過敏史減弱呼出氣一氧化氮對慢性咳嗽患者痰嗜酸性粒細胞的預測作用

葉艷梅，胡大鵬，黃淑榆，趙文驅，梁健鵬，黃俊文，韓惠珊，楊淑鑾，蔡紹曦，趙海金

南方醫科大學南方醫院呼吸與危重癥醫學科，慢性氣道疾病實驗室，廣東 廣州510515

慢性咳嗽（持續＞8周）是呼吸科門診患者最常見的癥狀之一。研究發現，咳嗽變異性哮喘（CVA）和嗜酸粒細胞性支氣管炎（EB）是慢性咳嗽最常見的兩個病因［1］，分別占慢性咳嗽病因的三分之一和五分之一［2］。歐洲呼吸學會慢性咳嗽管理指南將CVA和EB歸類為具有哮喘特征的咳嗽［3］。以CVA和EB為代表的慢性咳嗽、哮喘、慢性阻塞性肺病及過敏性咳嗽患者等可患有嗜酸性氣道炎癥（EAI），臨床上誘導痰嗜酸性粒細胞（EOS）計數是診斷EAI的理想指標之一。然而，誘導痰EOS在技術上要求高且耗時長；因此，尋找更易于獲取的標志物用來指導嗜酸性咳嗽的治療尤為重要。

目前認為，呼出氣一氧化氮（FENO）是評估哮喘EAI和預測吸入性糖皮質激素（ICS）治療反應性的理想指標［4-6］。Kowal等［7］報道了FENO可用于篩查慢性咳嗽患者中的哮喘病例。Hsu等［8］報道FENO值＞33.9 ppb可預測ICS在慢性咳嗽患者治療中的有效性。Yi等［9］發現具有高FENO 水平（≥31.5 ppb）的慢性咳嗽患者對ICS治療的反應性可能更好。Chen等［10］發現FENO可能有助于識別慢性咳嗽患者中的CVA病例。課題組2016年亦發現FENO值升高可以預測亞急性咳嗽對于ICS的治療反應性［11］。上述研究表明，FENO是預測慢性咳嗽中ICS 治療反應性較為理想的標志物；提示FENO可能作為慢性咳嗽患者EAI和ICS治療反應性的重要預測指標。

既往有研究提示過敏史與FENO之間存在顯著關聯性。Baptist等［12］報道，在非裔美國兒童中，FENO水平受到過敏史的影響。Lim等［13］研究發現，過敏史是FENO水平升高的重要危險因素。Asano等［14］報道過敏史可能影響FENO對慢性咳嗽患者的診斷價值，但關于過敏史對FENO預測慢性咳嗽患者氣道嗜酸粒細胞炎癥作用是否存在影響，目前未見報道，本研究旨在確定FENO在預測慢性咳嗽患者EAI的診斷價值，并評估過敏史對FENO預測價值可能的影響。

1 資料和方法

1.1 研究對象

南方醫科大學南方醫院2016年10月～2021年10月門診就診且符合納入標準的患者，對醫療數據庫中記載的醫療記錄及病歷文件進行了回顧性隊列分析。本研究獲得南方醫院倫理委員會的倫理批準[編號FEEC2016-052]。

1.2 入選及排除標準

入選標準：癥狀持續3～8 周，咳嗽作為唯一或主要癥狀定義亞急性咳嗽；持續超過8周的咳嗽作為唯一或主要癥狀定義慢性咳嗽；胸片或胸部CT無明顯異常；完成FENO檢測；配合完成誘導痰試驗。

排除標準：就診前6周內有呼吸道感染史；過去4周內使用過ICS或全身性糖皮質激素；就診前1周應用白三烯受體拮抗劑和/或長效β2-激動劑。

收集并分析人口統計學和臨床數據，包括年齡、性別、過敏狀況、吸煙史、誘導痰試驗結果和FENO測量結果。吸煙史定義為每天至少吸1支香煙至少持續6月或累計吸入≥20包香煙［15］。過敏史是IgE抗體應答者的臨床定義，例如，個體傾向于對過敏原敏感，然后產生IgE抗體以響應過敏因素［16-18］。本研究中，過敏史定義為既往診斷為過敏性鼻炎、濕疹、花粉過敏、動物、藥物或食物過敏［19］。

