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1肺与危重病医学部,内科与心血管研究所
2UCSF放射学与生物医学影像学系,旧金山,加州,美国。
3.美国密苏里州圣路易斯华盛顿大学医学院Mallinckrodt放射学研究所。
4美国威斯康辛州麦迪逊市威斯康辛大学医学与公共卫生学院医学物理系和放射学系。
5美国爱荷华州爱荷华市,爱荷华大学卡弗医学院放射科,心血管和肺影像学科。
6美国密苏里州圣路易斯华盛顿大学医学系肺与重症监护医学部。
7美国威斯康辛州麦迪逊市威斯康辛大学医学院过敏、肺部和重症监护医学部。
8美国马萨诸塞州波士顿布里格姆妇女医院肺和重症监护医学部。
9病理生物学,勒纳研究所,克利夫兰诊所,克利夫兰,俄亥俄州。
10美国宾夕法尼亚州匹兹堡市匹兹堡大学医学系肺、过敏和重症监护医学部。
11基因组学和个性化医学研究中心,威克森林医学院,温斯顿-塞勒姆,美国北卡罗来纳州。
12美国宾州州立大学公共卫生科学系生物统计与生物信息学研究室。
13NHLBI SARP研究人员在补充确认中有详细说明。
通信地址:John Fahy, 1303室,健康科学东,UCSF,帕纳萨斯大道513号,旧金山,加利福尼亚州94143,美国。电话:415.476.9940;电子邮件:john.fahy@ucsf.edu.
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3.美国密苏里州圣路易斯华盛顿大学医学院Mallinckrodt放射学研究所。
4美国威斯康辛州麦迪逊市威斯康辛大学医学与公共卫生学院医学物理系和放射学系。
5美国爱荷华州爱荷华市,爱荷华大学卡弗医学院放射科,心血管和肺影像学科。
6美国密苏里州圣路易斯华盛顿大学医学系肺与重症监护医学部。
7美国威斯康辛州麦迪逊市威斯康辛大学医学院过敏、肺部和重症监护医学部。
8美国马萨诸塞州波士顿布里格姆妇女医院肺和重症监护医学部。
9病理生物学,勒纳研究所,克利夫兰诊所,克利夫兰,俄亥俄州。
10美国宾夕法尼亚州匹兹堡市匹兹堡大学医学系肺、过敏和重症监护医学部。
11基因组学和个性化医学研究中心,威克森林医学院,温斯顿-塞勒姆,美国北卡罗来纳州。
12美国宾州州立大学公共卫生科学系生物统计与生物信息学研究室。
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通信地址:John Fahy, 1303室,健康科学东,UCSF,帕纳萨斯大道513号,旧金山,加利福尼亚州94143,美国。电话:415.476.9940;电子邮件:john.fahy@ucsf.edu.
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3.美国密苏里州圣路易斯华盛顿大学医学院Mallinckrodt放射学研究所。
4美国威斯康辛州麦迪逊市威斯康辛大学医学与公共卫生学院医学物理系和放射学系。
5美国爱荷华州爱荷华市,爱荷华大学卡弗医学院放射科,心血管和肺影像学科。
6美国密苏里州圣路易斯华盛顿大学医学系肺与重症监护医学部。
7美国威斯康辛州麦迪逊市威斯康辛大学医学院过敏、肺部和重症监护医学部。
8美国马萨诸塞州波士顿布里格姆妇女医院肺和重症监护医学部。
9病理生物学,勒纳研究所,克利夫兰诊所,克利夫兰,俄亥俄州。
10美国宾夕法尼亚州匹兹堡市匹兹堡大学医学系肺、过敏和重症监护医学部。
11基因组学和个性化医学研究中心,威克森林医学院,温斯顿-塞勒姆,美国北卡罗来纳州。
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3.美国密苏里州圣路易斯华盛顿大学医学院Mallinckrodt放射学研究所。
4美国威斯康辛州麦迪逊市威斯康辛大学医学与公共卫生学院医学物理系和放射学系。
5美国爱荷华州爱荷华市,爱荷华大学卡弗医学院放射科,心血管和肺影像学科。
6美国密苏里州圣路易斯华盛顿大学医学系肺与重症监护医学部。
7美国威斯康辛州麦迪逊市威斯康辛大学医学院过敏、肺部和重症监护医学部。
8美国马萨诸塞州波士顿布里格姆妇女医院肺和重症监护医学部。
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10美国宾夕法尼亚州匹兹堡市匹兹堡大学医学系肺、过敏和重症监护医学部。
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10美国宾夕法尼亚州匹兹堡市匹兹堡大学医学系肺、过敏和重症监护医学部。
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12美国宾州州立大学公共卫生科学系生物统计与生物信息学研究室。
13NHLBI SARP研究人员在补充确认中有详细说明。
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1肺与危重病医学部,内科与心血管研究所
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3.美国密苏里州圣路易斯华盛顿大学医学院Mallinckrodt放射学研究所。
4美国威斯康辛州麦迪逊市威斯康辛大学医学与公共卫生学院医学物理系和放射学系。
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6美国密苏里州圣路易斯华盛顿大学医学系肺与重症监护医学部。
7美国威斯康辛州麦迪逊市威斯康辛大学医学院过敏、肺部和重症监护医学部。
8美国马萨诸塞州波士顿布里格姆妇女医院肺和重症监护医学部。
9病理生物学,勒纳研究所,克利夫兰诊所,克利夫兰,俄亥俄州。
10美国宾夕法尼亚州匹兹堡市匹兹堡大学医学系肺、过敏和重症监护医学部。
11基因组学和个性化医学研究中心,威克森林医学院,温斯顿-塞勒姆,美国北卡罗来纳州。
12美国宾州州立大学公共卫生科学系生物统计与生物信息学研究室。
13NHLBI SARP研究人员在补充确认中有详细说明。
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4美国威斯康辛州麦迪逊市威斯康辛大学医学与公共卫生学院医学物理系和放射学系。
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10美国宾夕法尼亚州匹兹堡市匹兹堡大学医学系肺、过敏和重症监护医学部。
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12美国宾州州立大学公共卫生科学系生物统计与生物信息学研究室。
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9病理生物学,勒纳研究所,克利夫兰诊所,克利夫兰,俄亥俄州。
10美国宾夕法尼亚州匹兹堡市匹兹堡大学医学系肺、过敏和重症监护医学部。
11基因组学和个性化医学研究中心,威克森林医学院,温斯顿-塞勒姆,美国北卡罗来纳州。
12美国宾州州立大学公共卫生科学系生物统计与生物信息学研究室。
13NHLBI SARP研究人员在补充确认中有详细说明。
通信地址:John Fahy, 1303室,健康科学东,UCSF,帕纳萨斯大道513号,旧金山,加利福尼亚州94143,美国。电话:415.476.9940;电子邮件:john.fahy@ucsf.edu.
