摘要
由于严重哮喘是一个人们知之甚少的重大健康问题,9个欧洲国家的12个临床专家中心组成了欧洲严重哮喘机制理解网络(ENFUMOSA)。
在一项横断面观察研究中,共有163名严重哮喘患者与158名哮喘由低剂量吸入糖皮质激素(倍氯米松当量中位剂量为666µg)控制的患者进行了比较。尽管接受了高剂量的吸入糖皮质激素(中位数剂量1773µg)治疗,三分之一的严重哮喘患者也接受了常规口服类固醇治疗(中位数每日剂量19 mg),但严重哮喘患者仍符合纳入标准。标准要求受试者在过去一年中至少经历过一次哮喘加重,需要口服类固醇治疗。重度哮喘组以女性为主(男女比例4.4:1)与对照组为1.6:1),与对照组相比,他们主要有中性粒细胞性炎症(痰中性粒细胞,36与28%)和持续介质释放的证据,但特异性较低。
从这些发现以及本文报道的其他生理和临床数据来看,严重哮喘可能是哮喘的另一种形式,而不是哮喘症状的增加。这些发现促使纵向研究和干预,以确定严重哮喘的机制。
这项工作得到了欧盟框架IV生物医学项目的一致行动赠款的支持。BMH4‐96‐1471,参与国的国家研究基金会,以及包括阿斯利康、拜耳、耶格、诺华流行病学、Pharmacia & Upjohn诊断和SmithKline Beecham在内的几家公司的无条件支持。
哮喘是一种与气流阻塞和支气管高反应性相关的气道炎症性疾病,其严重程度在疾病谱上有所不同。尽管根据管理指南使用的治疗方法控制了大多数患者的疾病,但人们认识到,与那些疾病被治疗充分控制的哮喘患者相比,有一部分哮喘患者对标准治疗的反应性降低,发病率更高,生活质量更低1.这些更严重的哮喘患者占哮喘患者人口的10%,对医疗保健的利用产生了不成比例的影响,至少占哮喘直接和间接费用的一半2.疾病控制不充分的哮喘患者更广泛地使用哮喘药物。经确认,这些人使用紧急医疗护理的可能性是轻度至中度哮喘患者的15倍,需要住院的可能性是20倍2.这些严重哮喘患者也有更大的缺勤率,因为他们的疾病。
关于导致严重和持续性哮喘的病理生理机制的信息很少。一些使用诱导痰评估气道炎症反应的严重哮喘的小型研究表明,尽管经常使用大剂量吸入和口服糖皮质激素,嗜酸性粒细胞增多症仍然存在。然而,与轻度至中度哮喘患者相比,严重哮喘患者的细胞数量及其激活状态似乎差异不大3.- - - - - -5.病情更严重的患者肺功能受损的可能性越来越大,因为研究表明,尽管使用了大剂量的吸入和口服糖皮质激素,但严重哮喘与气流阻塞有关,这种气流阻塞看起来要么不可逆,要么充其量也难以逆转1,6.
长期以来,特异反应症一直被认为是对儿童持续性哮喘发作影响最大的危险因素,尤其是对家中空气过敏原的敏感7.相反,特异反应在成人哮喘患者中可能不那么重要,其他因素,如阿司匹林和相关非甾体抗炎药(NSAIDs)不耐受以及职业暴露,已被建议在更严重哮喘的成人患者中发挥重要作用1,8.
