慢性阻塞性肺疾病患者气道粘液纤毛清除功能的测定及临床意义
慢性阻塞性肺疾病患者气道粘液纤毛清除功能的测定及临床意义
李霞 罗炎杰 李林 袁玉如
关键词：慢性阻塞性肺疾病；气道粘液纤毛 为探讨气道粘液纤毛清除功能(MCC)的测定方法及临床意义，对 正常人与慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者的MCC进行了测定，并初步探讨了改善COPD患者MCC 的治疗措施。
对象与方法 (1)正常对照组：18名健康人，年龄38～71岁，平均年 龄(54.5±11.9)岁。(2 )COPD组：共70例，平均年龄(57.5±12.2)岁，其中轻度23例，中度21例，重度26例。 从 COPD组中抽取27例随机分为2组：①试验组：14例，给予抗感染治疗及口服特布他林(2.5 mg ，3次/d)、稀化粘素(300 mg，3次/d)，治疗7 d。②对照组：13例，除不用稀化粘素外 ，其他治 疗措施及疗程均与试验组相同。所有受试者均用Sensormedics 6200型体描仪进行常规肺通 气功能测定，并用核素气溶胶吸入肺扫描测定MCC。
, 百拇医药
表1 正常组及COPD各组C区与P区的Ct 测值(X±s)
组别
例数
Ct(%)
30 min
60 min
90 min
C区
P区
C区
P区
C区
P区
, 百拇医药
正常对照组
18
36±7
28±9
48±10
40± 8
59± 9
51± 7
轻度COPD组
23
28±8▲
18±9▲
, http://www.100md.com
39± 7 ▲
28±7▲
48± 9Δ
37±10Δ
中度COPD组
21
21±5Δ
14±7Δ
31± 7 *
24±7Δ
, http://www.100md.com 40± 6*
32± 5*
重度COPD组
26
13±6*
11±6*
23± 8*
21±7*
31±10*
29± 9*
注：与正常对照组比较▲P<0.05，ΔP<0.01，*P<0.005 表2 COPD试验组与对照组治疗前后 FEV1占预计值%、Raw、Ct的变化(X±s)
, http://www.100md.com
组别
例数
FEV1
占预计值%
Raw(实/预%)
Ct (%)
30 min
60 min
90 min
C区
P区
C区
P区
, 百拇医药
C区
P区
试验组
治疗前
14
52±9
244±79
21±10
18±8
30±8
27±8
41±7
36±9
, 百拇医药
治疗后
14
56±9
221±94
34±10
27±10
47±9
36±9
58±9
46±9
改善率(%)
7±5
9±6
, http://www.100md.com
44±9
34±8
53±8
35±8
40±7
28±9
对照组
治疗前
13
56±10
258±84
21±8
18±9
, 百拇医药
30±8
26±10
41±8
34±9
治疗后
13
58±9
229±101
26±10
21±9
37±10
30±10[ ]
39±9
, 百拇医药
改善率(%)
6±4
11±6
24±9
20±9
23±10
14±10
13±8
13±9
注：FEV1占预计值%为一秒钟用力呼气容积占预计值百分比，Raw为气道阻力
MCC的测定方法：将99mTc标记的人血清白蛋白(99mTc-HSA)置入医用气溶胶 发生器中制成 平均动态直径为(1.9±1.6) μm颗粒的气溶胶。患者以潮气呼吸方式吸入气溶胶5～ 8 min， 通过与计算机相连的Siemens 3700型SPECT对双肺进行监测，获得足够的放射活性(约5 000 cpm)后，受试者仰卧于SPECT机探头下，视野包括喉至双肺底，计算机以帧/30 s 的速度连续 对肺部扫描90 min，将扫描图像储存于计算机磁盘上，以备分析处理。扫描图像分析包括： (1)直观图像观察：计算机可清晰显示出肺内放射活性的分布及气溶胶颗粒与气道粘液形 成“热团”的运动情况。(2)定量分析：应用Power Macintosh 7100/80AV图像处理系统画 出右肺轮廓，以右肺面积的1/3在肺门旁画出中央感兴趣区(C区)，C区以外为外周感兴趣 区(P区)。根据放射活性与时间的关系，可得到C区与P区的滞留曲线，由此计算出某时刻 的放射活性清除率(Ct)，用其作为MCC的定量指标。