1肺与危重病医学部,内科与心血管研究所
2UCSF放射学与生物医学影像学系,旧金山,加州,美国。
3.美国密苏里州圣路易斯华盛顿大学医学院Mallinckrodt放射学研究所。
4美国威斯康辛州麦迪逊市威斯康辛大学医学与公共卫生学院医学物理系和放射学系。
5美国爱荷华州爱荷华市,爱荷华大学卡弗医学院放射科,心血管和肺影像学科。
6美国密苏里州圣路易斯华盛顿大学医学系肺与重症监护医学部。
7美国威斯康辛州麦迪逊市威斯康辛大学医学院过敏、肺部和重症监护医学部。
8美国马萨诸塞州波士顿布里格姆妇女医院肺和重症监护医学部。
9病理生物学,勒纳研究所,克利夫兰诊所,克利夫兰,俄亥俄州。
10美国宾夕法尼亚州匹兹堡市匹兹堡大学医学系肺、过敏和重症监护医学部。
11基因组学和个性化医学研究中心,威克森林医学院,温斯顿-塞勒姆,美国北卡罗来纳州。
12美国宾州州立大学公共卫生科学系生物统计与生物信息学研究室。
13NHLBI SARP研究人员在补充确认中有详细说明。
通信地址:John Fahy, 1303室,健康科学东,UCSF,帕纳萨斯大道513号,旧金山,加利福尼亚州94143,美国。电话:415.476.9940;电子邮件:john.fahy@ucsf.edu.
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2UCSF放射学与生物医学影像学系,旧金山,加州,美国。
3.美国密苏里州圣路易斯华盛顿大学医学院Mallinckrodt放射学研究所。
4美国威斯康辛州麦迪逊市威斯康辛大学医学与公共卫生学院医学物理系和放射学系。
5美国爱荷华州爱荷华市,爱荷华大学卡弗医学院放射科,心血管和肺影像学科。
6美国密苏里州圣路易斯华盛顿大学医学系肺与重症监护医学部。
7美国威斯康辛州麦迪逊市威斯康辛大学医学院过敏、肺部和重症监护医学部。
8美国马萨诸塞州波士顿布里格姆妇女医院肺和重症监护医学部。
9病理生物学,勒纳研究所,克利夫兰诊所,克利夫兰,俄亥俄州。
10美国宾夕法尼亚州匹兹堡市匹兹堡大学医学系肺、过敏和重症监护医学部。
11基因组学和个性化医学研究中心,威克森林医学院,温斯顿-塞勒姆,美国北卡罗来纳州。
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3.美国密苏里州圣路易斯华盛顿大学医学院Mallinckrodt放射学研究所。
4美国威斯康辛州麦迪逊市威斯康辛大学医学与公共卫生学院医学物理系和放射学系。
5美国爱荷华州爱荷华市,爱荷华大学卡弗医学院放射科,心血管和肺影像学科。
6美国密苏里州圣路易斯华盛顿大学医学系肺与重症监护医学部。
7美国威斯康辛州麦迪逊市威斯康辛大学医学院过敏、肺部和重症监护医学部。
8美国马萨诸塞州波士顿布里格姆妇女医院肺和重症监护医学部。
9病理生物学,勒纳研究所,克利夫兰诊所,克利夫兰,俄亥俄州。
10美国宾夕法尼亚州匹兹堡市匹兹堡大学医学系肺、过敏和重症监护医学部。
11基因组学和个性化医学研究中心,威克森林医学院,温斯顿-塞勒姆,美国北卡罗来纳州。
12美国宾州州立大学公共卫生科学系生物统计与生物信息学研究室。
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通信地址:John Fahy, 1303室,健康科学东,UCSF,帕纳萨斯大道513号,旧金山,加利福尼亚州94143,美国。电话:415.476.9940;电子邮件:john.fahy@ucsf.edu.
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2UCSF放射学与生物医学影像学系,旧金山,加州,美国。
3.美国密苏里州圣路易斯华盛顿大学医学院Mallinckrodt放射学研究所。
4美国威斯康辛州麦迪逊市威斯康辛大学医学与公共卫生学院医学物理系和放射学系。
5美国爱荷华州爱荷华市,爱荷华大学卡弗医学院放射科,心血管和肺影像学科。
6美国密苏里州圣路易斯华盛顿大学医学系肺与重症监护医学部。
7美国威斯康辛州麦迪逊市威斯康辛大学医学院过敏、肺部和重症监护医学部。
8美国马萨诸塞州波士顿布里格姆妇女医院肺和重症监护医学部。
9病理生物学,勒纳研究所,克利夫兰诊所,克利夫兰,俄亥俄州。
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3.美国密苏里州圣路易斯华盛顿大学医学院Mallinckrodt放射学研究所。
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发布于2018年2月5日更多信息
哮喘是非常不均匀的,有多种潜在的炎症途径和结构性气道异常导致症状性疾病。因此,目前该领域的一个挑战是精确地描述不同类型的哮喘,目标是开发个性化的治疗方法。在最新一期的J188bet体育备用网址CI中,Dunican等人开发了一种非侵入性方法,通过使用多检测器计算机断层扫描(MDCT)测量粘液积聚来评估哮喘患者的气道功能障碍,并发现小气道粘液堵塞在严重哮喘患者中非常常见。这项工作强调了非侵入性成像方法在定义特定哮喘亚群和指导靶向治疗方面的重要性。
史蒂夫·n·乔亚斯
背景。慢性严重哮喘中黏液堵塞与气流阻塞之间的联系尚未建立,嗜酸性粒细胞及其产物在黏液堵塞形成中的作用尚不清楚。
方法。在临床研究中,我们开发并应用了一种基于支气管肺段的评分系统,对146名哮喘患者和22名对照组的多检测器计算机断层扫描(MDCT)肺扫描中的粘液堵塞进行量化,并分析了粘液堵塞评分、1秒用力呼气量(FEV1)和气道嗜酸性粒细胞之间的关系。此外,我们使用气道黏液凝胶模型来探索嗜酸性过氧化物酶(EPO)产生的氧化剂是否氧化半胱氨酸巯基以促进黏液堵塞的形成。
结果。58%的哮喘患者在20个肺段中至少有一个出现粘液堵塞,而对照组只有4.5%,哮喘患者的粘液堵塞在同一肺段持续数年。67%的哮喘患者FEV1低于预测容量的60%,19%的哮喘患者FEV1为60% - 80%,6%的哮喘患者FEV1大于80%(≥4段)。P< 0.001),与痰中嗜酸性粒细胞和EPO显著增加有关。EPO催化硫氰酸盐和溴化物的氧化2O2产生交联半胱氨酸巯基的氧化剂,使巯基水凝胶变硬。
结论。黏液堵塞是严重哮喘慢性气流阻塞的可能机制,环氧树脂产生的氧化剂可能介导黏液堵塞的形成。我们提出了一种使用多层螺旋ct肺扫描来量化气道粘液堵塞的方法,并建议治疗粘液堵塞可以改善慢性严重哮喘的气流。
试验注册。NCT01718197、NCT01606826、NCT01750411、NCT01761058、NCT01761630、NCT01759186、NCT01716494和NCT01760915。
资金。NIH拨款P01 HL107201、R01 HL080414、U10 HL109146、U10 HL109164、U10 HL109172、U10 HL109086、U10 HL109250、U10 HL109168、U10 HL109257、U10 HL109152和P01 HL107202,国家先进转化科学中心拨款UL1TR0000427、UL1TR000448和KL2TR000428。
尽管黏液堵塞在急性严重(致命)哮喘气流阻塞的病理生理学中占有重要地位(1,2),粘液堵塞在慢性严重哮喘气流阻塞病理生理学中的作用尚不清楚。这种有限的认识是合理治疗严重哮喘气流阻塞的障碍,因为如果粘液塞能被证明是阻塞的原因,它们就代表了一个易于处理的治疗目标。由于方法学上的困难,对慢性严重哮喘中黏液堵塞作为气流阻塞机制的作用的理解一直被阻碍。迄今为止,影像学研究还没有系统地检查哮喘患者的气道腔内粘液,而已经证明粘液病理与气流之间关系的研究依赖于慢性咳嗽和痰的产生,这是一种称为慢性粘液高分泌(CMH)的症状综合体(3.,4).依赖CMH症状来确定气道粘液塞患者是有问题的,因为慢性阻塞性肺疾病患者在病理证实有粘液塞的情况下通常不存在CMH症状(5).