鉴于严重哮喘对医疗资源的影响,以及需要了解严重哮喘所涉及的机制,建立了欧洲严重哮喘机制理解网络(ENFUMOSA)(表1)⇓).ENFUMOSA小组开发了一种通用方法,并将其应用于从9个欧洲国家的12个中心招募严重疾病患者队列。本文报道了首次横断面比较严重哮喘受试者和相似规模哮喘患者的临床、生理和实验室指标的研究结果,这些哮喘患者的疾病通过低至中等剂量的吸入皮质类固醇(ICS)得到控制。第一项研究的目的主要是对足够大的患者队列进行相同的调查,以获得关于严重哮喘表型的可靠数据。预计这一努力将为ENFUMOSA小组今后的研究提供假设。
材料与方法
研究设计
该研究是一项横断面、多中心比较,在严重哮喘患者和一组由低至中等剂量ICS控制的轻度至中度哮喘患者之间进行。除了共同的研究方案外,还制定了详细的程序手册来定义方法。在研究开始期间,还为工作人员举行了会议和方法讲习班,以便在所有参与中心实现统一的研究行为。临床和实验室测量通常是在同一周的不同日子里分别进行两到三次访问。
主题
从参与中心的专科门诊招募了年龄在17-65岁之间、哮喘在45岁之前由专家诊断且每天接受ICS治疗至少1年的患者。所有患者必须在过去5年内有变异性气道梗阻的既往证据,至少有以下记录之一。1) 1秒用力呼气量(FEV)可逆性1)在注射4次100µg沙丁胺醇剂量气雾剂后预测≥9%通过一个垫片。2)峰值呼气流量(PEF)的平均日变化≥15%(最高PEF‐最低PEF) /平均PEF,每周≥4天,持续至少2周。3) FEV增加10.5 mg·kg的泼尼松龙疗程后≥400 mL−1·天−114天。4)刺激性浓度导致FEV下降20%1组胺或乙酰胆碱<8 mg·mL−1.吸烟者、吸烟史≥5包年、在诊断为哮喘之前就开始吸烟的患者被排除在外,无论他们的香烟使用水平如何。如果患者有其他活动性急性或慢性肺部疾病,或有临床显著的精神疾病,也会被排除在外。患者不允许接受除皮质类固醇外的免疫抑制剂治疗。
将患者分为重症患者和轻中度患者,主要依据:1)常规ICS治疗水平;2)去年哮喘发作史。控制哮喘的患者每天最多使用1000微克−1布地奈德或倍氯米松(或500µg·天−1氟替卡松或同等药物),过去一年没有哮喘加重。纳入严重哮喘组需要在过去一年发生一次哮喘加重,尽管治疗剂量≥1200µg·d−1布地奈德或倍氯米松,或同等剂量的其他ICS,或口服皮质类固醇。哮喘加重的定义是,在常规ICS治疗的患者中开始口服皮质类固醇(OCS)治疗,或在常规OCS治疗的患者中,由于疾病控制的急性恶化而暂时显著增加口服类固醇剂量。对于某些结果,仅使用ICS的患者的发现与使用OCS的患者的发现进行了比较。
调查问卷
在注册时,每个受试者都被要求完成一份临床问卷,该问卷改编自先前在蒙彼利埃开发的哮喘严重程度专家系统9.这使哮喘症状的存在和严重程度以及病史的数据收集标准化。
临床措施
除了全面体检外,还记录了患者的身高和体重,并测量了休息时的呼吸频率、心脏频率和血压(收缩压和舒张压)。所有患者都在前臂屈肌表面进行了一系列过敏原和阳性(组胺酸磷酸盐1 mg·mL)的表皮皮肤点刺试验−1)和阴性对照(0.9%生理盐水),根据标准化方案。测试的过敏原是混合草花粉、猫毛、狗毛、翼状食螨、链孢菌、来自烟曲霉属真菌以及根据每个国家过敏原的流行程度选择另外两种常见的当地航空过敏原(SoluprickTM,丹麦哥本哈根ALK实验室)。每隔15 min测量车轮最大直径及其垂直直径。与阴性对照相比,风团≥3 mm即为阳性反应。组胺对照阴性的受试者被排除。
实验室的措施
肺功能
FEV1和强迫肺活量(FVC)根据公布的指南在每个中心用校准的肺活量计测量10.使用了三个连续记录中的最高值。吸入支气管扩张剂后可达到的最大肺功能以FEV增加的百分比来测量1尽管在评估可逆性之前,要求严重哮喘患者停用支气管扩张剂6小时被认为是不道德的,但吸入沙丁胺醇400µg后15 min。支气管扩张剂试验后,采用单呼吸氦气稀释法评估肺容量,包括总肺活量(TLC)、剩余容积(RV)和肺活量(VC)。一氧化碳转移因子采用单呼吸法测定11并将结果除以肺泡体积,得到一氧化碳转移系数(K有限公司).根据已公布的回归方程计算出不同测量的预测值10.
