文摘
人类鼻病毒(HRV)感染是一个重要的触发急性加重的慢性阻塞性肺疾病(COPD)但它的角色在决定恶化表型频率或时间进程HRV感染天然发作是未知的。
痰液样本77名患者被实时定量PCR对HRV分析(388个样本),和链球菌引起的肺炎,流感嗜血杆菌和莫拉克斯氏菌属复活(89个样本)。记录病人的呼吸道症状恶化每日日记卡,发现急性加重。
HRV患病率和负载在恶化表示在稳定状态(患病率明显高于53.3%与分别为17.2%;p < 0.001),但白天35 post-exacerbation 0%。感冒症状患者HRV负载高(p = 0.046)或喉咙痛比那些没有(p = 0.006)。73%的bacterium-negative但HRV-positive加重bacterium-positive了14天。患者HRV检测到恶化恶化频率较高(四分位范围)为3.01(2.02 - -5.30)的患者相比,每年没有HRV (2.51 (2.00 - -3.51)) (p = 0.038)。
在慢性阻塞性肺病恶化HRV患病率和负载增加,解决在复苏。频繁exacerbators更有可能体验HRV感染。HRV感染后继发性细菌感染是很常见的,提供了一个可能恶化复发的机制和新的治疗方法的潜在目标。
文摘
提高HRV患病率和负载是病原学的因素自然COPD急性加重和频繁的发作http://ow.ly/tlscz
介绍
慢性阻塞性肺疾病(COPD)是全世界第三大死因1]。是炎症条件引起的异常反应粒子和有毒气体,主要是香烟,患者易感遗传背景(2]。呼吸道症状恶化的事件是称为慢性阻塞性肺病急性加重。这些事件是住院的主要原因(3),和与生活质量受损4),大型医疗费用(5快),肺功能下降(6)和高死亡率(7]。
呼吸道感染,如细菌、病毒或合并感染,已经被证明是COPD恶化发病的一个重要特性,病毒被发现在三分之二的急性加重(8]。病毒感染引起较严重发作的症状,导致更长的恢复时间和住院的可能性更大9]。人类鼻病毒(HRV)是普通感冒的原因之一,是主要的病毒病原体检测在慢性阻塞性肺病恶化10),确定了高达60%的病毒相关加重使用定量PCR (qPCR) [8]。它已经表明,实验HRV感染引发慢性阻塞性肺病急性加重(11),虽然这些情节轻微的事件,不需要增加系统性治疗。
慢性阻塞性肺病急性加重是复杂的事件可以持续的时间太长。没有信息的HRV感染期间和之后自然产生的慢性阻塞性肺病急性加重。这是令人惊讶的,因为HRV感染是一个重要的触发发作,发作是已知疾病的自然历史的重要事件。HRV的存在和负载信息在发病期间和恢复的恶化可能允许适当的针对治疗干预措施,从而帮助减少恶化严重。此外,我们研究了HRV感染上呼吸道症状的关系,继发性细菌感染和patient-recorded结果进一步扩大我们的知识HRV感染在慢性阻塞性肺病恶化。一些慢性阻塞性肺病患者尤其容易发展恶化,这个易感性机制仍然未知(4]。
迄今为止,HRV变化负载自然发生的慢性阻塞性肺病急性加重的时间进程和经济复苏时期没有被调查。我们提出,HRV患病率和负载会增加在自然发生的慢性阻塞性肺病急性加重,和HRV感染会带来更大的症状和继发性细菌感染的发展。本研究首次探索患病率和负载的变化HRV在慢性阻塞性肺病患者使用qPCR稳定状态,在自然发生的慢性阻塞性肺病急性加重和恢复。我们也分析了协会的上呼吸道症状和细菌感染与HRV负载的变化。
方法
病人招聘
患者参与研究所有参与者在伦敦COPD人群中,这是一种慢性阻塞性肺病急性加重的前瞻性研究。研究的77名患者都提供一个或多个慢性阻塞性肺病急性发作在2008年1月至2011年12月之间。他们有一个post-bronchodilator用力呼气量在1 s (FEV1)< 80%的正常价值预测从年龄、身高和性别,FEV1/用力肺活量(FVC) < 0.7的比率(4]、[12]。其他重要呼吸道疾病史患者和那些无法完成每日日记卡被排除在外。
患者经常出现的抽样研究诊所每3 - 6个月痰。这些访问被定义为稳态访问提供没有恶化发病前的4周期间或之后间隔2周。一年一次,病人接受了一个FEV的全面审查1和FVC测定肺机能图金本位肺活量计(肺活量描记器有限公司,女仆莫顿,英国)和历史被吸烟的习惯(多年的吸烟和吸烟现状)。
恶化,恶化抽样的定义