少量非致命性哮喘患者的病理研究显示气道粘液堵塞(6),但这些塞子与气流阻塞之间的关系尚不清楚。此外,血液和气道嗜酸性粒细胞增多与哮喘气流阻塞密切相关(7,8),但嗜酸性粒细胞与粘液塞之间的关系尚不清楚。嗜酸性粒细胞分泌多种生物活性分子,包括颗粒蛋白、脂质介质、趋化肽和细胞因子。嗜酸性粒细胞过氧化物酶(EPO)是最丰富的颗粒蛋白,它利用呼吸爆发衍生的H2O2、卤化物(氯化物和溴化物)和假卤化物(硫氰酸盐),以产生活性氧化剂,可杀死病原体或激活气道细胞,包括肥大细胞(9).值得注意的是,硫氰酸盐与H2O2,由EPO催化的是低硫氰酸(HOSCN),已知它以巯基为靶点作为细胞毒机制(10).最近,我们报道了半胱氨酸硫醇基团的氧化-丰富的黏蛋白聚合物-是肺粘液凝胶硬化的机制(11),但EPO通过产生修饰粘蛋白的氧化剂来促进粘液堵塞形成的可能性在哮喘气道嗜酸性粒细胞的病理作用的综述中没有被考虑(12).
我们开始研究慢性严重哮喘患者气道黏液堵塞与气流阻塞之间的关系,并探讨嗜酸性粒细胞和EPO是否在这些堵塞的形成中起病理生理作用。在临床研究中,我们开发了一个评分系统来量化肺部多探测器计算机断层扫描(MDCT)中的粘液堵塞,我们使用这个基于MDCT的评分系统来确定SARP中哮喘患者的粘液堵塞和气流阻塞之间的关系。我们还检查了黏液堵塞与气道嗜酸性粒细胞和促红细胞生成素之间的关系。在实验研究中,我们探讨了促红细胞生成素在气道黏液凝胶模型系统中的病理作用。具体来说,我们测试了EPO是否催化H2O2与硫氰酸盐或溴化物生成氧化剂,目标是半胱氨酸硫醇交联或修饰硫代水凝胶以增加弹性。
人类的主题。研究人员分析了NHLBI SARP中146名成人哮喘患者和22名健康对照者的MDCT扫描结果(图1而且补充表1;本文可在网上获得补充材料;https://doi.org/10.1172/JCI95693DS1).在146例哮喘患者中,66%的疾病符合美国胸科学会/欧洲呼吸学会(ATS/ERS)标准(188bet官网地址表1) (13),支气管扩张剂前1秒用力呼气量(FEV1) 97例(66%)小于预测量的80%,39例(27%)小于预测量的60%。
气道黏液阻塞可以通过肺部多层螺旋ct成像进行识别和定量。在初步研究中,我们发现我们可以通过多层螺旋ct扫描来识别哮喘患者肺部的粘液堵塞。具体地说,我们可以通过连续的横断面CT片将粘液塞识别为气道管腔内的混浊区,与通畅的气道管腔相邻。这些混浊比邻近血管的放射密度低,这些混浊对管腔的阻塞可能是部分或完全的。这些粘液阻塞主要见于亚节段气道,表现为局灶性或分支性混浊(图2,A-C),通常在没有支气管扩张的情况下发生。基于这些发现,我们继续开发了一种视觉评分系统,以正式量化多层螺旋ct扫描中的粘液堵塞(图2 d).粘液阻塞被定义为支气管完全阻塞,与发生或大小无关。当与扫描平面平行时,粘液栓被识别为管状密度,有或没有分支。当斜向或垂直于扫描平面时,它们被识别为在连续切片上看到的椭圆形或圆形浑浊物,并通过其与支气管管腔通畅部分的连续性以及与相邻血管的相对位置来与血管区分(补充图1而且补充视频1).系统地检查每个肺叶的各部分是否存在粘液塞,并相应地给予1或0分(补充图8).将每个肺叶的部分分数相加,生成两个肺的总粘液分数,得到的总分在0到20之间。横膈膜胸膜和肋胸膜2cm以内的外周气道被排除在评估之外,因为这些外周气道口径较小,粘液阻塞难以确定。五名接受过胸部放射学亚专科培训的放射科医生回顾了MDCT扫描。两名放射科医生被随机分配对每次扫描进行独立评分,并对两个评分者的评分进行平均,以生成每个受试者的CT粘液评分。这种方法生成的分数范围从0到20,增量为0.5。通过这种方式,我们发现58%(85/146)的哮喘受试者在20个肺段中至少有一个存在粘液堵塞,而在健康对照组中只有4.5% (1/22)(图2 e).在所有168次扫描中,评分者之间黏液评分一致性的组内相关系数(ICC)为0.80 (95% CI为0.74至0.85)。此外,5名放射科医生分别对14次扫描(3次健康,11次哮喘)进行两次随机评分,评分者粘液评分一致性为0.99 (95% CI 0.99至1.00)。在哮喘患者中,粘液存在组的粘液评分中值为3.5,我们根据粘液评分将哮喘患者分为3个粘液亚组。痰液得分为0的哮喘患者被分配到零痰液组,痰液得分在0.5到3.5之间的哮喘患者被分配到低痰液组,痰液得分在4到20之间的哮喘患者被分配到高痰液组(图2 f).