1.3 FENO測量

按照瑞典NIOX MINO分析系統標準檢測程序；根據美國胸科學會（ATS）/ERS的推薦意見［20］，指示患者以50 mL/s 的標準低速率呼氣，并保持穩定的流速至少10 s。主要檢測指標：FENO（ppb）（1 ppb=1×109mol/L）。

1.4 誘導痰

根據操作流程標準進行［21,22］。以痰誘導EOS≥2.5%定義EAI［9］。

1.5 統計分析

正態分布數據（年齡）用均數±標準差表示。正態分布用Kolmogorov-Smirnov檢驗。不同年齡組間比較采用獨立樣本t檢驗。非正態分布數據(FENO值)以中位數及四分位數表示（median,[Quartiles1],[Quartiles3]），組間比較采用Mann-WhitneyU檢驗或Kruskal-Wallis分析。分類變量的組間差異分析分別采用Pearson χ2檢驗及Yates連續性校正法。上述分析均采用SPSS 19.0進行。

通過繪制受試者工作特征曲線（ROC）并計算曲線下面積（AUCs），計算FENO對不同組別誘導痰嗜酸粒細胞（≥2.5%）的最佳預測值。以Youden 指數計算FENO預測臨界值，并分別計算各臨界值的陽性預測值（PPV）、陰性預測值（NPV）、陽性似然比（PLR）和陰性似然比（NLR）。用DeLong's檢驗比較各組間的ROC曲線下面積（AUC）。利用R軟件（4.1.0版）中的“proc”包繪制ROC曲線。

連續變量（誘導痰嗜酸粒細胞計數）通過臨界值（2.5%）轉換為二分類狀態變量。采用多重Logistic回歸分析確定影響FENO預測值的變量，分別計算優勢比（OR）和95%可信區間（CI）。P＜0.05（雙側）被認為是具有統計學意義的結果。采用Spearman等級相關檢驗分析血清FENO水平與過敏史反應的相關性。

2 結果

2.1 基線特征

共納入868名患者（402名男性和466名女性）?；颊吣挲g為39.59±13.35（14～84）歲。其中慢性咳嗽749例（86.3%），亞急性咳嗽119例（13.7%），存在嗜酸粒細胞氣道炎癥患者（痰EOS≥2.5%）173例（19.9%），83例（9.6%）有吸煙史，100例（11.5%）有過敏史病史。慢性咳嗽患者中有吸煙史的病例多于亞急性咳嗽組患者（10.4%vs4.2%，P=0.034）。兩組的基線數據比較（表1）。

表1 患者一般資料Tab.1 Baseline characteristics of the patients enrolled in this study

以FENO≥25 ppb 為臨界值做分層分析，69 例（12.8%）EAI 患者FENO 值正常，224 例（68.3%）患者FENO值升高但無痰EOS增多（＜2.5%）。按不同水平FENO值分層分析具體見表2。

2.2 慢性咳嗽合并過敏史的患者FENO水平更高

所有患者的中位FENO值為18[12,35]ppb，范圍為5～300 ppb。亞急性咳嗽組與慢性咳嗽組FENO水平差異無統計學意義（P=0.18）。吸煙患者的FENO值為24 ppb[13,50]，高于無吸煙史患者的18 ppb[11,34]（P=0.029）。與無過敏史患者相比，過敏史患者的FENO水平略高，但差異無統計學意義（P=0.069）。亞急性咳嗽組吸煙者和非吸煙者的FENO水平無顯著差異（P=0.61），而慢性咳嗽組吸煙者的FENO 水平高于非吸煙者（24 ppb[13,50]vs.18ppb[11,33]，P=0.025]。值得注意的是，在慢性咳嗽組中，過敏史患者的FENO水平21 ppb[12,52]高于無過敏史患者過敏史18 ppb[11,32]（P=0.029）。在亞急性咳嗽患者中，過敏史患者與無過敏史患者的FENO水平無顯著差異（P=0.535）。此外，FENO水平與痰EOS之間顯著相關性（rs=0.281，P＜0.001）。

