小气道是哮喘患者气道阻力增加的主要部位,越来越多的研究发现小气道疾病与哮喘的严重程度、急性发作频率密切相关。近日,英国帝国理工学院的Omar S. Usmani教授在Chinese Medical Journal Pulmonary and Critical Care Medicine中发表了题为“Small airways in asthma: Pathophysiology, identification and management”的综述文章。本文系统地介绍了小气道疾病的发病机制、评估、以及对哮喘的诊疗意义,指出小气道功能的评估为哮喘的诊断和治疗带来新的希望与前景。
一、哮喘患者小气道疾病的发病机制
小气道壁病变导致小气道疾病的发生,包括粘液分泌增加、杯状细胞化生、上皮脱落、肺上皮增厚伴网状基底膜增厚、平滑肌细胞层增生和肥大以及细胞外基质成分的变化。尽管遗传倾向和氧化应激均可引发气道的变化,但慢性气道炎症是介导小气道疾病和气道重塑的核心因素。气道炎症破坏了小气道上皮衬液中的表面活性剂,导致气道过度收缩,气道阻力增加,最终促进哮喘的发生和发展。
二、哮喘患者小气道疾病的评估
1.振荡测量法
振荡测量法是基于变频压力信号在潮式呼吸上的叠加,通过数学方法推导出频谱的呼吸总阻抗,并将其划分为电阻(Rrs)和电抗(Xrs),小气道疾病以频率依赖的方式改变气道阻力和电抗。R5-R20之间的差异被认为是小气道阻塞的标志;此外,X5、电抗曲线(从测量的最低频率到电抗为零对应的频率)下面积(A x)也被认为是小气道疾病的标志。同时,振荡测量法也被用于评估支气管扩张剂反应,该方法敏感性优于肺活量测定,而支气管扩张后电抗的变化也与较差的哮喘控制测试(ACT)评分相关。
2.惰性气体冲洗法
通过惰性气体冲洗技术能够测量闭合容量(CC)和闭合容积(CV),第III相斜率(SⅢ)、肺通气不均指数(Sacin, Scond)等指标,以评价气道功能,但目前仅限于研究应用,与振荡测量法相比,其重复性不高,需要进一步研究以确保其临床适用性。
3.影像学检查
影像学技术将在哮喘和慢性阻塞性肺病的诊断和评估中发挥重要作用。参数响应图(PRM)可反映哮喘中小气道疾病的空间分布;功能性呼吸成像则利用吸气和呼气时相CT 扫描图像,通过计算流体动力学以模拟气流;使用吸入氦-3或氙-129气体的超极化磁共振成像(MRI)也能提供远端气道和肺实质的通气分布和形态信息,可用于通气缺陷的检测。
4.支气管内光学相干断层扫描(EB-OCT)
EB-OCT使用近红外线光束照射组织并检测背向散射光,分辨率接近组织学清晰度(1–20 μm),穿透深度仅为几毫米。该技术可用于评估肺外周(包括肺泡和小气道),同时避免肺组织取样,其成像参数与疾病严重程度相关。
5.核医学
核医学成像技术可利用吸入的放射性示踪剂和放射性标记药物,通过平面闪烁扫描、三维单光子发射计算机断层扫描(SPECT)或正电子发射断层扫描(PET),检测肺部的通气分布和药物沉积情况。
6. 呼出气生物标志物
呼出气一氧化氮(FENO)是嗜酸性气道炎症的标志物,用于哮喘的诊断和评估。事实上,在轻度未经治疗的哮喘患者中,肺泡FENO与哮喘控制相关,肺泡FENO的比例与腺泡区的不均匀性相关。此外,其它呼出颗粒物也可能作为小气道疾病的标志物。
三、小气道功能评估与哮喘的诊断和治疗
小气道功能评估在辅助哮喘诊断方面具有显著优势。与单独使用肺量计测定法相比,其与振荡测量法的联用能够有效提升诊断效率;而对于不适合进行肺活量测定的患者(如患遗传性结缔组织疾病、血管异常),振荡测量法可作为哮喘诊断的替代方法。此外,对于部分正接受吸入控制治疗(皮质类固醇)的患者,其经典肺量计指标正常,但小气道功能评估可检测出潜在的异质性,降低患者哮喘恶化的风险。
小气道功能评估在哮喘治疗中表现为双重作用,一方面可监测疗效,另一方面可指导雾化吸入疗法的选择。小气道生理学也被用于监测系统性哮喘疗法的疗效,其功能障碍的标志物可作为哮喘临床试验的生物标志物和替代终点。
四、总结与展望
日益增多的研究证据表明小气道在哮喘发病机制和病理生理学中的重要作用,小气道疾病将影响哮喘的临床结果,如疾病控制、生活质量和恶化频率等。在不远的将来,小气道评估技术(如振荡测量法)的标准化和参考方程的建立将促进其成为哮喘的诊断标准,为哮喘诊疗提供指导意义,推动哮喘精准医疗的发展。
How to cite: Toumpanakis D, Usmani OS. Small airways in asthma: Pathophysiology, identification and management. Chin Med J Pulm Crit Care Med. 2023;1:171-180. doi: 10.1016/j.pccm.2023.07.002.
专家介绍
通信作者:Omar Usmani
伦敦帝国理工学院国家心肺研究所(NHLI)呼吸病学教授,皇家布朗普顿医院(RBH)和伦敦圣玛丽医院的顾问医师。他是ICRRU(帝国理工学院呼吸研究部)呼吸试验的临床主任。
供稿:段梦园;编辑:魏佩芳;审核:郝秀原
本文转载自订阅号「呼吸与危重症医学英文版」
原链接戳:哮喘与小气道疾病:病因、诊断与治疗
* 文章仅供医疗卫生相关从业者阅读参考
本文完
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