呼出氣冷凝液在COPD、哮喘、肺癌及間質(zhì)性肺疾病中應(yīng)用的研究進展呼出氣冷凝液（EBC）是一種新興的呼吸道系統(tǒng)疾病檢測方法。通過檢測EBC中的實時生物標記物，以評價氣道急慢性炎癥、氧化應(yīng)激水平。由于EBC具有無創(chuàng)、實時監(jiān)測、簡便、可重復等優(yōu)點，具有良好的發(fā)展應(yīng)用前景，因而可作為肺部疾病的診斷、疾病嚴重程度、藥物療效及預后評估，在COPD、哮喘、肺癌及間質(zhì)性肺病得到廣泛應(yīng)用。本文對近年來EBC在COPD、哮喘、肺癌及間質(zhì)性肺病中的研究做簡要綜述。呼吸道系統(tǒng)疾病是嚴重危害人類健康的常見病、多發(fā)病。COPD發(fā)病率和死亡率高，預計到2020年將成為全球死亡原因的第3位；肺癌死亡率高，位居于腫瘤死亡率之首；哮喘、間質(zhì)性肺病嚴重影響患者生活質(zhì)量。目前人們研究出多種下呼吸道檢測方法，如纖維支氣管鏡黏膜組織活檢、支氣管肺泡灌洗液（Bronchoalveolarlavagefluid，BALF）、誘導痰等，但其有各自缺點。氣管黏膜組織活檢及肺泡灌洗是一種侵入性檢測手段，對呼吸道有損傷，患者依從性較差，尤其是危重患者難以耐受反復有創(chuàng)性檢測。誘導痰由于霧化吸入時對支氣管有激發(fā)作用，檢測不能用于重癥哮喘及兒童患者，因此上述檢測手段在臨床上應(yīng)用受到一定的限制。呼出氣冷凝液（exhaledbreathcondensate，EBC）是近年來一種檢測呼吸道生化成分的新技術(shù)，與傳統(tǒng)的檢測手段比較，具有安全無創(chuàng)、良好的可重復性、操作簡易特點。EBC中主要成分包括呼吸道內(nèi)襯液氣溶膠化而形成的各種生物微粒、水溶性揮發(fā)性物質(zhì)以及呼出氣冷凝水，其中前兩者占EBC總體積甚少，約為1%，但其成分卻包含上千種生物微粒、蛋白物質(zhì)等。人體氣道內(nèi)襯液中含有多種水溶性活性分子、抗氧化物，是呼吸道的防御屏障之一。一旦氣道損傷及結(jié)構(gòu)改變，這些生物活性分子的變化可反映氣道、肺組織內(nèi)微環(huán)境的變化。EBC能較好地反映氣道、肺組織內(nèi)襯液變化，并實時反映氣道及肺組織的損傷及炎癥情況，是一種很有前景的無創(chuàng)的肺部疾病生物標記物的來源[1]。故可用于呼吸道疾病診斷、監(jiān)測及藥物療效評價。此外，EBC適用范圍廣，可在各種人群中得以應(yīng)用，既適用于兒童患者又可用于危重癥患者，而且其費用比BALF要更便宜。本文就EBC在COPD、哮喘、肺癌、間質(zhì)性肺病的檢測作一綜述。1慢性阻塞性肺疾病慢性阻塞性肺疾?。╟hronicobstructivepulmonarydisease，COPD）是一種氣道不完全可逆、呈進行性發(fā)展的氣流受限疾病。氣道、肺實質(zhì)及肺血管的慢性炎癥為其主要特征。COPD患者氣道、肺組織慢性炎癥，各種炎癥細胞的聚集，并且釋放各種肺損傷因子及細胞因子[2]，尤其是COPD急性發(fā)作期更明顯，國內(nèi)外眾多學者對其EBC進行了研究。COPD患者由于中性粒細胞的趨化作用釋放出白三烯B4（Leukotriene-B4，LTB4）導致了EBC中LTB4濃度升高。研究發(fā)現(xiàn)，AECOPD患者EBC及誘導痰中LTB4明顯升高[3]。最近，Corhay等[4]研究也發(fā)現(xiàn)，在COPD患者中，急性加重期EBC中細粒細胞趨化活性升高，而在穩(wěn)定期時下降，而LTB4在穩(wěn)定期和急性加重期均發(fā)揮作用，但急性加重期是升高更明顯，表明LTB4反映體內(nèi)的炎癥水平。α-1-抗胰蛋白酶（α-1-antitrypsin，ATT）是一種急性相關(guān)蛋白，是中性粒細胞彈性蛋白酶抑制劑，ATT的缺乏可能會導致早發(fā)性呼吸道癥狀。