外周血测量
取静脉血加入乙二胺四乙酸,用标准Coulter计数法测定总白细胞计数(WBC)和差异白细胞计数(WBC),另取一份样本用荧光免疫法(CAP)测定血清总免疫球蛋白(Ig)ETM,法玛西亚厄普约翰,乌普萨拉,瑞典)。该方法检出限为2 kU·L−1在6-800 kU·L范围内的分析间变异系数为3-7%−1.动脉血液样本也被用于测量静息动脉血气,如标准的临床方法测量。
炎症标记物
诱导痰来自那些采用通用标准方案建立该技术的中心,在吸入沙丁胺醇(200µg) 15分钟后逐步增加高渗盐水浓度(0.9、3、4和5%)。12.仅限支气管扩张剂后FEV患者150%预测符合痰诱导条件。在每个浓缩步骤结束后,鼓励受试者咳痰。当样品产生或FEV1下降了基线的20%,或者如果高渗盐水达到了最高浓度。从样品中选择粘性较强的部分,称重并在室温下用等量的0.1%二硫苏糖醇在工作台摇杆上孵育15分钟。样品离心,上清保存用于介质测定,颗粒在添加1%人血清白蛋白的磷酸盐缓冲盐水(pH 7.4)中重悬。制备细胞旋,风干,固定,然后用May-Grünwald和Giemsa或甲苯胺蓝染色。细胞按400个细胞的比例计算,异染细胞按1500个细胞的比例计算。
呼出的一氧化氮(NO)在具有必要设施的中心使用标准化设备方法通过化学发光分析进行测量。
在门诊就诊时,收集09:00至12:00之间的所有尿液,并在- 20°C冷冻,用于集中测量白三烯(LT) E4和嗜酸性粒细胞蛋白X (EPX)使用先前验证的免疫分析13.尿量与肌酐浓度相关。
数据分析
所有的临床、问卷和实验室数据都输入在一个特制的临床报告表上。数据被提交到一个单一的统计中心(J. Castellsague, Barcelona),在那里检查数据的准确性,然后输入数据库。在首先显示分布并检查正态性后,对轻度至中度哮喘患者和重度哮喘患者进行测量比较,然后酌情对各组进行方差分析或非配对t检验。在血清总IgE和NO的情况下,对其值进行对数转换以达到正常值,然后再转换回几何平均值。几何平均值按年龄和性别调整。变换后不符合正态分布的变量采用Mann-Whitney符号秩检验进行比较,类别值采用卡方检验进行比较。用各自的95%置信区间(CI)估计比值比(OR)。考虑到年龄和性别的调整没有改变任何关联的大小(<10%),粗略的OR被报道。
结果
病人的人口统计
共有321例患者被招募,其中163例为重度哮喘患者,158例为轻中度哮喘患者。患者的特征见表2⇓.两组在年龄上没有差异。但严重哮喘组以女性为主(女性:男性,严重组为4.4:1)与对照组为1.6:1,p<0.001)。不同的是,女性在严重哮喘组中的发病率是男性的2.8倍。这是欧洲所有参与区域的一致发现(表3)⇓).在每个性别中,严重哮喘患者和控制哮喘患者的身高没有显著差异。患有严重哮喘的女性比患有非严重哮喘的女性体重更重,身体质量指数更高(表2)⇓).严重哮喘组有较高的收缩压和舒张压,尽管差异仅在女性中有统计学意义(表2)⇓).患有严重哮喘的患者也有更高的心脏频率和明显更高的呼吸频率(表2)⇓).与哮喘加重作为纳入标准一致,超过三分之一(39.5%)的严重哮喘患者在前一年也需要至少一次住院治疗哮喘。
特异反应性
