引用本文： 聂晓红, 徐志强, 张意, 赖晓蓉. 白三烯受体拮抗剂对支气管扩张症急性期患者气道黏液高分泌的影响. 中国呼吸与危重监护杂志, 2017, 16(4): 375-378. doi: 10.7507/1671-6205.201702005 复制
气道黏液在抵御致病因子的侵犯和有毒因子的损伤方面起着重要作用，但在支气管扩张症等慢性气道炎性疾病中，黏液的过度分泌会引起黏液纤毛清除功能障碍和局部防御功能损害，导致细菌感染难以控制和气体交换功能障碍[1]。引起支气管扩张症的主要因素是支气管-肺脏的反复感染和支气管阻塞，感染引起痰液增多，痰液加重支气管阻塞，两者相互影响引起恶性循环，且感染、黏液阻塞等因素使支气管扩张症患者气道存在持续炎症反应[2]。临床上对支气管扩张症的治疗方法常有体位引流痰液、抗生素控制感染、祛痰药等，但气道黏液高分泌的治疗仍是比较棘手的问题。研究发现中性粒细胞介导的炎症在支气管扩张症的发病过程中有重要的作用，抗炎治疗受到不少国内外学者的关注，目前报道和研究较多的主要包括吸入皮质激素、长期小剂量大环内酯类抗生素等治疗支气管扩张症[3-4]。白三烯类是一种强效的炎性介质，在气道炎症中起关键作用[5]。目前白三烯受体拮抗剂已广泛应用于支气管哮喘的治疗，但对支气管扩张症的治疗少有报道，对气道黏液高分泌影响的研究更是罕见报道。本研究通过白三烯受体拮抗剂孟鲁司特治疗急性期支气管扩张症患者，观察其对患者痰液理化性质及其气道黏液高分泌的影响。
1 资料与方法
1.1 临床资料和分组
纳入 2014 年 1 月至 2016 年 9 月在核工业四一六医院呼吸内科住院的符合诊断标准的支气管扩张症患者共 84 例，采用数字随机的方法分为对照组和试验组，每组 42 例。男 29 例，女 55 例；年龄 20~88 岁，平均年龄（61.89±10.68）岁；其中囊状扩张 56 例，柱状扩张 9 例，混合性扩张 19 例。两组患者的基本情况差异无统计学意义（表 1）。支气管扩张症诊断标准：（1）反复咳嗽、咳脓痰、咯血病史，年发作次数 3 次以上；（2）固定部位干湿性啰音；（3）胸部高分辨率 CT（HRCT）检查示支气管壁增厚并柱状囊状扩张。排除合并严重心肺疾病、肾脏疾病、肝脏疾病以及咯鲜血或血块的患者。
表1
两组患者性别、年龄及扩张类型比较 [例（%）]
1.2 方法
1.2.1 常规检查及治疗方法 治疗前所有患者均常规行痰培养、胸部 HRCT、血常规、血气分析、肝肾功能、超敏 C 反应蛋白、血沉、心电图、肺功能及气道阻力测定等检查。对照组常规行体位引流、抗感染、祛痰、舒张气道等治疗。试验组在对照组的基础上加用孟鲁司特钠片（10 mg×5 片，四川大冢制药有限公司）10 mg 睡前口服连续 2 周。
1.2.2 观察指标 观察治疗前及治疗 2 周后患者痰液情况，包括痰的日排量、干/湿重比值、黏度、痰液中性粒细胞弹性蛋白酶（NE）表达水平以及黏蛋白 MUC5ac 含量。
1.2.3 痰液采集、处理及质量控制 （1）痰的采集：由医务人员专门指导，收集痰液前用双氧水漱口，然后咳出深部痰，收集痰液在无菌痰杯里，1 h 内置 4 ℃ 冰箱保存。（2）痰处理：用 4 倍体积的 0.1% 二硫苏糖醇（美国 Sigma 公司）以 3 000 r/min 离心 10 min，吸取上清液置于 –20 ℃ 冰箱保存。2 个月内用于 NE 及 MUC5ac 的测定。（3）痰液质控：痰涂片革兰染色光镜检查每低倍镜视野鳞状上皮细胞<10 个，白细胞>25 个，或鳞状上皮细胞∶多形核白细胞<1∶2.5 为合格标本。若痰标本不合格者，需重新留取。