Koczulla等[5]對35例AECOPD患者EBC研究發(fā)現(xiàn)，EBC中ATT在加重期顯著升高，并且可作為COPD并且加重的生物標記物。細胞因子常在炎癥過程中異常表達。如炎癥過程中表達IL-1、IL-4、IL-6、IL-8和TNF-α等可促進炎性細胞趨化及浸潤。國外多項研究表明，這些炎性細胞因子在COPD患者EBC中水平中不同程度的升高，如Foschino等[6]發(fā)現(xiàn)輕度COPD患者EBC中IL-4、IL-6及TNF-α水平較健康對照顯著升高，并且急性加重期較穩(wěn)定期升高更明顯。IL-4、IL-6及TNF-α參與的COPD氣道炎癥反應(yīng)。COPD、哮喘等氣道炎癥疾中肺泡灌洗液的pH呈酸性，認為氣道慢性炎癥可能導致氣道及肺組織呈酸化改變，氣道的內(nèi)源性酸化。MacNee等[7]通過測COPD患者EBC中的pH值，發(fā)現(xiàn)COPD急性加重患者氣道內(nèi)酸化明顯，并且與氣道炎癥呈正相關(guān)。氣道及肺部氧化應(yīng)激過程，產(chǎn)生過量的氧自由基、活性氮，對氣道及肺泡組織的慢性炎癥及損傷有重要作用。目前對EBC中的一氧化氮（NO）研究較多，它反映氣道炎癥特異性較高。Antus等[8]研究發(fā)現(xiàn)COPD患者穩(wěn)定期及急性加重期呼出氣一氧化氮（FENO）較健康對照組升高，并且急性加重期升高更顯著，F(xiàn)ENO值與肺功能呈負相關(guān)[9]。COPD患者的EBC中還可檢測到其他許多炎癥性相關(guān)因子，如8-異前列腺烷、IL-10、H2O2等。2支氣管哮喘目前對哮喘EBC中氧化應(yīng)激及氣道過敏性炎癥標記物研究中都有所深入，但氧化應(yīng)激對研究者更具吸引力。Barreto等[10]對運動性支氣管痙攣兒童研究，發(fā)現(xiàn)氧化應(yīng)激在氣道高反應(yīng)性起到一定的作用，EBC中8-異前列烷的濃度較健康組升高，其濃度與哮喘嚴重程度呈正相關(guān)，并且與哮喘發(fā)作次數(shù)及氧化應(yīng)激呈正相關(guān)[11]。EBC中8-異前列烷的濃度呈顯著季節(jié)性改變，氧化應(yīng)激與小兒氣道炎癥密切相關(guān)[12]。表明8-異前列烷可以作為哮喘生物標記物，還作為評估病情嚴重程度的指標之一。但是，最近Sood等[13]的研究卻持有不同的觀點，通過對哮喘過敏原誘發(fā)的支氣管激發(fā)評價EBC的8-異前列烷的濃度，發(fā)現(xiàn)在輕度哮喘患者其濃度改變幾乎無明顯改變。哮喘氣道酸化也是研究熱點之一，pH值可反映氣道炎癥細胞泌酸能力及氣道對酸性物質(zhì)的中和能力。Kostikas等[14]通過檢測EBC的pH值哮喘病情控制情況，發(fā)現(xiàn)哮喘控制不佳患者pH值降低。Murata等[15]也證實哮喘患者氣道pH值降低，氣道及肺泡組織呈酸化。哮喘患者EBC中其他生物學指標的檢測也有大量研究。如Murata等[15]檢測到哮喘患者EBC中H2O2濃度升高，且經(jīng)治療后濃度水平下降；Kazani等[16]對不同嚴重程度的哮喘患者及健康患者研究，發(fā)現(xiàn)EBC中脂氧素A4（LXA4）和LTB4均高于健康對照組，并且其與哮喘嚴重程度呈正相關(guān)；Wan等[17]對34名兒童過敏性哮喘FENO研究，發(fā)現(xiàn)過敏性哮喘的發(fā)病與FENO有相關(guān)性，認為FENO在變態(tài)反應(yīng)性疾病機制中發(fā)揮了作用。3肺癌肺癌的死亡率仍然較高，并且對早期診斷方法仍然缺乏。EBC被認為是用于獲取導致非小細胞肺癌生物信息的可靠潛在工具。研究肺癌患者EBC中腫瘤標志物是近幾年的熱點。血管內(nèi)皮生長因子（Vascularendothelialgrowthfactor，VEGF）是一種促血管內(nèi)皮生長的重要因子，與多種腫瘤的發(fā)生、發(fā)展及血管的生成有密切關(guān)系。