摘要
哮喘患者痰中嗜酸性粒细胞计数正常可减少嗜酸性粒细胞加重。然而,这一策略对气道重塑的影响仍有待确定。我们比较了在痰液嗜酸性粒细胞(痰策略,SS)或临床标准(临床策略,CS)指导下治疗2年后支气管炎症和胶原沉积。
作为一项试点研究,20名轻度哮喘患者被随机分配到CS或SS策略。在确定维持控制所需的最低限度治疗并持续2年之后,进行支气管活检。活组织切片免疫染色检查炎性细胞、mucin 5A (MUC5A)和胶原蛋白。
研究开始和结束时吸入皮质激素的平均剂量在SS组和CS组中相似。在研究结束时,两组1秒用力呼气量均增加。在SS中,粘膜淋巴细胞和嗜酸性粒细胞计数减少,而中性粒细胞计数未减少。在CS中,只有活化的嗜酸性粒细胞和中性粒细胞计数下降。MUC5A染色在SS组下降,而在CS组没有下降。两种方法均未观察到基底膜下胶原沉积的变化。
治疗策略,正规化痰嗜酸粒细胞也减少粘膜炎症细胞和表达MUC5A,但在轻度至中度哮喘不改变上皮下的胶原沉积。
哮喘的特点是气道炎症和结构改变引起的可变流量限制和气道高反应性(AHR)1。支气管活检已被用来评价气道壁炎症和重塑过程,和准则已刊登于如何评估工具,可以放心使用2,3。虽然具体药物的影响进行了研究4-6,很少有研究关注各种长期治疗策略对气道活检的影响。是等。7和Ward等。8表明,高剂量的吸入糖皮质激素(ICS)旨在降低AHR的用一个2年治疗期间后的减少上皮下纤维化相关联。
虽然哮喘控制通常是由临床特征和呼气流量计算,最近的观察表明,监测无创措施,气道炎症,例如在哮喘发作减少定量痰细胞计数结果9-11。我们最近进行了一项研究,调查评估哮喘控制和使用定量痰细胞计数治疗需要的效果。在这项研究中,监测痰细胞计数减少嗜酸性粒细胞恶化的次数不增加总糖皮质激素剂量11。作为调查的一部分,我们在治疗策略的效果进行了试验研究,看看基于痰嗜酸细胞计数或上气道炎症的临床评价和支气管活检在2年期重塑。选择粘蛋白5A的(MUC5A)的表达,通过支气管上皮细胞产生的主要粘蛋白,以及沉积在上皮下方胶原的厚度为调查的后者组件。
方法
主题的选择和评价
20名志愿者参与了这项研究(表1)⇓). 入组时,哮喘通过1 s(FEV)用力呼气量的改善得到证实1) ≥12% after salbutamol 200 μg, or by the demonstration of AHR to methacholine (provocative concentration of methacholine needed to cause a 20% fall in FEV1<8 mg·mL-1)。All subjects were either nonsmokers or ex-smokers of <10 pack-yrs for >6 months. None had other chronic respiratory disease, a history of respiratory infection within the past 2 months, or other uncontrolled systemic or psychiatric diseases. The study was approved by the Laval Hospital (Sainte-Foy, QC, Canada) ethics committee and all subjects signed written informed consent.
研究设计
研究对象是从一个(拉瓦尔医院)参加了一项随机对照试验的四个中心的调查采用定量痰细胞计数(人工或自然)指导糖皮质激素及抗生素治疗的有效性11。这些受试者堪比的人口特征和痰细胞计数方面的整个队列,但有少气流阻塞。在拉瓦尔随机临床策略(CS)的个体还不太高反应性乙酰甲胆碱与整个队列,并在较小的每日剂量ICS的比较。受试者被随机分配到治疗的症状引导和肺活量测定,根据加拿大的共识指南12(CS),或通过痰细胞计数使嗜酸性粒细胞保持在正常范围≤2.0%(痰策略(SS))。在两种策略中,受试者对策略分配和痰细胞计数均不知情。在CS中,研究人员对痰细胞计数视而不见。
In the first phase of the study, the dose of ICS was adjusted to identify the minimum needed to maintain asthma control for 1 month. In the second phase, this minimum treatment was maintained and the subjects were seen every 3 months for 24 months from the start of the study. Adjustments to treatment were made in both phases if there was clinical deterioration and, in the SS group, if sputum eosinophils (assessed every 3 months) increased over 2%. Bronchial biopsies were obtained at the end of both phases.