1.2.4 痰量及理化性质测定 （1）日痰量：收集入院后第 1 d 及第 15 d 两个 24 h 痰液总量，使用托盘扭力天平进行称重。（2）痰液干/湿重比值：将痰液称重后，用滤纸蘸吸其水分，再测其总量，二者之比即干/湿重比值。（3）痰液黏度：采用锥板式黏度剂测得，测试条件为高切变率 100S-1。连续测 3 次，取均值作为测定值。
1.2.5 痰液 NE 表达水平和 MUC5ac 含量的测定采用 ELISA 法检测，试剂盒购自上海麦莎生物科技有限公司，严格按试剂盒说明进行操作。
1.2.6 肺通气功能及气道阻力测定 均采用德国 MS-DIFFUSION 耶格肺功能仪测定，气道阻力采用脉冲振荡法。
1.2.7 动脉血气分析 采用美国雅培 i-STAT（300 型）血气分析仪测定。
1.2.8 临床疗效标准 （1）显效：咳嗽及痰量等临床症状明显好转，肺部啰音明显减少或消失，胸部 X 线或 CT 检查示炎性病灶显著吸收；（2）有效：咳嗽、咳痰好转，呼吸道症状、体征减轻，胸部 X 线及CT 示炎症病灶部分吸收；（3）无效：原有症状、体征无明显变化，胸部 CT 示肺部炎性病灶无吸收或者恶化。总有效率=（显效+有效）/总例数×100%。
1.3 统计学方法
采用 SPSS 19.0 软件进行统计分析。计量资料采用均数±标准差（ ）表示，采用配对 t 检验。计数资料采用 χ2 检验。P<0.05 为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 临床疗效
经 2 周治疗后，两组绝大多数患者临床症状有明显改善，对照组显效 25 例，有效 12 例，无效 5 例，总有效率为 88.1%；试验组显效 31 例，有效 10 例，无效 1 例，总有效率 97.6%。两组差异无统计学意义（χ2=1.62，P>0.05）。
2.2 痰量、痰液理化性质、黏液高分泌指标
治疗后试验组和对照组患者的每日痰量、干/湿重比值、黏度、NE 和 MUC5ac 含量均较治疗前下降明显（P<0.01 或 P<0.05）。治疗后试验组的每日痰量、NE 和 MUC5ac 含量较对照组降低更明显，差异有统计学意义（P<0.05）。结果见表 2。
表2
痰量、痰液理化性质、NE 及 MUC5ac 比较（n=42，
）
2.3 肺功能、血气分析主要指标及气道阻力
治疗后试验组和对照组患者肺通气功能中第 1 秒用力呼吸容积占预计值百分比（FEV1%pred）以及第 1 秒用力呼吸容积与用力肺活量的比值（FEV1/FVC）、中心气道阻力占预测值百分比（Z5Hz%pred）和动脉血二氧化碳分压（PCO2）、氧分压（PO2）均较治疗前好转（P<0.01 或 P<0.05）。但治疗后仅有中心气道阻力 Z5Hz%pred 在试验组和对照组之间有显著差异（P<0.05）。结果见表 3。
表3
主要肺功能、血气分析指标及气道阻力比较（n=42，
）
3 讨论
气道黏液高分泌是支气管扩张症患者重要的临床病理特征，过度分泌的黏液滞留于气道，一方面加重气道阻塞，另一方面有利于病原菌对杀菌因素的躲避以及气道内病原微生物的定植，因此气道黏液高分泌是影响慢性气道炎症发生、发展及预后的重要因素[6]。黏液的黏弹性主要取决于气道上皮杯状细胞和黏膜下腺体分泌的黏蛋白，病理情况下气道黏蛋白以 MUC5ac 占优势，故气道分泌物中 MUC5ac 的含量代表了气道黏液产生分泌的强度[7]。气道黏液高分泌的临床特征表现为患者痰量增多和性状改变。支气管扩张症急性期患者痰量明显增多，多时甚至可达数百毫升，痰液黏度亦明显增大，考察痰液的理化性质以痰液的干/湿重比值和黏度对患者病情进展具有直接指示意义。