对不同特异反应标志物的分析一致显示,这与哮喘严重程度呈负相关。年龄和性别调整后的几何平均血清总IgE在严重哮喘组(109,95% CI 85-139)低于疾病控制组(148,95% CI 118-188单位;p < 0.05)。使用8种常见空气过敏原的皮肤点刺试验也显示严重哮喘组的阳性反应较少(图1)⇓).所有参与区域都发现了这种差异。只有皮肤点刺试验显示严重哮喘和对照哮喘患者之间没有显著差异来自烟曲霉属真菌但在两组哮喘患者中,只有8-11%的患者呈阳性。在一个多元线性回归模型中,控制阳性皮肤点刺试验次数、年龄和性别,血清总IgE与哮喘严重程度无关。
药物
与纳入标准一致,ICS的中位剂量为控制哮喘患者的666µg和严重哮喘患者的1773µg(表2)⇓).重度哮喘患者使用其他常规治疗的比例远高于哮喘控制患者(95.5%)与吸入性长效β激动剂占24.7%,45.5%与2.5%为口服茶碱。两组患者中均有一小部分(<20%)患者使用了额外的辅助治疗(溴化异戊托溴铵、红甘酸钠或频繁雾化短效β激动剂),但在严重哮喘患者中使用增加的趋势不显著。此外,在严重哮喘患者中,还有一个大亚组(n=53)也需要定期接受OCS治疗(强的松中位剂量19 mg;范围4-50毫克)。
病史
两组诊断哮喘的持续时间相同(对照组20.2±2.3)与重度哮喘20.8±2.5)。在多元线性回归分析中,以下特征与严重哮喘(OR, 95% CI)呈独立正相关:女性(2.69,1.62-4.49)、长期症状(2.9,1.8-4.5)和秋季加重(2.42,1.19-4.94)。母亲的特异反应史(0.46,0.27-0.79)和变应性鼻炎史(0.59,0.38-0.91)呈负相关。
哮喘恶化的自我报告触发因素具有性别特异性。在研究中的女性中,与哮喘严重程度独立相关的因素包括鼻窦炎(3.92,1.88-8.16)、经前期(3.3,1.2-8.13)、阿司匹林摄入量(5.12,2.14-12.24)、运动(2.36,1.07-2.59)和工作环境(2.02,1.5-8.31)。在男性群体中,相关诱因是体育锻炼(5.57,1.61-28.3)、压力(3.53,1.28-9.71)和阿司匹林摄入(4.61,0.9-21.84),而不是过敏原暴露(0.30,0.1-0.92)。
讨论
ENFUMOSA项目首次对欧洲多个中心的严重哮喘进行了全面评估。通过采用严格的入组标准,主要基于在过去一年中尽管使用了高剂量的皮质类固醇治疗,但病情加重的存在,每个临床中心都能够招募足够数量的严重哮喘患者,从而能够得出有信心的结论。这可以与规模相似的轻度至中度控制良好的哮喘受试者进行比较。虽然所有患者都是通过医院门诊部招募的,采用相同的方案进行研究,并由专家进行哮喘诊断,但该研究本质上是观察性和务实性的,并非对每个国家的代表性人群进行流行病学调查。
本文报道的结果可能形成关于严重哮喘病理生理学的新假设的基础。这些数据将促进对严重和慢性气道疾病的进一步研究,包括人群抽样,以确认本调查中观察到的表型特征。选择标准经过仔细选择,以排除慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者。通过从南欧和北欧的多个中心招募患者,该项目能够独立于遗传和地理环境因素确定严重哮喘的共同特征。