哮喘患者与健康人群CT黏液评分的发展与分布(一个纵切面呈分枝状(黄色箭头)的粘液栓子为管状混浊(正面)。(B黏液堵塞(黄色箭头),纵切面(横切面)可见广泛分支。(C横切面所见粘液塞(黄色箭头)为圆形混浊(横切面)。(D)图示显示如何评估mdct以生成粘液评分。多层螺旋ct上2cm外周区域内的气道(红色部分)或部分闭塞的气道被排除在评估之外。粘液阻塞被定义为气道完全阻塞。评估每个支气管肺段是否存在1个或多个粘液塞,并对每个支气管肺段进行评分,并将每个支气管肺段的评分相加,生成粘液评分。(E健康患者和哮喘患者的分段评分。(F)哮喘患者分段评分的频率分布。上面的颜色代码xAxis定义了3个粘液组:绿色表示粘液评分为0的患者(零粘液组);蓝色表示粘液评分在0.5 - 3.5之间的患者(低粘液组);橙色表示粘液评分≥4.0的患者(高粘液组)。(G桑基柱状图显示了25例哮喘患者从SARP 1/2到SARP 3黏液评分的变化。(H)基线扫描粘液堵塞节段饼图;65%的这些节段在重扫描时有粘液堵塞。基线扫描无粘液堵塞节段饼图;79%的这些节段在重新扫描时没有粘液堵塞。(我) mdct显示2010年右下叶黏液堵塞阻塞气道(黄色箭头),2013年黏液堵塞阻塞同一气道,更近端可见(黄色箭头)并分支到相邻气道。***P< 0.001,方差不等t测试。
作为SARP 1或SARP 2的一部分,在SARP 3中有25名哮喘受试者也进行了HRCT扫描(补充表2).这些sarp1和sarp2扫描是在sarp3 MDCT扫描前2 - 9年获得的。威斯康星大学麦迪逊分校医学院的两名放射科医生一起阅读了50张扫描图,以识别和评分粘液堵塞。在基于分数的分析中,我们比较了分配给第一次和第二次扫描的粘液分数;在平均5.2年的时间里,7名受试者的黏液评分不变(28%),10名受试者的黏液评分上升(40%),8名受试者的黏液评分下降(32%)(SD 2.5)。我们发现90%在第一次扫描时粘液评分较高(≥4)的受试者在第二次扫描时评分较高(图2 g).在基于节段的分析中,我们比较了第一次和第二次扫描中的单个肺节段。值得注意的是,65%在第一次扫描时有粘液堵塞的肺节段在第二次扫描时同一节段也有粘液堵塞。我们还发现,在第一次扫描时没有粘液堵塞的肺节段中,80%在第二次扫描时同一节段没有粘液堵塞(图2 H和I).从第一次扫描到第二次扫描,所有支气管肺段持续存在或不存在粘液塞,频率相似(补充图2).
气道黏液阻塞通常发生在没有支气管扩张的情况下。在放射科医生对粘液堵塞的扫描进行评分的同时,他们还系统地检查了5个肺叶中的每一个是否存在支气管扩张,定义为支气管动脉比大于1.5。这种方法产生了平均支气管扩张评分,范围从0到5,以及有无支气管扩张的二元结果。我们发现只有20%的哮喘患者有支气管扩张(表1而且图3一),粘液评分高的受试者比粘液评分低或零的受试者更易发生支气管扩张(表1) (P= 0.07)。5个肺叶间支气管扩张或粘液堵塞的发生率无差异(图3 b),但在任何肺叶中,粘液堵塞的发生率比支气管扩张的发生率高4至5倍(图3 b).支气管扩张与肺叶水平的粘液堵塞微弱但显著相关-主要是因为支气管扩张的大多数肺叶都有粘液堵塞(图3 c) -但有粘液堵塞的肺叶亦有支气管扩张(图3 d).在对25例重复MDCT扫描进行比较的分析中,初次CT扫描时粘液堵塞的患病率较低(25例中有2例),第二次扫描时患病率不变。在一项基于肺叶的分析中,我们比较了第一次和第二次扫描中的单个肺叶,发现在第一次扫描中显示支气管扩张的肺叶中,83%(5/6肺叶)在第二次扫描中显示同一肺叶的支气管扩张。我们还发现99%在第一次扫描时无支气管扩张的肺叶(118/119叶)在第二次扫描时同一肺叶无支气管扩张(图3 e).
支气管扩张与粘液堵塞的关系。(一个哮喘患者支气管扩张评分的频率分布。(B)支气管扩张与各肺叶粘液堵塞的患病率。各肺叶粘液堵塞的发生率比支气管扩张的发生率高4 ~ 5倍。两组间支气管扩张或个别肺叶粘液堵塞的发生率无显著差异。(C) 35%的无支气管扩张的肺叶存在粘液堵塞,58%的有支气管扩张的肺叶存在粘液堵塞(P= 0.001)。(D) 5%的肺叶无粘液堵塞,12%的肺段有粘液堵塞,可见支气管扩张(P= 0.001)。粘液堵塞与支气管扩张呈正相关,但粘液堵塞通常发生在无支气管扩张的情况下。(E)饼图显示25例患者重复CT扫描中支气管扩张的患病率。数据显示,第一次扫描可见粘液堵塞的肺叶中,83%在第二次扫描时可见粘液堵塞;相比之下,99%在第一次扫描中未见粘液塞的肺叶在第二次扫描中也未见粘液塞。
气道黏液堵塞与哮喘气流阻塞密切相关。为了确定哮喘患者气道黏液堵塞与气流阻塞之间的关系,我们通过肺活量测定法检查了黏液评分与气流阻塞测量之间的关系。我们发现粘液评分与支气管扩张剂前FEV1占预测体积百分比的测量呈负相关(Spearman的rho = -0.51,P< 0.001),预测容积的强迫肺活量(FVC)百分比(Spearman 's rho = -0.32,P< 0.001),预测容积FEV1/FVC比值(Spearman 's rho = -0.54,P< 0.001)。在回归分析中控制年龄、性别和气道壁厚度后,这些相关性仍然显著(表2).高粘液亚组的平均FEV1比零粘液亚组低25% (表1而且图4一),高粘液亚组的FVC值和FEV1/FVC比值也显著降低(图4一).此外,在支气管扩张剂前FEV1低于预测容量60%的受试者中,有66.7%的受试者粘液评分较高,相比之下,FEV1为预测容量60% - 80%的受试者为19%,FEV1大于预测容量80%的受试者为6.1% (图4 b).粘液评分高的受试者FVC低,表明这些受试者被空气困住(14),我们在一部分受试者中证实了这一点(n= 43),他们在基线特征研究中接受了身体容积描记术。具体而言,我们发现高黏液组的剩余容积与总肺活量的比值(RV/TLC)也高于低黏液组,这表明高黏液组有更多的空气滞留(P= 0.04) (补充图3).