, 百拇医药
统计学分析：各项测值用X±s表示，组间测值比较用t检验。
结果 试验组及对照组治疗前后自身比较表明：治疗后试验组C区 和P区及对照组C区的Ct值均较治 疗前明显增加(P<0.05)，对照组P区的Ct值较治疗前有所增加，但差异无显著性(P>0.05)。治疗后试验组C区和P区的 Ct值改善率明显高于对照组(P<0.05) ，见表1，2。
讨论 我们采用99mTc-HSA气溶胶吸入肺扫描法测定MCC，这 是目前唯一能从人体直观肺内 粘液纤毛清除的非侵入性检测方法。由于HSA分子量大，故具有相对不渗透性，不易通过气 道粘膜，且生物性能稳定，标记率高(>97%)。气溶胶在肺内的清除率与其最初沉积部位有 关，而气溶胶颗粒的大小是决定其沉积部位的重要因素之一。我们使用不带滤仓的雾化器， 根据其质控标准，采用8 L/min空气流量进行雾化，产生气溶胶颗粒的平均动态直径为(1.9 ± 1.6) μm。该雾化器制成的气溶胶为非均一弥散型，不同大小的气溶胶颗粒可沉积于整个 支 气管树及肺泡。气溶胶的吸入方式是影响其肺内沉积的另一个重要因素，文献报道的传统吸 入方式为缓慢深吸气后屏气，以增加外周区的气溶胶沉积[1]。而对于重度COPD患 者难以控 制其呼吸方式，因此我们对所有受检者均采用平静状态下潮气呼吸方式，这样可使气溶胶相 对均匀地分布在整个支气管树和肺泡。连续扫描90 min基本上可充分反映气道的粘液纤毛清 除功能。
, http://www.100md.com
本研究结果表明，正常人气溶胶吸入肺扫描图像显示初始气溶胶分布均匀，随时间推移 ，“热团”自下而上稳定、匀速移动。而COPD患者的肺扫描图像显示气溶胶分布不均匀，以 中央沉积为主，肺内有较多的“热团”及核素稀疏区，“热团”运动慢而不规则，甚至停滞 。本研究结果与King[2]报道的动物实验研究结果基本一致。
本研究以Ct作为MCC的定量指标，正常人C区Ct(30 min)约36%，Ct(90 min)约59%。P区清 除较慢，30 min 和90 min分别为28%和51%。COPD患者C区的Ct明显降低，表明中央大气道的 MC C受损；P区的Ct也明显降低，表明外周小气道的MCC也受损。文献报道COPD患者纤毛数目减 少、纤毛超微结构发生改变、活动异常、摆动方向紊乱，使整个气道纤毛运送粘液的效率降 低[3]，加之气道分泌物增多且粘滞度增大，导致COPD患者的MCC降低。
本研究结果还表明，抗感染时联合使用β2受体激动剂(特布他林)治疗的对照组，C区Ct ( 60 min)的改善率约23%，P区为14%；同时加用粘液溶解剂(稀化粘素)治疗的试验组，C区 Ct(60 min)改善率约53%，P区为35%。由于抗生素可防止细菌及其代谢产物(弹性蛋白酶 )对 纤毛的毒性作用，β2受体激动剂可增强纤毛的摆动，稀化粘素兼有降低粘液粘滞度和增 强纤毛摆动的作用，故可提高COPD患者的MCC。
, 百拇医药
作者单位：李霞(010041 成都，华西医科大学附属第一医院 现在上海市肺科医院，200433)
罗炎杰(010041 成都，华西医科大学附属第一医院)
李林(010041 成都，华西医科大学附属第一医院)
袁玉如(010041 成都，华西医科大学附属第一医院)
参考文献
1，Lioyd JJ, James JM, Shieds RA, et al. The influence of inhalation technique o n particle deposition and image appearance in normal volunteers. Eur J Nucl Med , 1994，21:394-398.
2，King M. Experimental models for studing mucociliary clearance. Eur Respir J, 1998，11: 222-228.