尽管与控制性疾病受试者相比,具有几乎相同的年龄分布和疾病持续时间,但严重哮喘患者仍然有症状,即使他们被维持了至少1年,使用显著高剂量的皮质类固醇,吸入长效β2‐肾上腺素受体激动剂和一系列其他抗哮喘药物。理论上可能是患有严重哮喘的患者治疗不足或没有按规定服药,然而,这不太可能是这项特殊研究的主要混杂因素。首先,大多数病人多年来为负责他们日常护理的医生所熟知。其次,参与研究的意愿表明,尽管遵守了规定的治疗,大多数患者仍患有严重的哮喘。应该承认,在这篇论文中报道的主题代表了那些在临床环境中经常遇到的人,目前可用的治疗方法对疾病控制不充分。对于这一哮喘亚群,显然需要更有效的治疗药物和疾病管理策略。
ENFUMOSA研究招募的患者的一个显著特征是女性在严重哮喘受试者中占显著地位。理论上可以想象,可能存在选择偏差,例如烟草消费<5包年的进入标准以及在工作日可以去诊所进行评估可能会减少男性哮喘患者的参与。然而,如果这些是影响患者招募的强大因素,那么同样强烈的女性偏好将会影响轻度至中度/控制良好的哮喘组,女性比例的增加可能主要出现在男性主导劳动力的国家。然而,情况并非如此,因为女性在严重哮喘组中的优势在整个欧洲是一致的(表3)⇓).该项目的研究结果支持了严重哮喘是一种与性有关的疾病的假设。造成这种情况的原因尚不清楚。关于激素和性对哮喘临床病程的影响的文献是相互矛盾的。本文的结论是,这项研究的结果促使人们进一步调查为什么患有哮喘的女性会经历更严重的疾病,而不是推测许多理论上可能的解释。
重度哮喘与体重指数增加(尤其是女性)之间的关系尤其令人感兴趣,因为在儿童和成人中也有一些类似的研究将哮喘与体重增加联系起来14.这可能代表性激素与糖皮质激素相互作用对脂肪和碳水化合物代谢和电解质状态的影响。然而,目前这只是推测,需要进一步的研究来探索对这一观察结果的解释。
RV/TLC比值升高,低氧血症降低K有限公司在重症哮喘患者中提示重症哮喘中有重要的固定气道和小气道疾病成分。外周气道和/或肺泡壁可能由于持续疾病而发生结构变化,即使在存在大剂量吸入和口服皮质类固醇的情况下也是如此。与COPD一样,这可能反映肺泡附着于气道的丧失和肺泡壁的一些破坏的实质累及15.这些发现强调需要进一步的调查,包括活检研究,以评估严重哮喘患者慢性气道重塑的程度,以及小气道的这种改变的程度。
尽管特异反应被认为是导致哮喘的最大危险因素之一7,16在美国,ENFUMOSA研究中的一些发现表明,特异反应性作为严重哮喘发展的预测因素不那么重要。因此,严重哮喘组血清总IgE较低,皮肤点刺试验阳性较少,常见过敏原放射变应剂试验阳性较少,严重哮喘组与过敏性家族史呈负相关。同样,恶化在秋季更频繁,而不是在花粉季节。在严重哮喘中,症状恶化的季节性模式可能反映了尘螨的致敏性,皮肤刺刺阳性和对抗室内尘螨的特异性IgE明显低于控制良好的哮喘患者。其他环境因素可能更为重要,具体而言,包括病毒感染和其他微生物感染,以及接触真菌的影响来自烟曲霉属真菌和链格孢属。有迹象表明……的持续存在衣原体肺炎而且肺炎支原体病毒感染与哮喘恶化有关17- - - - - -19据推测,感染而不是过敏可能是导致严重哮喘的发病原因。