粘液堵塞与肺功能低下有关。(一个)粘液评分高的受试者的肺功能测定指标(FEV1、FVC和FEV1/FVC)明显低于粘液评分低的受试者和粘液评分为零的受试者。(B)严重气流阻塞患者的粘液阻塞评分高得多。***P< 0.001;**P< 0.01, Kruskal-Wallis检验与Dunn校正。
接下来,我们探讨了MDCT粘液评分与肺功能异常之间的强相关性是否反映在其他哮喘预后异常中。我们发现,与零粘液组相比,高粘液组哮喘药物需求更高,哮喘控制测试(ACT)得分更差,并且更容易被归类为严重哮喘(表1而且补充的方法).此外,高粘液组在前一年经历过至少1次哮喘加重的患者比例高于零粘液组,但这种差异无统计学意义(补充表3).值得注意的是,队列中只有2例哮喘患者符合过敏性支气管肺曲菌病(ABPA)的诊断标准(15),两者的粘液评分都在低(0.5-3.5)范围内(补充表3);对其他霉菌和空气过敏原的敏感性在粘液组之间无显著差异(补充表4).
气道黏液堵塞对β肾上腺素能激动剂和全身皮质类固醇治疗反应的影响。为了探索气道粘液堵塞是否会影响治疗效果,我们首先使用最大支气管扩张剂可逆性测试(MBRT)的数据检查了吸入沙丁胺醇(540-720 mcg)的疗效。虽然沙丁胺醇治疗后3个粘液组FEV1的绝对变化无显著差异(图5一个),我们发现支气管扩张剂后高粘液组的平均FEV1比零粘液组低23% (图5 b), MBRT后持续低FEV1 (FEV1 <预测容积的80%)在粘液评分高的受试者中很常见,但在粘液评分为零的受试者中不常见(图5 c).
持续性气流阻塞见于使用支气管扩张剂和类固醇治疗后黏液评分高的受试者。(一个)在支气管扩张剂治疗后,FEV1占预测体积百分比的绝对变化在粘液组之间没有差异。(B)支气管扩张剂治疗后,高粘液组的FEV1占预测体积的百分比明显低于零粘液组。(C) FEV1残余支气管扩张器异常(FEV1 < 80%)在粘液评分高的受试者中比粘液评分为零的受试者更常见。(D类固醇治疗后FEV1占预测容积百分比的绝对变化在粘液组之间没有差异。(E)类固醇治疗后,高粘液组和低粘液组的FEV1占预测体积的百分比明显低于零粘液组。(F) FEV1残留激素后异常(FEV1 < 80%)在粘液评分高的受试者中比粘液评分为零的受试者更常见。(G)在支气管扩张剂和类固醇治疗后,高粘液组的FEV1占预测体积百分比的绝对变化明显高于零粘液组。(H)在支气管扩张剂和类固醇治疗后,高粘液组的FEV1占预测体积的百分比明显低于零粘液组。(我)支气管扩张剂后和类固醇后FEV1的残留异常(FEV1 < 80%)在粘液评分高的受试者中比粘液评分为零的受试者更常见。***P< 0.001;**P< 0.01, Kruskal-Wallis检验与Dunn校正。
接下来,我们使用系统性皮质类固醇反应性测试(SCRT)的数据检查了肌注曲安奈德(40mg)的反应。虽然皮质类固醇治疗后3个粘液组FEV1的绝对变化无显著差异(图5 d),我们发现高黏液组的平均FEV1比零黏液组低20% (图5 e).与沙丁胺醇治疗的数据一样,我们注意到SCRT后FEV1持续低在粘液评分高的受试者中很常见,但在粘液评分为零的受试者中不常见(图5 f).此外,我们发现,在logistic回归模型中,CT粘液评分是全身皮质类固醇治疗后FEV1残留异常的独立预测因子(补充图4).
最后,我们检查了3个粘液亚组对沙丁胺醇和全身皮质类固醇联合治疗的反应。在这里,我们发现MBRT和SCRT后高粘液组FEV1的绝对变化明显高于零粘液组和低粘液组(图5克),但使用支气管扩张剂/类固醇后,高粘液组的平均FEV1仍明显低于零粘液组(图5 h).在SCRT和MBRT后,半数粘液评分高的受试者FEV1持续较低,而只有一小部分粘液评分为零的受试者FEV1持续较低(图5我).因此,使用β肾上腺素能激动剂和皮质类固醇的积极治疗通常不能使气道粘液阻塞患者的肺功能正常化,需要考虑对这些患者进行额外的治疗。
CMH的症状对粘液堵塞既不敏感也不特异性。为了确定哮喘患者是否有无CMH症状的粘液堵塞,我们检查了3个粘液堵塞亚组中CMH症状的频率。在完成咳痰问卷的121名受试者中,41名(34%)符合世卫组织CMH标准(每年至少3个月,至少连续2年,大部分时间有咳嗽和痰产生)(16).我们发现高黏液组中有16例(40%)受试者没有CMH症状(表1).相反,我们发现无粘液组有18例(30%)受试者有CMH症状。虽然CMH患者亚组的粘液评分并不比无CMH患者高,但CMH患者的特征是其他临床差异,如年龄较大,BMI较高,哮喘症状更严重(补充表5).有趣的是,CMH患者与无CMH患者在血液或痰细胞差异或痰细胞细胞因子或黏蛋白基因的基因表达上无差异(补充表5).
多层螺旋ct显示黏液堵塞与气道嗜酸性粒细胞增多有关。为了探索嗜酸性粒细胞是否在粘液栓的形成中发挥病理生理作用,我们分析了3个粘液亚组的血液和生物标本中与2型炎症相关的多种结果。我们发现,高黏液组血液和痰中的嗜酸性粒细胞和呼气中的一氧化氮水平明显高于低黏液组和零黏液组(表1而且图6).在粘液评分高的受试者中,71%为痰嗜酸性粒细胞(痰嗜酸性粒细胞> 2%),66%为全身性嗜酸性粒细胞(血液嗜酸性粒细胞> 300 × 10)9/ l)。气道黏液评分与痰中嗜酸性粒细胞呈显著正相关(Spearman 's rho = 0.51,P< 0.001) (图6 b),在控制年龄、性别和壁厚百分比(表2).此外,在许多全身皮质类固醇治疗后粘液评分高的受试者中,痰中嗜酸性粒细胞和呼出一氧化氮分数(FeNO)仍然很高,并且在回归模型中,CT粘液评分是全身皮质类固醇治疗后残留痰液和FeNO升高的独立预测因子(补充图5).