3，Trenvisani L, Sartori S, Pazzi P, et al. Acquired ciliary defe cts in bronchial epithelium of patients with chronic bronchitis. Respiration, 1 990，57: 6-13., http://www.100md.com
李霞 罗炎杰 李林 袁玉如
关键词：慢性阻塞性肺疾病；气道粘液纤毛 为探讨气道粘液纤毛清除功能(MCC)的测定方法及临床意义，对 正常人与慢性阻塞性肺疾病(COPD)患者的MCC进行了测定，并初步探讨了改善COPD患者MCC 的治疗措施。
对象与方法 (1)正常对照组：18名健康人，年龄38～71岁，平均年 龄(54.5±11.9)岁。(2 )COPD组：共70例，平均年龄(57.5±12.2)岁，其中轻度23例，中度21例，重度26例。 从 COPD组中抽取27例随机分为2组：①试验组：14例，给予抗感染治疗及口服特布他林(2.5 mg ，3次/d)、稀化粘素(300 mg，3次/d)，治疗7 d。②对照组：13例，除不用稀化粘素外 ，其他治 疗措施及疗程均与试验组相同。所有受试者均用Sensormedics 6200型体描仪进行常规肺通 气功能测定，并用核素气溶胶吸入肺扫描测定MCC。
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表1 正常组及COPD各组C区与P区的Ct 测值(X±s)
组别
例数
Ct(%)
30 min
60 min
90 min
C区
P区
C区
P区
C区
P区
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正常对照组
18
36±7
28±9
48±10
40± 8
59± 9
51± 7
轻度COPD组
23
28±8▲
18±9▲
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39± 7 ▲
28±7▲
48± 9Δ
37±10Δ
中度COPD组
21
21±5Δ
14±7Δ
31± 7 *
24±7Δ
, http://www.100md.com 40± 6*
32± 5*
重度COPD组
26
13±6*
11±6*
23± 8*
21±7*
31±10*
29± 9*
注：与正常对照组比较▲P<0.05，ΔP<0.01，*P<0.005 表2 COPD试验组与对照组治疗前后 FEV1占预计值%、Raw、Ct的变化(X±s)
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组别
例数
FEV1
占预计值%
Raw(实/预%)
Ct (%)
30 min
60 min
90 min
C区
P区
C区
P区
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C区
P区
试验组
治疗前
14
52±9
244±79
21±10
18±8
30±8
27±8
41±7
36±9
, 百拇医药
治疗后
14
56±9
221±94
34±10
27±10
47±9
36±9
58±9
46±9
改善率(%)
7±5
9±6
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44±9
34±8
53±8
35±8
40±7
28±9
对照组
治疗前
13
56±10
258±84
21±8
18±9
, 百拇医药
30±8
26±10
41±8
34±9
治疗后
13
58±9
229±101
26±10
21±9
37±10
30±10[ ]
39±9
, 百拇医药
改善率(%)
6±4
11±6
24±9
20±9
23±10
14±10
13±8
13±9
注：FEV1占预计值%为一秒钟用力呼气容积占预计值百分比，Raw为气道阻力
MCC的测定方法：将99mTc标记的人血清白蛋白(99mTc-HSA)置入医用气溶胶 发生器中制成 平均动态直径为(1.9±1.6) μm颗粒的气溶胶。患者以潮气呼吸方式吸入气溶胶5～ 8 min， 通过与计算机相连的Siemens 3700型SPECT对双肺进行监测，获得足够的放射活性(约5 000 cpm)后，受试者仰卧于SPECT机探头下，视野包括喉至双肺底，计算机以帧/30 s 的速度连续 对肺部扫描90 min，将扫描图像储存于计算机磁盘上，以备分析处理。扫描图像分析包括： (1)直观图像观察：计算机可清晰显示出肺内放射活性的分布及气溶胶颗粒与气道粘液形 成“热团”的运动情况。(2)定量分析：应用Power Macintosh 7100/80AV图像处理系统画 出右肺轮廓，以右肺面积的1/3在肺门旁画出中央感兴趣区(C区)，C区以外为外周感兴趣 区(P区)。根据放射活性与时间的关系，可得到C区与P区的滞留曲线，由此计算出某时刻 的放射活性清除率(Ct)，用其作为MCC的定量指标。