所有患者被要求记录每日日记卡增加任何主要呼吸道症状(呼吸困难、痰脓或痰量)或轻微呼吸道症状(冷定义为鼻涕/拥堵,喘息,喉咙痛或咳嗽)。每天记录症状被用来精确定义发作的发生和恢复如下所述。在我们以前的工作,恶化发病被定义为第一个≥2天的病人记录两个或两个以上的新的或恶化的症状,这一定是一个主要症状之一。被忽视在识别恶化症状发作如果记录不断怀疑恶化发病前5天期间。一些急性加重被确定在没有任何日记卡数据,如果病人已经住院一个恶化或见过另一个医生在研究(如。如果病人已经度假,抗生素和/或口服糖皮质激素)。
患者强烈建议联系研究团队通过专用电话线路时经历过任何增加日常呼吸道症状。他们被医生看到48 h内的研究团队,他们的症状进行了综述和恶化确认根据我们定义以上症状。自发咯血痰收集在一个无菌容器从慢性阻塞性肺病患者。痰液收集在稳定状态,在恶化表示(ExP),在复苏的日子3、7、14和35 post-ExP。发病之间的平均时间的恶化和样品是3天。图1阐明了每个病人样本中分析。处理方法可以在网上找到补充材料。发作治疗根据现行指南和临床判断增加吸入治疗,抗生素和/或口服类固醇。
恶化的频率
一年一度的恶化率计算出每个病人急性加重患者的人数除以年日记卡数据的数量在2011年和2012年。这个时期被选为同期有90%的样品。< 1年的患者日记卡数据给出了一个恶化率等于事件召回的数量。先前的研究表明一个好的相关性急性加重的数量记录在日记卡和加重被病人的数量相同的一段(12),它已经表明,恶化频率代表一个相对稳定的患者表型(13]。
急性加重慢性肺疾病的工具
许可使用急性加重慢性肺病工具(具体)问卷得分症状强度得到United BioSource公司(贝塞斯达,医学博士,美国)。患者完成一篇论文版本的具体监督下至少一次在诊所,然后在家里,根据他们的症状有经验的当天完成。患者前瞻性地完成每天的稳定和持续长期使捕捉准确的分数在恶化。
RNA提取和反转录
RNA提取从单一化痰样本使用三试剂LS(分子研究中心Inc .,辛辛那提,哦,美国)方法(14];可以在网上找到辅料细节。互补脱氧核糖核酸制备使用高容量cDNA逆转录工具包(美国应用生物系统公司,卡尔斯巴德,CA)。
qPCR HRV检测和典型的细菌
热循环和实时检测qPCR产品进行使用ABI棱镜7500实时qPCR系统(应用生物系统公司)。所有qPCR样本运行在复制和两者之间的相关性在qPCR结果运行r = 0.991(在线补充图E1)。细节的引物和探针HRV qPCR E1表所示。
DNA提取和多路复用qPCR检测典型的细菌之前被我们组(15]。
统计分析
数据分析使用PASW统计v。19 (IBM公司,纽约,纽约,美国)。Kolmogorov-Smirnov测试正常应用。绝对HRV加载被报告为中位数(四分位范围(差)。图形插图,日志10转换数据均值±扫描电镜。非参数数据进行分析使用Mann-Whitney U-tests和Wilcoxon未配对,配对的测试数据,分别。连续变量之间的关系进行了分析使用斯皮尔曼等级相关的单变量分析。一个概率值p < 0.05被认为是具有统计学意义。
发作时被认为是作为单独的事件描述HRV时间进程,因为他们的触发(细菌或病毒)可以在同一个体不同。在其他分析HRV感染与患者特点,只有第一个示例所使用恶化与重复每个病人避免并发症的措施。
伦理批准
本研究皇家自由研究伦理委员会批准的皇家自由NHS信托(英国伦敦),这项工作是担负了(09年/ H0270/8)。所有患者参与这项研究给通知,书面同意。
结果
鼻病毒患病率和负载
有更高的患病率HRV的恶化(57 107,53.3%)较稳定状态(10 58,17.2%)(p < 0.001) (图2一个)。在未配对样本阳性HRV,意味着±扫描电镜HRV负荷显著增加从稳定状态(2.11±0.3日志10改变了点状单位(pfu)每毫升)恶化(3.27±0.2日志10空斑形成单位·毫升−1)(p = 0.004)(绝对值增加15倍)(图2 b)。小但配对的子集49恶化和稳定状态的样本,平均HRV负载也明显高于恶化(2.16±0.3日志10空斑形成单位·毫升−1)较稳定状态(0.40±0.2日志10空斑形成单位·毫升−1)(p < 0.001)。没有意义的区别在发病之间的平均天数和日期的抽样发作有或没有HRV礼物:3与分别为4天(p = 0.336)。