程序
痰诱导和总和差动细胞计数处理分别由Pizzichini描述的方法进行等。13。支气管镜检查如先前所述进行6。活检包埋在乙二醇甲基丙烯酸酯单体(PolyScience产品供应,Warrington,PA,USA),并进行免疫染色,如前所述14with the following antibodies: mouse anti-human CD3, and CD4 for T-lymphocytes, tryptase for mast cells, neutrophil-elastase (Dako Diagnostics, Missisauga, ON, Canada), and EG1 and EG2 (Kabi Pharmacia Diagnostics, Baie D’Urfay, QC, Canada), mouse anti-human mucin 5A (Abcam, Cambridge, MA, USA) and mouse anti-human type-I collagen and mouse anti-human type-III collagen monoclonal antibodies (MediCorp Inc., Montreal, QC, Canada). All slides were coded and sections counted blindly. Sections obtained at the end of phase 1 and 2 were processed together to maintain identical conditions. Counts were expressed as number of positive cells per mm2支气管粘膜下层,不包括粘液腺、血管和平滑肌。所有研究抗体的观察者内变异性(三次重复细胞计数)平均为4-8%。粘蛋白5A染色定量用Image Pro Plus软件(Media controlnetics,Bethesda,MD,USA)进行。定量表示为每毫米染色强度的百分比2利用颜色分割如先前报道15,16。基底膜下方的胶原层的厚度使用Image Pro-Plus软件定量。这些数据被表示为平均值的三个测量。
统计分析
临床特征资料分析采用t检验或连续变量的Wilcoxon秩和检验和分类变量的Fisher精确检验。将支气管活检的免疫染色值转化为稳定的方差。采用交叉嵌套设计,分析三个实验因素:一个与两种临床策略的比较相关,即因子策略(固定);一是与被试相连,嵌套随机因素的策略组;与基线和2年因子期(固定)结果的比较相关。因子周期被分析为一个重复因子。利用各固定因子间的交互项进行混合模型分析。用Shapiro-Wilk检验来验证不变的正态性假设,用Levene检验统计量的Brown和Forsythe变异量来验证各处理间和各时期间变异量的同质性。p≤0.05为显著性。所有分析均使用统计软件包SAS, 9.2版(SAS Institute Inc, Cary, NC, USA)进行。
结果
所有20名受试者均完成2年评估。两组受试者临床特征相似(表1)⇑). 两组在第1阶段和第2阶段结束时的ICS剂量没有显著差异。FEV显著升高1两组随访2年(p = 0.04)。20名受试者中有6名在第2阶段哮喘恶化:4名为SS(2名中性粒细胞和2名嗜酸性粒细胞);2名为CS(中性粒细胞)。
我们比较了两种治疗方案中痰嗜酸性粒细胞的百分比。与CS相比,SS中的嗜酸细胞数量更高(p = 0.06)(表1)⇑)在研究期间(主要是两次嗜酸性粒细胞增多的结果),在基线时和在研究期间(主要是两次嗜酸性粒细胞增多的结果)的变化更大(p = 0.04),但在第一阶段结束时和第二阶段结束后两种策略相似(图 1⇓)。两种策略的中性粒细胞变化相似(图1)⇓)。