参与支气管扩张症发病的三个重要因素为感染、炎症及酶作用[8]。支气管扩张症的炎症反应是以中性粒细胞在支气管腔的募集以及中性粒细胞、单核巨噬细胞和 CD4+ T 淋巴细胞的组织浸润为特征[9]。中性粒细胞的募集由促炎因子白细胞介素-1β（IL-1β）、IL-6、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白三烯 B4、IL-8 等介导，内皮素-1 上调粘附分子 CD18 和 CD11b 在中性粒细胞表面的表达，促进中性粒细胞活化释放氧化剂和酶。这些酶能直接损伤纤毛披覆的呼吸道上皮，增加黏膜腺体分泌，阻碍调理吞噬作用，通过正反馈机制造成支气管壁的破坏[10]。NE 是多形核中性粒细胞内溶酶体释放的主要蛋白水解酶，可引起黏蛋白的转录、合成、分泌，从而诱导杯状细胞的化生；同时可致气道纤毛上皮受损裸露，使纤毛摆动频率减慢，影响黏液纤毛清除功能[11-12]。中性粒细胞在支气管扩张症的发病机制中发挥了中心作用，主要通过释放毒性产物（如弹性蛋白酶、混合金属蛋白酶）消化溶解气道弹性蛋白、基底膜胶原和糖蛋白，损伤破坏气道黏膜的结构和功能[13]。患者痰中的弹性蛋白酶的水平与痰量、肺功能和气道的细胞因子的表达有相互关系[14]。
白三烯是由肥大细胞、嗜酸性粒细胞、巨噬细胞、淋巴细胞等炎症细胞产生的炎性细胞趋化因子和炎性介质。它可引起支气管平滑肌收缩，管腔变窄，气道阻力明显增高；可刺激支气管壁黏液腺体分泌增加，并降低黏膜纤毛的清除能力；还可使气管和支气管壁毛细血管通透性增加，渗出增多，引起黏膜水肿等[15]。通过与靶细胞上白三烯 1 受体（LT1Rs）结合，白三烯募集并活化炎症细胞；增加血管渗透性和支气管高反应性；释放弹性蛋白酶和基质金属蛋白酶（MMP）等蛋白水解酶促进气道重塑；致敏中性粒细胞持续暴露于甲酰基肽产生高反应性，导致弹性蛋白酶和 MMP-8 释放加强[16]。孟鲁司特是近年发展的一种强效选择性 LT1Rs 拮抗剂，与支气管平滑肌等部位的受体结合，竞争性阻断白三烯的促炎等效应[5]，从而抑制其生理效应而起到降低气道炎症、减轻黏液分泌和气道阻力等作用。孟鲁司特可下调哮喘小鼠肺组织黏蛋白 MUC5ac 表达[17]，减轻哮喘大鼠的气道炎症状态[18]，调节儿童哮喘气道胶原蛋白的沉积，减少气道的嗜酸性粒细胞性炎症[19]。目前关于孟鲁司特对支气管扩张症疗效的研究较少，已有的研究显示它可减少支气管扩张症患者的痰量，减轻气道炎症，包括痰中性粒细胞的数量、痰液 TNF-α、IL-8 水平以及呼出气一氧化氮的水平[20]。本研究发现使用孟鲁司特治疗急性支气管扩张症患者后，患者的痰量减少，痰液中的 NE 水平及 MUC5ac 含量均较对照组显著下降，表明它可以减少支气管扩张症患者的痰量，抑制其气道黏液高分泌。虽然痰液的干/湿重比值和黏度没有显著变化，但孟鲁司特在一定程度上改善了患者痰液的理化性质，有利于病情的好转。本研究还发现试验组患者的中心气道阻力在治疗后显著减低，但 FEV1%pred及 FEV1/FVC 与对照组相比下降不显著，可能与孟鲁司特解除支气管平滑肌收缩而舒张气道，以及气道痰液减少等作用使患者的气道阻力降低有关。