57 HRV-positive恶化的样本,21日发作有感冒症状意味着HRV负荷为3.93±0.4日志10空斑形成单位·毫升−1。这是明显高于不感冒症状加重(n = 36;2.88±0.2日志10空斑形成单位·毫升−1(p = 0.046)图3)。意味着HRV负载较高时喉咙痛是报道(n = 22;4.12±0.4日志10空斑形成单位·毫升−1)比没有喉咙痛(n = 35;2.73±0.2日志10空斑形成单位·毫升−1)(p = 0.006) (图3 b)。的数量HRV-negative发作(n = 50),感冒症状19岁(38%),11(22%)有一个喉咙痛和两个症状(4%)。
HRV负载在COPD恶化复苏
图1显示,53名患者提供了一个在78年共有298份痰液样本加重;75年拍摄经验,58天3 post-ExP, 69 7天,57天14和39 35天。
在ExP HRV患病率从60%下降至44.8%,第三天,第七天,20.3%在第14天15.8%和0%在35天;在患病率显著下降实验被认为在第七天,14岁,35 (p < 0.001)(图ea2)。HRV加重积极的经验值,中值(差)HRV负荷显著降低ExP(2.72(1.6 - -4.8)日志10空斑形成单位·毫升1第三天(1.34)(0 - 2.7)日志10空斑形成单位·毫升1)(p = 0.010;成对的数据,n = 43),然后到第七天(0(0 - 1.4)日志10空斑形成单位·毫升−1)(p = 0.023)。也有显著降低负载从14天(0(0 - 0)日志10空斑形成单位·毫升135天(0)(0 - 0)日志10空斑形成单位·毫升1)(p = 0.033)(图E2B)。
没有差别的HRV的患病率或负载加重使用抗生素治疗和/或口服类固醇在任何的时间点。
HRV负载和上呼吸道症状
中位数HRV负载在报道感冒症状的患者明显高于ExP (n = 29)与那些没有(n = 14) (3.77 (1.79 - -5.05)与1.79(1.39 - -2.69)日志10空斑形成单位·毫升−1分别)(p = 0.006) (图6)。在两组中,HRV负载下降在经济复苏时期,以经验值和零最高35天。与感冒症状加重,HRV负载中值显著下降ExP(3.77(1.79 - -5.05)日志10空斑形成单位·毫升−1第三天(1.94)(0 - 3.61)日志10空斑形成单位·毫升−1)(p < 0.001),尽管没有明显的变化在这些时间点之间在没有感冒症状的患者HRV负荷(p = 0.517)。在病人喉咙痛,HRV负载中值为高在每个时间点相比不喉咙痛(图6 b)。在实验,负载组显著的高于报道喉咙痛的病人,3.38(2.43 - -4.99)日志10空斑形成单位·毫升−1相比之下,那些没有日志(1.67 (1.38 - -3.19)10空斑形成单位·毫升−1)(p = 0.039)。显著差异也在天3和7但不天看到14或35。
HRV感染和继发性细菌感染在慢性阻塞性肺病恶化
78 time-courses 45 HRV-positive在ExP。其中,足够的痰液可供细菌qPCR 21 time-courses 19所提供的患者,共89个样本。
在加重负面典型气道细菌ExP (n = 11),中位数细菌负荷显著增加从0到7.0(3.3 - -7.6)日志10转化菌落(cfu)每毫升白天14 (p = 0.002), 8例(73%)的11 bacterium-negative样本成为白天14阳性细菌。在这些11发作,HRV负载下降显著ExP(2.7(1.5 - -4.9)日志10空斑形成单位·毫升−135)为0天(p < 0.001) (图7)。
在发作典型气道细菌阳性ExP (n = 10),中等负荷显著降低从6.7(5.7 - -8.5)日志10cfu·毫升−10(0 - 4.4)日志10cfu·毫升−17天(p = 0.004)。负载上升之间的第七天(0(0 - 4.4)日志10cfu·毫升−1)和14天(5.43(0 - 7.0)日志10cfu·毫升−1虽然这种变化没有达到统计学意义。HRV,中位数HRV负载下降显著ExP(2.4(1.3 - -3.2)日志10空斑形成单位·毫升−1)为0天35 (p = 0.001) (图7 b)。没有显著差异的HRV负载在两组之间的经验(图7)。