我们在支气管活检检查细胞计数。支气管粘膜CD3 +计数倾向于在CS为较低以在每毫米263±45比较的相位1(165±18的一端与SS相比2;p = 0.08)(图 2⇓). 与对照组相比,SS组在第2阶段末的这些细胞明显减少(p = 0.01)。两组细胞总数(EG1+)和激活的嗜酸性粒细胞(EG2+)数量相似(图2⇓)。However, after 2 yrs, total eosinophils decreased from 29±6 to 10±4 per mm2(p = 0.014) in SS but did not change in CS (fig. 2⇓)。嗜酸性粒细胞活化的两组显著降低从23±11 8±4.2每毫米2(范围从0-97到0-48每毫米2)不锈钢(图2⇓),并从17±1.3到4±2.1每平方毫米2(范围从0-118至0-20每毫米2) (p = 0.041)。两种策略的第1阶段结束时,中性粒细胞和肥大细胞计数相似(图3)⇓)。在2年的随访中,嗜中性粒细胞在CS已经减少从78±16至58±18每平方毫米2(范围14-151至1-149每毫米2;p = 0.03)(图3b⇓) but not in SS (fig. 3a⇓)。No significant change was observed for tryptase-positive cell counts (fig. 3c⇓和d)。
MUC5A在CS和SS 1期末表达相似。2期结束时,SS中MUC5A染色较CS明显减少(p = 0.04)(图4a)⇓和b)。
有在两个隔室的变化嗜酸性粒细胞计数之间支气管活检2年的变化和痰炎性细胞特别之间没有显著相关性。
讨论
在本试验研究中,我们表明,基于一个封闭的评估哮喘控制策略根据当前的指导标准,有或没有痰嗜酸性粒细胞计数,以评估治疗的需求,导致支气管组织激活嗜酸性粒细胞减少和降低MUC5A表达式。基底膜下胶原厚度无明显变化。
在最近的一次试验中,我们发现,基于痰嗜酸粒细胞增多的评估为导向,以治疗策略导致哮喘发作严重的哮喘患者减少中度11。有这种量身定制的治疗的轻度哮喘患者无显著影响。在这个大型研究的背景下,我们评估,以便科目分组,以确定是否有任何显著的变化,不仅在痰标志,而且在炎症和重塑的气道壁的标记。本研究包括多为轻度哮喘患者。在研究结束时,两组的ICS和类似痰嗜酸性粒细胞计数的类似的每日剂量。这并不奇怪,是媲美的大型研究中观察到的东西。的单独滴定治疗的成功是因为我们准确确定的治疗的维持剂量在阶段1结束,并且我们每个随访期间调整处理(通过增加ICS如果嗜酸性粒细胞水平高)。这延长的时间痰战略第一嗜酸性加重。通过使用痰细胞计数适当地处理所述嗜酸性恶化,随后的(并且因此,嗜酸性恶化的总数目)的嗜酸性恶化也分别在痰策略降低。
在本研究中,根据痰嗜酸粒细胞增多或临床标准哮喘的管理似乎对组织嗜酸性粒细胞具有同样的影响。有在激活嗜酸性粒细胞浸润支气管粘膜的数量的减少显著。这种减少很可能参与这些细胞的炎性介质的释放减少和支气管粘膜减少炎症。有趣的是,SS组中,在支气管组织的T细胞数减少与CS组相比显著。然而,在阶段1结束时,T细胞在CS受试者的支气管粘膜的数量趋于比那些SS受试者的低。因此,根据痰嗜酸粒细胞增多温和哮喘的管理似乎有相似的效力,以目前的临床措施来控制炎症在支气管粘膜。相对于哮喘加重,我们观察到在这两个群体和SS组中有两个嗜酸性恶化类似嗜中性病情加重。然而,这两个群体的第二支气管镜检查前的正常化嗜酸性粒细胞和中性粒细胞计数。
我们发现支气管活检的变化与诱导痰炎性细胞之间没有相关性。这些结果与Grootendorst的工作是一致的等。18,谁比较诱导痰和支气管哮喘活检炎性细胞计数。他们发现,有痰和支气管活检嗜酸性粒细胞和CD4 + T细胞计数之间没有显著相关性。这可能反映了一个事实,即诱导痰嗜酸性粒细胞可能代表了气道的更短期的炎症状态,往往涉及到环境暴露,而支气管壁炎症可能代表一个更长期的过程。