2.3 FENO對痰EOS的ROC預測價值

在全部患者中，FENO預測嗜酸粒細胞氣道炎癥性的AUC（27.5 ppb 為臨界值）為0.703（95%CI：0.658-0.748，敏感性57.8%，特異性73.7%，PPV35.3%，NPV87.5%，P＜0.001）。值得注意的是，以72 ppb的臨界值，過敏史患者的AUC為0.677（95%CI：0.548-0.806，P=0.006），敏感性為41.7%，特異性較高，為92.1%，PPV為12.8%，NPV為98.3%。在無過敏史的患者中，28.5 ppb的FENO 臨界值可得出AUC 為0.708（95%CI：0.660-0.756，P＜0.001），敏感性為57.7%，特異性為75.3%，PPV為32.7%，NPV為89.6%。FENO預測EAI在所有患者和過敏史或無過敏史患者之間的AUC沒有顯著差異（P值分別為0.7和0.66）。

在慢性咳嗽患者中，FENO對所有患者EAI預測的（臨界值為26.5 ppb）的AUC=0.691（95%CI：0.642-0.741，P＜0.001），敏感性為57.8%，特異性為72.4%，PPV為29.9%，NPV為89.4%。過敏史患者的AUC（72 ppb為臨界值）=0.665（95%CI：0.510-0.820，P=0.036），敏感性為47.4%，特異性為92.4%，PPV 為12.3%，NPV 為98.7%。無過敏史患者的AUC為0.697(95%CI：0.646-0.749，P＜0.001)，敏感性為55.5%，特異性為75.7%，PPV為28.2%，NPV為90.8%）。所有慢性咳嗽患者與慢性咳嗽過敏史患者的AUC比較無顯著性差異（P=0.904），慢性咳嗽患者與無過敏史患者之間也無顯著差異（P=0.873，表2）。FENO用于識別不同組中EAI的ROC曲線如圖1和2所示。

圖1 FENO預測全部隊列，過敏患者以及非過敏受試者中嗜酸性氣道炎癥的ROC 曲線Fig.1 ROC curve analysis of FENO level for predicting EAI in the overall cohort and in atopic and non-atopic patients.The optimal cut-off value of FENO level was higher in atopic patients (72 ppb) than in the overall cohort (27.5 ppb) and non-atopic patients (28.5 ppb).The sensitivity and specificity of FENO for identifying EAI in non-atopic patients was 57.7% and 75.3%,respectively,with a cut-off value of 28.5 ppb.

表2 不同FENO水平患者一般資料比較Tab.2 Demographic characteristics of the with different FENO levels

2.4 影響FENO水平的因素

以27.5 ppb 的臨界值作為分層取值，將FENO≥27.5 ppb定義為“1（升高水平）”，將FENO＜27.5 ppb定義為“0（正常）”，將連續的測試變量FENO值轉換為二分類因子變量，然后進行Logistic回歸分析以確定與FENO水平升高相關的因素。結果顯示，當將吸煙和過敏史納入回歸方程時，吸煙史（OR=1.718，95%CI：1.079-2.718，P=0.021）與FENO水平的升高有關，而過敏史不在回歸模型中（P=0.07）。然而，按性別和年齡調整后（將年齡≥65歲定義為“1”，將年齡＜65 歲定義為“0”），吸煙與FENO升高無關聯性（P=0.06），過敏史與FENO水平無顯著關聯（P=0.12）。此外，將特定的變應性疾?。催^敏性鼻炎、食物過敏和花粉過敏）納入回歸方程時，吸煙史為危險因素（OR=1.77，95%CI:1.11-2.81，P=0.015），而過敏性疾病與FENO水平提高均無顯著性關系。經性別和年齡校正后，吸煙史仍為FENO升高的危險因素（OR=1.63，95%CI:1.001-2.640，P=0.048），而變應性疾病無統計學意義（P=0.065）。

3 討論

本研究首次報道了FENO預測亞急性和慢性咳嗽患者EAI受到過敏史的影響。本研究中EAI患病率為19.9%，略低于先前研究結果（約30%～50%）［23,24］。應用痰EOS增多的定義EAI時，不同的臨界值的取值可能造成這種結果上的差異。

我們發現慢性咳嗽患者中具有過敏史的患者FENO 高于非過敏患者。然而，12.8%的EAI 患者的FENO水平較低，這提示FENO測量不能完全替代誘導痰細胞分類檢查，但可以作為一種補充方法。

圖2 FENO預測慢性咳嗽患者，伴有過敏史的慢性咳嗽患者以及非過敏慢性咳嗽患者中嗜酸性氣道炎癥的ROC曲線Fig.2 ROC curves of FENO level for predicting EAI in atopic and non-atopic patients with chronic cough.The cut-off value is higher in atopic patients(72 ppb)than in the overall patients (26.5 ppb) and non-atopic patients(28.5 ppb).CC:Chronic cough.