黏液评分高与2型炎症标志物相关。(一个)粘液评分高的患者痰中嗜酸性粒细胞百分比显著增加,肌内类固醇(曲安奈德)治疗后粘液评分高的患者痰中嗜酸性粒细胞百分比仍显著增加。(B)痰液嗜酸性粒细胞百分比与粘液评分显著正相关。(C) IL-13基因表达在粘液评分高的患者中显著增加,在使用肌内类固醇治疗后粘液评分高的患者中仍显著增加。(D) IL-5基因表达在粘液评分高的患者中显著增加,在使用肌内类固醇治疗后粘液评分高的患者中仍显著增加。(E)黏液评分高的患者MUC5AC/MUC5B比值显著升高。***P< 0.001;**P< 0.01;*P< 0.05。P数值由Kruskal-Wallis检验和Dunn校正确定,除非另有说明。
接下来,我们探讨了3个粘液亚组的痰细胞中与2型炎症和黏蛋白相关的基因表达结果。我们发现高黏液组的痰细胞中IL-13和IL-5的基因表达明显高于低黏液组和零黏液组,并且在全身皮质类固醇治疗后仍保持高水平(图6,C和D).此外,我们发现痰细胞中MUC5AC和MUC5B基因表达的比例在高黏液组明显高于低黏液组和零黏液组,并在全身皮质类固醇治疗后恢复正常(图6 e).高黏液组中MUC5AC相对于MUC5B高表达的类固醇前模式是IL-13对气道上皮细胞黏液蛋白表达的激活作用的典型表现(17).
EPO产生氧化物,交联半胱氨酸和硬化硫代水凝胶。我们最近发现,中性粒细胞驱动的氧化交联富半胱氨酸黏蛋白聚合物可使囊性纤维化患者气道黏液凝胶变硬(11),我们在这里探讨了嗜酸性粒细胞驱动的氧化是否可能是哮喘粘液堵塞形成的机制。EPO的活性可以产生靶向巯基的产物,作为细胞毒机制(10),我们考虑了环氧树脂产生的产物氧化粘蛋白聚合物中半胱氨酸残基的巯基,从而导致粘液堵塞形成的可能性。作为第一步,我们测量了零黏液组和高黏液组以及健康对照组的痰中EPO含量。我们发现痰中EPO水平与痰中嗜酸性粒细胞呈正相关(Spearman 's rho = 0.59,P< 0.001) (图7),还发现高黏液塞组的EPO水平明显高于零黏液组和健康对照组(图7 b).接下来,我们使用气道黏液凝胶的2个模型系统测试了EPO活性对半胱氨酸交联的影响。第一个模型是硼-二吡啶甲基标记(bodipy标记)的半胱氨酸试剂,当半胱氨酸形成其氧化的二硫化产物(胱氨酸)时淬灭(图7 c).第二个模型系统是合成的硫代透明质酸试剂,形成水凝胶,并在氧化时增加其弹性(18).EPO催化氯,溴化物和硫氰酸盐的氧化H2O2分别转化为次氯酸(HOCl)、次溴酸(HOBr)和HOSCN。特异性常数表明硫氰酸酯是EPO的主要底物,HOSCN是一种比HOBr或HOCl更具有硫醇特异性的氧化剂(10).为了测试EPO是否产生HOSCN,催化半胱氨酸向其氧化二硫产物(胱氨酸)的转化,我们将bodipy标记的半胱氨酸暴露在H2O2以及氯化物(NaCl)、溴化物(NaBr)或硫氰酸盐(KSCN)。我们发现,当bodipy标记的半胱氨酸暴露于EPO, H2O2但当bodipy标记的半胱氨酸暴露于EPO, H2O2当bodipy标记的半胱氨酸暴露于EPO, H2O2,以及硫氰酸盐(图7 d).因此,HOBr和HOSCN都能氧化半胱氨酸,但HOSCN的氧化作用更强,HOCl在该体系中没有作用。我们接下来测试确定HOSCN是否能交联硫代化透明质酸试剂。在这里,我们使用锥板流变仪来测量水凝胶在不同条件下弹性的变化。我们发现EPO, H2O2,硫氰酸盐显著增加了硫酸化透明质酸凝胶的弹性,而这种效果需要EPO (图7 e).因此,HOSCN可以将硫代水凝胶从液体形式转化为固体形式,这使我们提出HOSCN是EPO活性的氧化产物,可能介导哮喘中粘液堵塞的形成(图7 f).
嗜酸性粒细胞产物与粘液堵塞有关。(一个)痰中嗜酸性粒细胞百分比与痰中EPO水平呈正相关。(B)高黏液组痰EPO较高(n= 32)比无粘液组(n= 45)和健康对照组(n= 39)。(C半胱氨酸连接试验示意图:2个用BODIPY FL标记的半胱氨酸作为单体发出绿色荧光,但当氧化形成胱氨酸二聚体时淬灭。(D) EPO和H2O2在半胱氨酸交联存在氯,溴化物,或硫氰酸盐。半胱氨酸与EPO和H没有明显的交联2O2但半胱氨酸暴露于EPO和H2O2在溴化物的存在下,尤其是硫氰酸盐,会发生更多的氧化和交联。RFU,相对荧光单位。(EHOSCN是epo催化H2O2和硫氰酸盐,对硫酰化水凝胶的粘弹性性能的流变学测量。水凝胶暴露于含有H的EPO后,弹性模量(G′)大幅增加2O2和KSCN。在不添加EPO的情况下,水凝胶中G′含量没有明显增加。(F2型炎症如何促进哮喘患者气道粘液堵塞形成的概念模型。IL-13增加硫氰酸酯转移到气道腔内。一旦进入气道内腔,就会被H氧化2O2形成HOSCN,这是由EPO催化的反应。HOSCN以分泌的粘蛋白聚合物中的半胱氨酸巯基为目标,产生共价二硫粘蛋白交联。交联粘蛋白具有很高的弹性,减少了粘液纤毛扶梯对它们的清除,并导致粘液堵塞的形成。数据以3次重复的平均值±标准差表示D4个重复E.*P< 0.05;**P< 0.01;__P< 0.01;‡P< 0.001。P值由Bonferroni校正的方差分析确定。
在高粘液亚组中,近60%的受试者在前一年报告了哮喘加重,但在零粘液组中,近50%的受试者在这段时间内也经历了哮喘加重。在我们的队列中,高黏液组与零黏液组恶化率增加20%没有达到统计学意义,需要进行比我们更大规模的研究,以更全面地探索严重哮喘气道黏液堵塞与恶化之间的关系。