所有21发作,在第14天,当细菌负荷达到顶峰,36%的患者呼吸困难,18.2%的人改变痰脓、痰量增加了54.5%,9.1%的感冒症状,36.4%的咳嗽。当细菌学数据除以物种,阳性样品的数量很低,所以可以得到无显著的结论。结果见表E2。
66例(86%)患者吸入激素(ICS)治疗在恶化。没有差异的患病率在患者HRV或细菌或没有ICS。同样,没有区别患者HRV或细菌负荷或无ICS在任何的时间点(表E5和E6)。所有检测21加重细菌与抗生素治疗是否随后被发现是积极的还是消极的恶化表示典型的细菌。发作都使用抗生素治疗7天,除了两个以外,治疗10天,其中一个是bacterium-negative bacterium-positive其中之一。
讨论
这是第一个研究调查的角色HRV感染使用病毒载量测量完成时间进程中自然发生的慢性阻塞性肺病急性加重。我们探索HRV感染的关系恶化等上呼吸道症状和临床参数的频率。我们发现显著增加患病率和负载的HRV在恶化而稳定的状态。HRV的负载明显高于报道上呼吸道症状的病人比那些没有,重要的是,患者恶化频率更高。第一次,我们研究了HRV感染的影响使用的问卷调查,验证patient-reported恶化的结果(16],显示HRV感染之间的关系和更高的分数。此外,我们一直在调查后气道细菌负荷的时间进程自然HRV感染在慢性阻塞性肺病患者中,和显示之间的关系的初始HRV感染和继发性细菌感染在慢性阻塞性肺病恶化。
HRV已被证明是与在哮喘急性加重(17)和慢性阻塞性肺病(8]。在这项研究中,我们发现,HRV在痰是更大的在恶化的患病率(53.3%)比稳定状态(17.2%),这与先前的数据是一致的9]。同样,HRV负载,以qPCR来衡量,明显高于在恶化而稳定的状态,绝对增加了15倍。
HRV感染是最常见的导致上呼吸道的冷和恶化;感冒症状的患者HRV负荷明显高于那些没有。实验性哮喘患者HRV感染的研究也发现了相似的HRV负载和感冒症状之间的关系(18]。在一项研究中实验HRV感染在慢性阻塞性肺病患者中,HRV加载显示在第五天post-inoculation达到顶峰,与感冒症状达到第三天(11]。因此,我们的研究结果证实了协会的上呼吸道症状和HRV感染,,重要的是,强调HRV的存在可能是由感冒症状的存在表示。它还强调了早期的重要性抽样的慢性阻塞性肺病患者恶化为了研究其病理生理学。伦敦COPD组的一个独特的优势是,我们前瞻性地跟随我们的患者,发病后早期评估他们的症状恶化,病毒检测和优化使研究这些事件的时间进程。
一些COPD患者尤其容易发作,称为“频繁exacerbators”[19]。我们之前的研究工作表明,这些患者更容易患感冒19),在这项研究中,我们发现在频繁exacerbators HRV感染更常见。第一次,我们演示了一个微弱但恶化的频率和HRV负载之间的显著相关性,表明频繁exacerbators更容易呼吸道病毒感染或不能够阻止病毒复制。建议增加病毒易感性机制是细胞内的灯在呼吸道上皮细胞粘附分子(ICAM) 1。ICAM-1已被证明是调节支气管粘膜的慢性支气管炎患者(20.),这可能会导致增加在这些患者HRV感染。
完全是一个patient-reported结果测量的标准化,允许恶化频率、严重程度和持续时间(16]。使用精确的调查问卷,我们已经证明,患者HRV抽样的时候比那些没有确切有更高的分数HRV,表明急性加重与HRV感染更严重。确切的分数在今后的试验中可以用来评估恶化严重的抗病毒治疗慢性阻塞性肺病恶化。然而,这几乎达到统计学意义,因此未来的研究或更大研究数字可能帮助做出明确的结论。
小说方面,这项研究是我们评估HRV负荷在整个时间进程的自然发生恶化。据我们所知,没有以前的数据的时间进程HRV感染自然发生的慢性阻塞性肺病急性加重和上呼吸道症状之间的关系。我们发现HRV患病率和负载下降从实验到35天,当没有HRV检测。有显著下降值HRV负载和表示到第三天,从每天3 - 7所示。在我们的研究中,HRV负载最高的演讲,表明患者可能感染前几天向诊所。感冒恶化症状,在实验之前HRV研究中,HRV负载在第五天post-inoculation最高(11),与我们的研究结果一致。
