们之前已经证明fluticasone和fluticasone /氟替卡松加沙美特罗显著改善BHR 6个月治疗后和6-30-month治疗(12]。然而,在当前的多元回归分析、治疗卡松或fluticasone /氟替卡松加沙美特罗不是BHR独立与改善,表明treatment-induced改进是,至少在一定程度上,介导通过在恶性通货膨胀和减少气道炎症。
类似的发现,K一个et al。(29日),我们发现女性比男性COPD患者有更严重的BHR即使调整基线气道阻塞。这一点尤其引人瞩目,数量少的女性在我们的研究中。到目前为止,女性有更多的原因严重BHR尚不清楚。一个可能的解释可能是女性有不同类型的慢性阻塞性肺病。已经使用计算机断层扫描和显示肺切除标本的组织学检查女病人少肺气肿,但是细支气管气道壁厚与男性相比不成比例地减少流明(30.]。另外,与荷尔蒙相关的事件可能发挥作用在慢性阻塞性肺病BHR的发展和严重性(31日]。我们已经延长K的发现一个et al。(29日)也通过调查纵向BHR 6 - 30个月治疗后的变化。通过这种方式,我们能够表明BHR水平提高到一个类似的程度与慢性阻塞性肺病治疗后在男性和女性。
观察6个月治疗后外周血单核细胞的增加是独立与醋甲胆碱减少电脑20.意想不到的和有趣的。在这种背景下,我们之前发现哮喘感兴趣的,表明更高比例的外周血单核细胞与BHR(那么严重4]。虽然它已经表明,外周血单核细胞在免疫反应中发挥作用,相对很少有人知道他们的关系BHR哮喘或慢性阻塞性肺病。因此,我们发现优点进一步调查。
treatment-induced醋甲胆碱的变化之间的相关性的电脑20.和气道炎症的病人参与GLUCOLD研究一直呈现之前(12]。肥大细胞和CD4 +细胞的变化与PC的变化20.在单变量分析。以前的报告只包含子组的慢性阻塞性肺病患者为30个月使用fluticasone或安慰剂,而现在我们已经分析了来自四个治疗组的患者。此外,以前的报告评估BHR 0到30个月的变化,而我们现在分析- 6-30个月之间的变化。后者跨度为一亚组病人选择,因为参与GLUCOLD研究是卡松第一组治疗6个月后跟安慰剂在第二次24个月。兼容以前的报告,单变量回归分析表明,醋甲胆碱改善PC20.6个月后与CD4的数量的减少+细胞在支气管活检和倾向于减少与肥大细胞(分别p = 0.002, p = 0.06;表S2)。然而,当前多元分析之间没有任何关联CD4 +淋巴细胞和肥大细胞的数量的严重性BHR基线,或减少CD4 +淋巴细胞之间或肥大细胞和改善BHR 6 - 30个月治疗。此外,CD4 +淋巴细胞和肥大细胞的数量没有独立有助于改善BHR。因此,在哮喘相比,我们的发现并不建议一大贡献CD4 +淋巴细胞或肥大细胞在慢性阻塞性肺病BHR的严重程度,而是突出的贡献痰中性粒细胞、淋巴细胞和巨噬细胞32,33]。
总之,我们的研究结果提高知识在慢性阻塞性肺病BHR即使分散的数据,使其带来额外的机制/交互解释神秘的房间在COPD肺功能和生物之间的关系。我们表明,BHR不仅是哮喘的一个特点也发生在许多比较严重的慢性阻塞性肺病患者不要使用吸入型皮质类固醇激素。然而,潜在的因素似乎BHR不同哮喘和慢性阻塞性肺病。BHR哮喘的严重程度及其treatment-induced改善已被证明与(减少)有关痰中嗜酸性粒细胞和肥大细胞的数量和支气管活检(4,18,22]。这与我们的研究结果在慢性阻塞性肺病。进行横向和纵向分析,我们能够显示,第一次,在慢性阻塞性肺病BHR主要是与气道炎症反映在中性粒细胞的数量有关,淋巴细胞和巨噬细胞在痰和支气管活检。此外,纵向分析表明,RV / TLC,困气的措施,而不是气流阻塞导致BHR在慢性阻塞性肺病。我们的数据表明,BHR是一个独立的特质在慢性阻塞性肺病和表型和疾病活动提供了额外的信息。BHR在慢性阻塞性肺病的作用值得进一步调查流行病学、病理学和药理学研究。
脚注
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支持声明
这项研究是由荷兰科学研究组织(NWO),荷兰哮喘基金会,葛兰素史克,格罗宁根大学医学中心和莱顿大学医学中心。
感兴趣的语句
语句对m . van den Berge T.S. Lapperre, P.J.斯德克已,注:Hiemstra, N.H.T.十Hacken H.A.M. Kerstjens和科学博士Postma,可以发现和研究本身www.www.qdcxjkg.com/site/misc/statements.xhtml
- 收到了2011年9月30日。
- 接受2012年1月25日。
- ©2012人队