综上所述，支气管扩张症急性期患者经孟鲁司特治疗后痰液日排量、NE 水平及 MUC5ac 含量均下降；孟鲁司特可能是通过抑制 NE 来下调气道黏蛋白 MUC5ac 表达，从而抑制气道黏液高分泌，从而在一定程度上起到了标本兼治的作用。其具体作用机制还有待进一步深入研究。
气道黏液在抵御致病因子的侵犯和有毒因子的损伤方面起着重要作用，但在支气管扩张症等慢性气道炎性疾病中，黏液的过度分泌会引起黏液纤毛清除功能障碍和局部防御功能损害，导致细菌感染难以控制和气体交换功能障碍[1]。引起支气管扩张症的主要因素是支气管-肺脏的反复感染和支气管阻塞，感染引起痰液增多，痰液加重支气管阻塞，两者相互影响引起恶性循环，且感染、黏液阻塞等因素使支气管扩张症患者气道存在持续炎症反应[2]。临床上对支气管扩张症的治疗方法常有体位引流痰液、抗生素控制感染、祛痰药等，但气道黏液高分泌的治疗仍是比较棘手的问题。研究发现中性粒细胞介导的炎症在支气管扩张症的发病过程中有重要的作用，抗炎治疗受到不少国内外学者的关注，目前报道和研究较多的主要包括吸入皮质激素、长期小剂量大环内酯类抗生素等治疗支气管扩张症[3-4]。白三烯类是一种强效的炎性介质，在气道炎症中起关键作用[5]。目前白三烯受体拮抗剂已广泛应用于支气管哮喘的治疗，但对支气管扩张症的治疗少有报道，对气道黏液高分泌影响的研究更是罕见报道。本研究通过白三烯受体拮抗剂孟鲁司特治疗急性期支气管扩张症患者，观察其对患者痰液理化性质及其气道黏液高分泌的影响。
1 资料与方法
1.1 临床资料和分组
纳入 2014 年 1 月至 2016 年 9 月在核工业四一六医院呼吸内科住院的符合诊断标准的支气管扩张症患者共 84 例，采用数字随机的方法分为对照组和试验组，每组 42 例。男 29 例，女 55 例；年龄 20~88 岁，平均年龄（61.89±10.68）岁；其中囊状扩张 56 例，柱状扩张 9 例，混合性扩张 19 例。两组患者的基本情况差异无统计学意义（表 1）。支气管扩张症诊断标准：（1）反复咳嗽、咳脓痰、咯血病史，年发作次数 3 次以上；（2）固定部位干湿性啰音；（3）胸部高分辨率 CT（HRCT）检查示支气管壁增厚并柱状囊状扩张。排除合并严重心肺疾病、肾脏疾病、肝脏疾病以及咯鲜血或血块的患者。
表1
两组患者性别、年龄及扩张类型比较 [例（%）]
1.2 方法
1.2.1 常规检查及治疗方法 治疗前所有患者均常规行痰培养、胸部 HRCT、血常规、血气分析、肝肾功能、超敏 C 反应蛋白、血沉、心电图、肺功能及气道阻力测定等检查。对照组常规行体位引流、抗感染、祛痰、舒张气道等治疗。试验组在对照组的基础上加用孟鲁司特钠片（10 mg×5 片，四川大冢制药有限公司）10 mg 睡前口服连续 2 周。
1.2.2 观察指标 观察治疗前及治疗 2 周后患者痰液情况，包括痰的日排量、干/湿重比值、黏度、痰液中性粒细胞弹性蛋白酶（NE）表达水平以及黏蛋白 MUC5ac 含量。
1.2.3 痰液采集、处理及质量控制 （1）痰的采集：由医务人员专门指导，收集痰液前用双氧水漱口，然后咳出深部痰，收集痰液在无菌痰杯里，1 h 内置 4 ℃ 冰箱保存。（2）痰处理：用 4 倍体积的 0.1% 二硫苏糖醇（美国 Sigma 公司）以 3 000 r/min 离心 10 min，吸取上清液置于 –20 ℃ 冰箱保存。2 个月内用于 NE 及 MUC5ac 的测定。（3）痰液质控：痰涂片革兰染色光镜检查每低倍镜视野鳞状上皮细胞<10 个，白细胞>25 个，或鳞状上皮细胞∶多形核白细胞<1∶2.5 为合格标本。若痰标本不合格者，需重新留取。