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统计学分析：各项测值用X±s表示，组间测值比较用t检验。
结果 试验组及对照组治疗前后自身比较表明：治疗后试验组C区 和P区及对照组C区的Ct值均较治 疗前明显增加(P<0.05)，对照组P区的Ct值较治疗前有所增加，但差异无显著性(P>0.05)。治疗后试验组C区和P区的 Ct值改善率明显高于对照组(P<0.05) ，见表1，2。
讨论 我们采用99mTc-HSA气溶胶吸入肺扫描法测定MCC，这 是目前唯一能从人体直观肺内 粘液纤毛清除的非侵入性检测方法。由于HSA分子量大，故具有相对不渗透性，不易通过气 道粘膜，且生物性能稳定，标记率高(>97%)。气溶胶在肺内的清除率与其最初沉积部位有 关，而气溶胶颗粒的大小是决定其沉积部位的重要因素之一。我们使用不带滤仓的雾化器， 根据其质控标准，采用8 L/min空气流量进行雾化，产生气溶胶颗粒的平均动态直径为(1.9 ± 1.6) μm。该雾化器制成的气溶胶为非均一弥散型，不同大小的气溶胶颗粒可沉积于整个 支 气管树及肺泡。气溶胶的吸入方式是影响其肺内沉积的另一个重要因素，文献报道的传统吸 入方式为缓慢深吸气后屏气，以增加外周区的气溶胶沉积[1]。而对于重度COPD患 者难以控 制其呼吸方式，因此我们对所有受检者均采用平静状态下潮气呼吸方式，这样可使气溶胶相 对均匀地分布在整个支气管树和肺泡。连续扫描90 min基本上可充分反映气道的粘液纤毛清 除功能。
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本研究结果表明，正常人气溶胶吸入肺扫描图像显示初始气溶胶分布均匀，随时间推移 ，“热团”自下而上稳定、匀速移动。而COPD患者的肺扫描图像显示气溶胶分布不均匀，以 中央沉积为主，肺内有较多的“热团”及核素稀疏区，“热团”运动慢而不规则，甚至停滞 。本研究结果与King[2]报道的动物实验研究结果基本一致。
本研究以Ct作为MCC的定量指标，正常人C区Ct(30 min)约36%，Ct(90 min)约59%。P区清 除较慢，30 min 和90 min分别为28%和51%。COPD患者C区的Ct明显降低，表明中央大气道的 MC C受损；P区的Ct也明显降低，表明外周小气道的MCC也受损。文献报道COPD患者纤毛数目减 少、纤毛超微结构发生改变、活动异常、摆动方向紊乱，使整个气道纤毛运送粘液的效率降 低[3]，加之气道分泌物增多且粘滞度增大，导致COPD患者的MCC降低。
本研究结果还表明，抗感染时联合使用β2受体激动剂(特布他林)治疗的对照组，C区Ct ( 60 min)的改善率约23%，P区为14%；同时加用粘液溶解剂(稀化粘素)治疗的试验组，C区 Ct(60 min)改善率约53%，P区为35%。由于抗生素可防止细菌及其代谢产物(弹性蛋白酶 )对 纤毛的毒性作用，β2受体激动剂可增强纤毛的摆动，稀化粘素兼有降低粘液粘滞度和增 强纤毛摆动的作用，故可提高COPD患者的MCC。
, 百拇医药
作者单位：李霞(010041 成都，华西医科大学附属第一医院 现在上海市肺科医院，200433)
罗炎杰(010041 成都，华西医科大学附属第一医院)
李林(010041 成都，华西医科大学附属第一医院)
袁玉如(010041 成都，华西医科大学附属第一医院)
参考文献
1，Lioyd JJ, James JM, Shieds RA, et al. The influence of inhalation technique o n particle deposition and image appearance in normal volunteers. Eur J Nucl Med , 1994，21:394-398.
2，King M. Experimental models for studing mucociliary clearance. Eur Respir J, 1998，11: 222-228.
3，Trenvisani L, Sartori S, Pazzi P, et al. Acquired ciliary defe cts in bronchial epithelium of patients with chronic bronchitis. Respiration, 1 990，57: 6-13., http://www.100md.com