嗜酸性粒细胞具有释放一系列炎症介质的能力,通常被视为与哮喘气道功能障碍相关的主要炎症细胞。然而,最近的研究发现20.- - - - - -21质疑这种细胞在哮喘发病机制中的关键作用。因此,虽然该研究未能发现患者组之间循环嗜酸性粒细胞计数有任何显著差异,但诱导痰中嗜酸性粒细胞的持续存在和尿LTE增加的存在4和EPX,尽管吸入和口服皮质类固醇治疗,提供了证据,在严重哮喘疾病的炎症反应控制不足。在慢性哮喘的其他研究中发现,皮质类固醇存在持续气道嗜酸性粒细胞增多和T细胞活化3.,4,22这意味着皮质类固醇不能充分抑制炎症过程。在定期口服皮质类固醇的哮喘患者中观察到呼出空气中NO排泄增加,这进一步证明了持续的气道炎症和可能对类固醇治疗的相对耐药性,因为在轻度至中度疾病中,支气管上皮中的诱导NO合酶对皮质类固醇的抑制高度敏感23.因此,ENFUMOSA研究中出现的另一个假设是,严重哮喘的特征可能是对糖皮质激素的敏感性降低或次优。
ENFUMOSA研究的另一个发现是循环和痰中中性粒细胞的增加。直到最近,中性粒细胞更多地被认为是COPD的一个特征,而不是哮喘。然而,在病毒引起的哮喘加重中,气道中性粒细胞增加24以及突然发作的致命哮喘25.尽管皮质类固醇能够引起循环中性粒细胞的急性增加,但本研究中的患者在入组后4周内没有接受额外的皮质类固醇治疗。皮质类固醇也被报道保护中性粒细胞免于凋亡,这可能有助于其在慢性和严重疾病中的潜在不利作用26.这是很重要的,因为中性粒细胞有能力引起组织破坏发生在慢性阻塞性肺病15.
ENFUMOSA研究发现,严重哮喘的一个潜在危险因素是服用阿司匹林。长期以来,人们已经认识到非甾体抗炎药可以在10-20%的成人哮喘患者中加速哮喘性支气管收缩,这种阿司匹林不耐受哮喘(AIA)的发生似乎在患有严重哮喘的受试者中更为普遍8,27.最近的研究表明,以鼻鼻窦炎、鼻息肉和潮红为特征的AIA是由呼吸道中半胱氨酸白三烯过量形成引起的28.研究发现,高LTE4严重哮喘患者尿液中的水平支持了中介途径在皮质类固醇治疗下仍然有效的可能性,并提出了使用5‐脂氧合酶抑制剂(5‐脂氧合酶抑制剂)(如。或半胱氨酸白三烯‐1 (LT1)受体拮抗剂(如。Zafirlukast,孟鲁司特)将提供额外的益处。此外,抗白三烯治疗已被证明在吸入类固醇的基础上对阿司匹林不耐受的严重哮喘患者有一定的益处29,30.,以及其他疾病更严重的哮喘患者31,32.
总之,欧洲重度哮喘机制理解网络(ENFUMOSA)的研究已经确定了重度哮喘的特征,这些特征与轻度至中度疾病的特征不同。尽管经常使用高剂量的控制和缓解药物,但持续的症状和肺功能异常仍伴有不可逆气流阻塞、中性粒细胞炎症、持续的介质释放和与特异反应的相关性降低。作者认为,严重哮喘具有慢性阻塞性肺病的共同特征。作者还认为,预测严重哮喘发展的因素需要进一步的调查,以验证这一假设,即严重哮喘是一种不同形式的疾病,其特征与经典的轻度至中度哮喘不同。
致谢
作者感谢临床中心的许多有奉献精神的人,他们帮助进行研究、收集实验室样本和患者评估,感谢打印手稿的W. Couper和整合ENFUMOSA团队的评论和更正的R. Middelveld。
脚注
↵编辑评论见第397页。
- 收到了2001年7月19日。
- 接受2003年5月29日。
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