FENO 被認為是EAI 較為理想的標志物［25,26］。Berry等［27］發現FeNO＞36 ppb可預測哮喘患者痰EOS增多＞3%，敏感性為78%，特異性為72%。本研究結果發現大于27.5 ppb的FENO取值可以預測痰EOS≥2.5%（AUC=0.703，敏感性57.8%，特異性73.7%），這與Korevaar等［28］的研究結果部分一致，他們發現FENO在檢測哮喘誘導痰EOS≥3%方面表現出中等的診斷準確性（AUC=0.74，敏感性66%特異性76%）。上述差異可能原因如下，包括方法學差異、患者群體的不同以及用于定義EAI的界值的不同，在當前的研究中為2.5%，但既往的研究有2%［29］以及3%［30］。

值得注意的是，在所有入組對象中，過敏史患者FENO 診斷痰EOS 的臨界值明顯高于無過敏史患者（72 ppbvs27.5 ppb），靈敏度（46.2%）比總體隊列（57.8%）低，但特異性卻比總體隊列（92.3%vs73.7%）明顯升高，這表明在具有過敏史患者中，過敏病史明顯減弱了FENO對EAI的預測作用，同時提示低于臨界值除外EAI的可能性大。

此外，本研究發現，在患有過敏史的慢性咳嗽患者中，FENO預測痰EOS增多的最佳臨界值也顯著高于無過敏史慢性咳嗽患者（分別為72 ppb和28.5 ppb），但敏感性較低（分別為47.4%和55.5%），而特異性較高（分別為92.4%和75.7%）。同樣支持過敏史病史影響了FENO對EAI的預測作用。既往有研究［14］報道具有過敏史可能會提高FENO在區分哮喘性咳嗽中的預測價值，這種不一致的原因尚不清楚，可能與對過敏史的不同定義有關。

很多種因素可以影響FENO值，其中過敏史是影響FENO值的重要因素。Maple等［31］發現自我報告的過敏和過敏史與FENO水平相關。Chng等［32］報道了過敏史患者的FENO水平顯著高于無過敏史患者。這些結果與我們的結果一致，即慢性咳嗽患者合并過敏史病史的患者，FENO水平較高。提示對于臨床管理，了解患者的過敏史狀態可能有助于更好地了解評估具有EAI患者的FENO值，尤其是在慢性咳嗽患者中。

既往研究發現，吸煙可能會降低FENO水平［33,34］。然而本研究發現吸煙患者的FENO水平更高（P=0.029），而吸煙的慢性咳嗽患者的FENO水平也更高（P=0.025）。Rouhos等［35］發現患有哮喘病史的吸煙者的FENO水平分別高于沒有哮喘的吸煙者和不吸煙者，這與我們的研究部分結果一致。吸煙對FENO 值的影響尚未統一，仍待進一步的研究確定。

國內外研究［36］顯示，在12%和13.2%的慢性咳嗽患者存在過敏性咳嗽，與本研究11%的結果一致。

本研究存在明顯的局限性。首先，本研究僅采用過敏史定義過敏，并不是通過過敏原檢測等方法，部分非氣道過敏史患者（例如皮膚過敏史），對FENO的影響可能也有不同，因此過敏史可能存在低估或高過敏狀態。然而，Dressel等［37］亦是采用與本研究一致的方法。第二，慢性咳嗽的具體病因有待進一步確定，但由于研究的設計和回溯性的數據收集，我們不能獲得更詳細的其他疾病的信息這可能會影響對FENO的評估；第三，本研究的樣本量相對較小，應進一步進行大規模，多中心前瞻性隊列研究，以驗證目前的研究結果。

綜上所述，本研究表明過敏史病史可減弱FENO對慢性咳嗽患者痰中EOS的預測作用，因此在測試FENO水平時了解患者的過敏史狀態很重要。