在我们研究的哮喘受试者中,66%有气流阻塞的生理证据,27%有严重的气流阻塞。通过经验丰富的胸部放射科医生基于MDCT扫描的视觉评估来量化粘液堵塞,我们发现MDCT粘液评分与FEV1值之间存在很强的负相关关系。我们还发现,大多数严重梗阻的受试者至少有4个支气管亚段,其中1个或多个气道完全被粘液堵塞。其中一些受试者有超过一半的支气管亚段有粘液堵塞。尽管强烈的关联并不能证明因果关系,但我们认为,在这些哮喘患者中,粘液堵塞和气流阻塞之间的联系是因果关系,因为完全堵塞亚节段气道的粘液堵塞在多个支气管肺节段出现时,会在最小程度上造成局部气流阻塞,而更广泛地限制气流。事实上,我们发现粘液评分高的受试者有空气滞留现象,这可以从低FVC和高RV中得到证明。空气滞留被认为是严重哮喘的一个显著特征,但其机制尚未被很好地理解(14).我们在这里发现的粘液堵塞代表了至少一些有这种生理异常的受试者的空气滞留的合理机制。
尽管黏液栓在20个支气管肺节段的分布不均匀,但我们发现,在个体内,黏液栓在较长时间内倾向于出现在同一支气管肺节段。在特定气道中粘液堵塞形成的易感性机制不是解剖学上的,因为支气管扩张在我们的患者中并不常见,粘液堵塞通常发生在没有支气管扩张的情况下。我们认为,同一粘液塞不太可能在气道中存活多年,而更有可能的是,粘液塞在易感支气管肺段反复形成和改造。根据我们发现的高黏液堵塞分数与嗜酸性粒细胞和2型细胞因子的痰液测量值增加之间的联系,我们推测这些节段容易发生黏液堵塞,因为它们加剧了2型炎症。
SARP参与者遵循的方案包括最大支气管扩张剂可逆性测试和全身皮质类固醇反应测试。这些测试的数据使我们能够全面评估粘液堵塞对吸入沙丁胺醇和全身曲安奈德治疗反应的影响。我们发现,高黏液亚组中FEV1和FVC预处理显著降低的受试者在治疗后FEV1或FVC通常没有恢复正常。一种可能性是,这些治疗对粘液堵塞没有实质性的影响,需要在这些受试者中使用特定的粘液活性药物,以使他们的肺功能正常化。我们在这里描述的CT粘液评分对于确定这种方法的精确临床试验的对象是非常宝贵的。在这方面,重要的是,我们发现CMH的症状对我们在这里发现的粘液塞表型既不敏感也不特异性,可能是因为粘液塞发生在缺乏大量咳嗽受体的亚节段气道中(19- - - - - -21).我们还表明,CMH表型的临床和气道炎症特征与粘液塞表型的特征不同。因此,并非所有哮喘患者的粘液表型都是相同的,我们证明了多层螺旋ct肺成像在识别粘液堵塞表型患者方面的独特能力。
健康的气道黏液通常是一种轻交联的凝胶,不会形成堵塞(22,23),令人困惑的是,为什么黏液堵塞在我们的研究对象中如此普遍。对有粘液堵塞的受试者和对照组的气道生物标本进行细胞和分子分析,为粘液堵塞形成机制提供了有价值的线索。主要线索来自于对痰白细胞的分析,我们发现有粘液堵塞的受试者有明显的痰嗜酸性粒细胞增多。他们的痰细胞2型细胞因子(如IL-5和IL-13)基因表达也显著增加,MUC5AC基因表达相对于MUC5B增加。后一个发现是相关的,因为半胱氨酸结构域在MUC5AC中比在MUC5B中更普遍(24),而我们先前的研究表明,囊性纤维化患者气道中中性粒细胞驱动的氧化可以使富含半胱氨酸的粘蛋白聚合物交联,使粘液凝胶变硬(11).在我们的研究中,我们发现了强有力的证据,证明嗜酸性粒细胞驱动的氧化介导哮喘粘液堵塞的形成。首先,我们发现,在粘液堵塞的受试者中,EPO水平较高,并且EPO在气道粘液凝胶的模型系统中显示出活性,促进凝胶弹性的增加。具体地说,我们发现EPO催化H2O2与溴化物和硫氰酸盐结合生成氧化剂(HOBr和HOSCN),可将半胱氨酸转化为氧化的二硫产物(半胱氨酸)。我们还发现HOSCN可以氧化硫酰化水凝胶,将其从液体形式转化为固体形式。由于2型细胞因子的多效性作用,HOSCN可以在哮喘气道的管腔中形成,其中包括引起嗜酸性粒细胞积聚的作用(23)、产生过氧化氢(25),以及摆突上调(26).Pendrin是相关的,因为它介导硫氰酸酯在气道上皮细胞(27).综上所述,我们的数据使我们提出,哮喘患者气道中粘液堵塞的形成是由于气道2型炎症的多种后果,导致粘液-嗜酸性粒细胞相互作用,促进粘液堵塞(图7 f).
总之,我们的数据提供了强有力的证据,气道粘液堵塞在慢性严重哮喘中很常见,持续一段时间,并有助于慢性气流阻塞的机制。我们还提供了数据,表明EPO是产生硫醇特异性氧化剂的关键中介,这种氧化剂氧化粘蛋白,导致粘液堵塞形成。我们认为,使用多层螺旋ct肺扫描检测肺部粘液堵塞可以作为哮喘患者气道疾病严重程度的生物标志物,并可以作为临床试验结果的指示物,这些试验可以确定黏液溶解剂或2型炎症抑制剂是否可以减少粘液堵塞,以改善慢性严重哮喘的气流。
科目。成年哮喘受试者被招募为SARP 3队列的一部分。SARP 3方案包括3次基线访问,哮喘受试者接受详细描述,包括痰液问卷、MBRT、系统性皮质类固醇反应性测试和可选的肺部多层螺旋ct扫描(补充图6).这里报告的数据来自将多层螺旋ct扫描作为基线特征的一部分的受试者。注射类固醇后CT无重复。MDCT扫描的健康受试者从单一中心(华盛顿大学)招募,痰细胞分析的受试者从所有SARP 3中心(补充表1).25名参与SARP 1或SARP 2方案的哮喘患者接受了多层螺旋ct扫描,这是SARP 3方案的一部分。这些受试者分别在匹兹堡大学、威斯康辛大学和华盛顿大学(补充表2).43名哮喘受试者接受了多层螺旋ct扫描,作为SARP 3方案的一部分,他们还进行了容积描记术。这些受试者在威斯康星大学(补充表1).