1.2.4 痰量及理化性质测定 （1）日痰量：收集入院后第 1 d 及第 15 d 两个 24 h 痰液总量，使用托盘扭力天平进行称重。（2）痰液干/湿重比值：将痰液称重后，用滤纸蘸吸其水分，再测其总量，二者之比即干/湿重比值。（3）痰液黏度：采用锥板式黏度剂测得，测试条件为高切变率 100S-1。连续测 3 次，取均值作为测定值。
1.2.5 痰液 NE 表达水平和 MUC5ac 含量的测定采用 ELISA 法检测，试剂盒购自上海麦莎生物科技有限公司，严格按试剂盒说明进行操作。
1.2.6 肺通气功能及气道阻力测定 均采用德国 MS-DIFFUSION 耶格肺功能仪测定，气道阻力采用脉冲振荡法。
1.2.7 动脉血气分析 采用美国雅培 i-STAT（300 型）血气分析仪测定。
1.2.8 临床疗效标准 （1）显效：咳嗽及痰量等临床症状明显好转，肺部啰音明显减少或消失，胸部 X 线或 CT 检查示炎性病灶显著吸收；（2）有效：咳嗽、咳痰好转，呼吸道症状、体征减轻，胸部 X 线及CT 示炎症病灶部分吸收；（3）无效：原有症状、体征无明显变化，胸部 CT 示肺部炎性病灶无吸收或者恶化。总有效率=（显效+有效）/总例数×100%。
1.3 统计学方法
采用 SPSS 19.0 软件进行统计分析。计量资料采用均数±标准差（ ）表示，采用配对 t 检验。计数资料采用 χ2 检验。P<0.05 为差异有统计学意义。
2 结果
2.1 临床疗效
经 2 周治疗后，两组绝大多数患者临床症状有明显改善，对照组显效 25 例，有效 12 例，无效 5 例，总有效率为 88.1%；试验组显效 31 例，有效 10 例，无效 1 例，总有效率 97.6%。两组差异无统计学意义（χ2=1.62，P>0.05）。
2.2 痰量、痰液理化性质、黏液高分泌指标
治疗后试验组和对照组患者的每日痰量、干/湿重比值、黏度、NE 和 MUC5ac 含量均较治疗前下降明显（P<0.01 或 P<0.05）。治疗后试验组的每日痰量、NE 和 MUC5ac 含量较对照组降低更明显，差异有统计学意义（P<0.05）。结果见表 2。
表2
痰量、痰液理化性质、NE 及 MUC5ac 比较（n=42，
）
2.3 肺功能、血气分析主要指标及气道阻力
治疗后试验组和对照组患者肺通气功能中第 1 秒用力呼吸容积占预计值百分比（FEV1%pred）以及第 1 秒用力呼吸容积与用力肺活量的比值（FEV1/FVC）、中心气道阻力占预测值百分比（Z5Hz%pred）和动脉血二氧化碳分压（PCO2）、氧分压（PO2）均较治疗前好转（P<0.01 或 P<0.05）。但治疗后仅有中心气道阻力 Z5Hz%pred 在试验组和对照组之间有显著差异（P<0.05）。结果见表 3。
表3
主要肺功能、血气分析指标及气道阻力比较（n=42，
）
3 讨论
气道黏液高分泌是支气管扩张症患者重要的临床病理特征，过度分泌的黏液滞留于气道，一方面加重气道阻塞，另一方面有利于病原菌对杀菌因素的躲避以及气道内病原微生物的定植，因此气道黏液高分泌是影响慢性气道炎症发生、发展及预后的重要因素[6]。黏液的黏弹性主要取决于气道上皮杯状细胞和黏膜下腺体分泌的黏蛋白，病理情况下气道黏蛋白以 MUC5ac 占优势，故气道分泌物中 MUC5ac 的含量代表了气道黏液产生分泌的强度[7]。气道黏液高分泌的临床特征表现为患者痰量增多和性状改变。支气管扩张症急性期患者痰量明显增多，多时甚至可达数百毫升，痰液黏度亦明显增大，考察痰液的理化性质以痰液的干/湿重比值和黏度对患者病情进展具有直接指示意义。