发现HRV加载高在慢性阻塞性肺病经验是很重要的。的许多障碍之一抗病毒治疗慢性阻塞性肺病急性加重的发展,认为患者可能出现的症状和规定治疗太晚的抗病毒效果。然而,这些数据表明,HRV负载仍是高当病人到诊所,这表明病毒复制可能是持续的,因此,在这个时间点抗病毒治疗可能有效。这凸显了未满足的需要快速发展的抗病毒疗法治疗慢性阻塞性肺病急性加重,患者HRV高负荷甚至在恶化表示。
我们还研究了HRV与气道细菌合并感染的患者在恶化的时间进程,并发现一个初始HRV感染和继发性细菌感染之间的联系。少量的研究认为合并感染,如之间的相互作用流感嗜血杆菌和HRV,显示流感嗜血杆菌负载,由文化决定的,显著增加的HRV与案件没有HRV [21]。此外,米alliaet al。(22),在慢性阻塞性肺病患者HRV感染实验,研究报道继发性细菌感染,60%的受试者初始接种后,与细菌负荷15天达到顶峰。在我们的病人为阴性细菌在恶化时,73%的样本积极通过14天,这个时间点细菌负荷显著增加。这支持的概念直接联系HRV感染和继发性细菌感染。在陈述患者阳性细菌,第七天的负荷显著下降,虽然是一个无足轻重的增加14天。这在第14天增加可能是由于停止抗生素治疗,虽然在样本细菌负荷的增加消极表现但积极在第14天,HRV感染后,表明可能有一个真正的初始HRV感染和继发性细菌感染之间的联系。
事实上,加重bacterium-negative ExP但成为积极的第14天用抗生素治疗表明,在最初的病毒感染导致的急性加重继发性细菌感染,抗病毒治疗可能比抗生素更有效;然而,抗生素可能更加恶化的有关在后期,当继发性细菌感染可能发展。
有很少的病人没有ICS治疗和,因此,没有明确的结论可以对这种治疗的效果在病毒或细菌负荷。
慢性阻塞性肺病患者仍然在第14天症状,当细菌负荷达到顶峰,并报告呼吸困难,咳嗽,痰量变化和脓痰,建议在第14天增加呼吸道细菌感染的临床意义。住院病人由于加重肺功能障碍和长度的增加更为显著在病毒和细菌合并感染的环境(23]。继发性细菌感染也可能参与恶化复发(13),还需要进一步的研究来评估这些关键的长期影响的结果。
有其他研究调查合并感染的病毒和细菌在COPD恶化;然而,他们发现合并感染的发生率低于我们的研究中,这可能是由于大量从病人身上采集的样本在每个恶化[23]、[24]。2006年的一项研究由Papiet al。(23),其中一个样本在每个恶化,显示病毒和细菌合并感染,25%的样本。Hutchinsonet al。(24)收集两个样本在恶化和报道,36%的发作中检测到病毒发作了继发性细菌感染在接下来的7天,总的来说,78%的发作流感嗜血杆菌分离后的头五天,前面的是病毒症状出现。在我们的研究中,我们收集了多个样品在急性加重和发现合并感染的发生率高于上述研究,这表明重复采样的时间恶化更有可能确定合并感染的存在。
这项研究仅限于HRV感染,尽管其他病毒研究在慢性阻塞性肺病恶化,HRV已被证明是最常检测(8]。同样,这项研究仅限于最常见的典型的气道细菌检测在慢性阻塞性肺病恶化,尽管不太可能细菌除了这三个,扮演了一个重要的角色在社区发作的病因学25]。
总之,本研究量化病毒载量显示HRV与上呼吸道感染症状,典型的气道细菌和patient-reported结果自然COPD急性加重。我们还表明,频繁发作史的患者更容易HRV感染。HRV感染后继发性细菌感染是很常见的,有重要意义的治疗和复发恶化。治疗呼吸道病毒感染在慢性阻塞性肺病患者可能因此降低恶化频率的关键。因此,有一个未满足的需求快速发展的治疗目标,呼吸道病毒感染的预防和治疗慢性阻塞性肺病患者。
确认
作者要感谢英国医学研究理事会资助伦敦COPD组。我们要感谢n . Bartlett(英国伦敦帝国理工学院、伦敦)HRV qPCR设置为他的宝贵的援助。我们感谢所有伦敦慢性阻塞性肺病的患者群体奉献他们的时间和精力使这项研究成为可能。
脚注
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可以从本文的补充材料www.www.qdcxjkg.com
支持声明:这项研究是由英国医学研究理事会倡议G0800570/1病人队列研究。
利益冲突:披露可以找到与本文的在线版本www.www.qdcxjkg.com
- 收到了2013年12月20日。
- 接受2014年1月28日。
- ©2014人队