Dalaveris等[18]研究發(fā)現(xiàn)，肺癌患者血清及EBC中VEGF水平均明顯高于健康組，而且血清及EBC中的VEGF水平具有良好的相關(guān)性。Brussino等[19]對15例非小細胞肺癌的EBC研究也證實VEGF濃度升高，經(jīng)治療后VEGF水平下降，認為檢測EBC中VEGF可作為早期肺癌篩查及治療效果評估的無創(chuàng)方法。細胞間黏附分子1（Intercellularadhesionmolecule1，ICAM-1）和血管細胞黏附分子1（vascularcelladhesionmolecule1，VCAM-1）是免疫球蛋白超家族成員，增加宿主細胞對腫瘤細胞的黏附性。在正常的肺組織，ICAM-1主要表達于支氣管和肺泡上皮細胞。然而，ICAM-1能增強惡性腫瘤的轉(zhuǎn)移能力并且高表達于非小細胞肺癌的所有組織類型。VCAM-1是被發(fā)現(xiàn)于內(nèi)皮細胞、樹突細胞、巨噬細胞、腎壁層上皮細胞、滑膜襯里細胞和反應(yīng)間皮細胞。血清中可溶性形VCAM-1水平已被報道在多種惡性腫瘤升高。ICAM1和VCAM-1的信號途徑參與GTP酶的活化，靶蛋白的磷酸化，從而引起交界破壞、細胞骨架重塑及細胞膜融合，在腫瘤發(fā)生、發(fā)展過程起重要作用。Zhou等[20]對肺癌患者EBC中ICAM-1及VCAM-1檢測發(fā)現(xiàn)，EBC中可溶性ICAM-1水平高于COPD患者及健康對照組，而VCAM-1并未見升高，認為呼出可溶性ICAM-1對肺癌的診斷有一定價值，可能成為肺癌診斷及預后評估的生物標記物。此外，Xiao等[21]發(fā)現(xiàn)非小細胞肺癌EBC中檢測出甲基化的基因P16升高，在基因分子水平檢測中，其敏感性及特異性都很高，對肺癌的篩查有一定應(yīng)用前景。研究發(fā)現(xiàn)EBC中瘦素、IL-2、TNF-α、以及內(nèi)皮縮血管肽-1（ET-1）的檢測均有助于肺癌的早期診斷和藥物治療評估[22-23]。4間質(zhì)性肺疾病氧化應(yīng)激病理學機制被認為是與石棉肺、特發(fā)性間質(zhì)性肺纖維化等間質(zhì)性疾病的發(fā)生、發(fā)展有一定聯(lián)系。研究者們發(fā)現(xiàn)石棉肺患者EBC中8-異前列烷水平較健康組有明顯升高[24]，表明8-異前列烷在石棉肺的發(fā)病機制起了一定作用。特發(fā)性肺纖維化患者EBC中8-異前列烷、過氧化氫及亞硝酸鹽濃度升高，且與其疾病嚴重程度正相關(guān)[25-26]。ET-1作為纖維化標志物在系統(tǒng)性硬化癥患者EBC中濃度顯著升高，且其濃度水平與肺功能的惡化明顯相關(guān)。細胞因子IL-2、IL-6、IL-10在系統(tǒng)性硬化癥患者EBC中濃度水平升高[27]。5展望EBC作為檢測呼吸道疾病生物標記物新技術(shù)，具有無創(chuàng)、實時監(jiān)測、簡便、可重復等優(yōu)點，但是也有局限性，如生物指標選擇、收集方法、收集的時間窗沒有統(tǒng)一的標準，目前其僅用于研究工作，而尚未廣泛應(yīng)用于臨床。隨著科技進步，上述問題等到進一步解決，EBC技術(shù)將會在呼吸系統(tǒng)疾病的早期診斷、病情評估及藥物療效評價等有良好的發(fā)展應(yīng)用前景。參考文獻[1]MontuschiP.Review：analysisofexhaledbreathcondensateinrespiratorymedicine：methodologicalaspectsandpotentialclinicalapplications[J].Therapeut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