参与支气管扩张症发病的三个重要因素为感染、炎症及酶作用[8]。支气管扩张症的炎症反应是以中性粒细胞在支气管腔的募集以及中性粒细胞、单核巨噬细胞和 CD4+ T 淋巴细胞的组织浸润为特征[9]。中性粒细胞的募集由促炎因子白细胞介素-1β（IL-1β）、IL-6、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）、白三烯 B4、IL-8 等介导，内皮素-1 上调粘附分子 CD18 和 CD11b 在中性粒细胞表面的表达，促进中性粒细胞活化释放氧化剂和酶。这些酶能直接损伤纤毛披覆的呼吸道上皮，增加黏膜腺体分泌，阻碍调理吞噬作用，通过正反馈机制造成支气管壁的破坏[10]。NE 是多形核中性粒细胞内溶酶体释放的主要蛋白水解酶，可引起黏蛋白的转录、合成、分泌，从而诱导杯状细胞的化生；同时可致气道纤毛上皮受损裸露，使纤毛摆动频率减慢，影响黏液纤毛清除功能[11-12]。中性粒细胞在支气管扩张症的发病机制中发挥了中心作用，主要通过释放毒性产物（如弹性蛋白酶、混合金属蛋白酶）消化溶解气道弹性蛋白、基底膜胶原和糖蛋白，损伤破坏气道黏膜的结构和功能[13]。患者痰中的弹性蛋白酶的水平与痰量、肺功能和气道的细胞因子的表达有相互关系[14]。
白三烯是由肥大细胞、嗜酸性粒细胞、巨噬细胞、淋巴细胞等炎症细胞产生的炎性细胞趋化因子和炎性介质。它可引起支气管平滑肌收缩，管腔变窄，气道阻力明显增高；可刺激支气管壁黏液腺体分泌增加，并降低黏膜纤毛的清除能力；还可使气管和支气管壁毛细血管通透性增加，渗出增多，引起黏膜水肿等[15]。通过与靶细胞上白三烯 1 受体（LT1Rs）结合，白三烯募集并活化炎症细胞；增加血管渗透性和支气管高反应性；释放弹性蛋白酶和基质金属蛋白酶（MMP）等蛋白水解酶促进气道重塑；致敏中性粒细胞持续暴露于甲酰基肽产生高反应性，导致弹性蛋白酶和 MMP-8 释放加强[16]。孟鲁司特是近年发展的一种强效选择性 LT1Rs 拮抗剂，与支气管平滑肌等部位的受体结合，竞争性阻断白三烯的促炎等效应[5]，从而抑制其生理效应而起到降低气道炎症、减轻黏液分泌和气道阻力等作用。孟鲁司特可下调哮喘小鼠肺组织黏蛋白 MUC5ac 表达[17]，减轻哮喘大鼠的气道炎症状态[18]，调节儿童哮喘气道胶原蛋白的沉积，减少气道的嗜酸性粒细胞性炎症[19]。目前关于孟鲁司特对支气管扩张症疗效的研究较少，已有的研究显示它可减少支气管扩张症患者的痰量，减轻气道炎症，包括痰中性粒细胞的数量、痰液 TNF-α、IL-8 水平以及呼出气一氧化氮的水平[20]。本研究发现使用孟鲁司特治疗急性支气管扩张症患者后，患者的痰量减少，痰液中的 NE 水平及 MUC5ac 含量均较对照组显著下降，表明它可以减少支气管扩张症患者的痰量，抑制其气道黏液高分泌。虽然痰液的干/湿重比值和黏度没有显著变化，但孟鲁司特在一定程度上改善了患者痰液的理化性质，有利于病情的好转。本研究还发现试验组患者的中心气道阻力在治疗后显著减低，但 FEV1%pred及 FEV1/FVC 与对照组相比下降不显著，可能与孟鲁司特解除支气管平滑肌收缩而舒张气道，以及气道痰液减少等作用使患者的气道阻力降低有关。
综上所述，支气管扩张症急性期患者经孟鲁司特治疗后痰液日排量、NE 水平及 MUC5ac 含量均下降；孟鲁司特可能是通过抑制 NE 来下调气道黏蛋白 MUC5ac 表达，从而抑制气道黏液高分泌，从而在一定程度上起到了标本兼治的作用。其具体作用机制还有待进一步深入研究。