痰和咳嗽问题。哮喘受试者在研究开始时完成问卷调查。CMH的定义采用ATS/WHO对慢性支气管炎的定义,该定义评估了前2年的慢性咳嗽和痰量(16).所使用的具体问题如下:你是否在每年至少3个月的大部分时间里咳嗽和咳痰,至少连续两年?
MBRT。受试者被要求在进行肺活量测试前保留支气管扩张剂药物。在基线肺活量测定后,给予沙丁胺醇4次(360 mcg)。15分钟后复查肺量。如果4次呼气后的FEV1变化大于5%,则再给予2次沙丁胺醇(180 mcg), 15分钟后再次进行肺量测定。如果6次呼气后FEV1的变化大于5%,在额外的15分钟后,再进行2次沙丁胺醇的重复肺活量测定。如果在服用4或6次沙丁胺醇后变化小于5%,则停止手术,并采取最后一次手术为最高可达到的措施。在MBRT过程中给予不超过8次沙丁胺醇。在基线访问2和3时测量MBRT (补充图6).
SCRT。随访2时,受试者在完全定型后给予肌注曲安奈德(40 mg)。在随访3(2 - 4周后)进行类固醇注射(不包括MDCT)后的重复描述(补充图6).
MDCT方案与分析。关于MDCT参数的详细信息请参见补充表6和7.标准窗宽为1200 HU,水平为600 HU用于支气管壁目视评估(28).放射科医生对受试者的临床特征一无所知。使用Apollo 1.2生成气道壁厚度和管腔面积的定量测量(VIDA诊断)(补充图7),并在补充的方法.
痰诱导、细胞计数和基因表达。在第2次和第3次就诊时进行痰诱导(补充图6).为安全起见,诱导痰仅采集沙丁胺醇预处理后FEV1大于预测量50%的受试者(360 ug)。总细胞计数和差异细胞计数以及痰细胞基因表达在集中式实验室使用之前描述的方法进行量化(29- - - - - -31).中提供了用于测量基因表达的引物和探针补充表8.
促红细胞生成素测定。采用NHLBI哮喘临床研究网络(32).按照制造商推荐的方案(诊断开发),将样品在测定稀释液中稀释1:50。本方法检出限< 0.2 ng/ml。
半胱氨酸交联试验。探讨EPO与H2O2在氯化物、溴化物或硫氰酸盐存在的情况下,由Tyrode 's盐类中的800 mM BODIPY FL - l -胱氨酸(赛默飞世尔科学公司)通过四分之一体积包装的tce - gel(赛默飞世尔科学公司)在25°C下还原1小时产生BODIPY FL - l -半胱氨酸。在490 nm/520 nm激发/发射(Ex/Em)条件下,该反应产生了8- 10倍的荧光增强。该试剂用100 μl Tyrode’s盐类稀释至4 μM,加PMA和不加PMA (100 ng),在96孔圆形底未经处理的黑色聚苯乙烯板(Corning Costar)中。在37°C的90分钟内,在Synergy H1平板读取器(BioTek Instruments)上监测490 nm/520 nm Ex/Em下荧光的下降,并添加含H的EPO2O2和一个(伪)卤化物。钢板用光学胶膜(Applied Biosystems)密封以防止蒸发。在孵育结束时,通过向井中添加DTT,嗜酸性粒细胞刺激对BODIPY荧光的猝灭显示恢复到基线值,这表明这种效应是由于胱氨酸的重组,而不是荧光团的破坏或漂白。
硫醇盐水凝胶。HOSCN是epo催化H2O2与硫氰酸钾(KSCN)结合,研究了其增加硫代透明质酸弹性的能力。KSCN (2 mM)和H2O2(2 mM)在含或不含EPO (6 nM)的25°C下,在pH为7.4的0.5%硫代透明质酸/磷酸盐缓冲液中孵育15分钟(糖sil, Ascendance Bio)。然后在圆锥和平板流变仪(TA Instruments)上以1hz和5%应变振荡测量溶液的弹性模量(G’)。还对不含反应物的凝胶溶液进行了本底弹性评估。
统计数据。使用单向随机效应方差分析模型计算的ICC来估计评分者之间的一致性。使用14次扫描的随机子集计算在评分者协议范围内。分类变量以百分比频率表示,并使用χ进行评估2测试。连续变量以平均值±1标准差或四分位数表示。盒须图显示中位数(用水平线标记),25%和75%四分位数(盒),1.5×四分位数间距(IQR)(胡须)。1.5 IQR以外的数据点被绘制为异常值。多组比较采用单因素方差分析,然后进行Bonferroni校正。非参数多组比较采用Kruskal-Wallis单因素方差分析。变量间的相关性采用斯皮尔曼相关系数进行评估。使用线性和逻辑回归模型(95% ci)计算多变量分析。双面的P小于0.05为有统计学意义。使用Stata 13.1 (StataCorp)进行统计分析。
研究批准。在纳入研究之前,参与者应获得各中心机构审查委员会批准的书面知情同意。研究程序和样本收集采用每个中心机构审查委员会批准的标准化方案进行。
数据的可用性。数据可应作者要求提供。
EMD和JVF构思并设计了这项研究。BME、DSG、SKN、MLS和JDN对CT粘液评分的设计有重要贡献,在一个子集中验证评分,并将评分应用于研究中的CT扫描。SBF在评分的制定中发挥了咨询作用,EAH、MC、SBF、NNJ、EI、BDL、SCE、SEW、DAM、ERB、BRP、DTM、EDG、PGW和MCP对本研究的设计和分析做出了实质性贡献。此外,MCP还提供了痰基因表达分析。MELS进行了EPO测量,并为实验设计做出了重大贡献。SDM开发了用于黏液实验的水凝胶模型。WWR设计并进行了半胱氨酸和水凝胶测定。EMD、JVF、BRP进行数据分析。EMD和JVF准备了手稿的初稿,所有作者都批判性地修改了草稿的知识内容。所有作者都最终批准了手稿版本的出版。
EMD目前的地址是:都柏林大学医学院,都柏林,爱尔兰。
DAM和ERB现在的地址是:美国亚利桑那州图森市亚利桑那大学医学系遗传学、基因组学和精准医学部。
利益冲突:E.M. Dunican、B.M. Elicker、D.S. Gierada、S.K. Nagle、M.L. Schiebler、J.D. Newell和J.V. Fahy被列为一项临时专利申请(WO2017197360 A1)的发明人,该专利申请涉及粘液评分(Dunican评分)作为肺部疾病的生物标志物和伴发诊断工具的开发和应用。
资金来源的作用:这项研究由美国国立卫生研究院和国家先进转化科学中心资助。资助机构在研究设计、数据收集、数据分析和解释、发表决定或手稿准备方面没有任何作用。
参考信息:J clinin Invest。2018, 128(3): 997 - 1009。https://doi.org/10.1172/JCI95693。