最近,人们提出了各种新的策略来确定治疗需求,使用非侵入性的气道炎症措施,如基于呼出一氧化氮和诱导痰分析的措施,以改善哮喘监测和优化哮喘治疗10,19,20.。此前,绿等。9研究表明,与英国胸科学会的常规指南相比,调整ICS剂量以减少气道嗜酸性粒细胞增多症的治疗策略能更好地控制哮喘。以减少气道炎症为策略的哮喘恶化和住院人数明显减少21。使用抗白介素5抗体治疗时类似的效果已被最近观察19。
虽然现在有很好的证据表明,针对嗜酸性炎症的策略在控制哮喘方面是有益的,但尚不清楚这是否转化为对气道重塑的有益影响,而气道重塑是哮喘的一个关键特征。当我们观察重构的标志物时,我们发现,作为哮喘的一个关键特征,黏液蛋白的表达在SS中降低,而在CS中没有降低,这表明对嗜酸性炎症的最佳控制要么直接减少了粘液分泌,要么标志着调节这一过程的机制受到更广泛的影响。这些机制是复杂的,涉及t细胞产生的细胞因子,如白细胞介素(IL)-1322。阐明皮质激素减少MUC5A染色的机制超出了目前的研究范围,但值得注意的是,在SS组,我们观察到t细胞计数显著下降。
在2年的时间里,我们没有观察到上皮层下I型和III型胶原沉积的任何变化。这些重塑的特征一直被证明是哮喘的特征23对皮质类固醇治疗有抗药性24。一个值得注意的例外是由SONT研究数据等。7,谁发现,使用治疗策略靶向支气管高反应性为导向,以ICS的剂量减少上皮下的胶原层。
本研究的结果必须谨慎解释,因为样本量很小。为了观察上皮下胶原沉积的变化,需要更多的患者。此外,根据我们的数据和以前的研究[25,26],可能需要更长时间的高剂量才能观察到明显的变化。在Sont的研究中等。7, AHR的降低是以ICS剂量增加一倍为代价的。在我们的研究中,两组在24个月的随访中接受了相似剂量的ICS,并且低于Sont使用的ICS等。7。为了支持这一解释,沃德等。8reported significant, although limited, changes in airway wall fibrosis with high dose of ICS for 52 weeks, whereas the other parameters improved more rapidly.
减少气道重建的好处可能是减少肺功能的长期下降或降低疾病的严重程度,尽管这仍然是有争议的。如绿色所示,监测气道嗜酸性粒细胞至少可以减少病情恶化和改善哮喘控制等。9和其他人,而作用于重建的有利影响要推荐一个战略,旨在减少这一过程之前,有待进一步研究。这是可能的是,采用的策略改变了细胞外基质的其它成分,我们没有测量,如蛋白聚糖的含量。最近,我们表明,肥大细胞通过IL-4的产生刺激哮喘患者支气管得到的成纤维细胞,但不能从正常受试者,以产生前胶原27。在本研究中,我们发现,在肥大细胞无显著变化数超过2年的随访。病房等。28先前报道的上皮下纤维化的变化与支气管肺泡灌洗中肥大细胞百分比的变化有关,提示肥大细胞可能与气道重塑的发展有关。然而,在我们的研究中使用的ICS剂量,由哮喘控制水平而不是任意剂量决定,可能不足以观察到这些参数的变化。
总之,本研究报告了临床和诱导痰策略对评估轻中度哮喘药物需求的比较影响的重要数据。一些炎症标志物和粘蛋白的产生明显减少,但上皮下胶原沉积没有改变。有兴趣进一步研究这些策略对基线嗜酸性粒细胞水平较高、病情较重或病程较早的患者的影响。最后,最好的策略可能是以嗜酸性粒细胞增多症为目标降低恶化率,而以高反应性为目标逆转气道重塑。
支持声明
这项工作是由加拿大卫生研究院研究(渥太华,加拿大)的支持。J. Chakir是Chercheur-布西尔奖从全宗德拉RECHERCHE EN桑特魁北克(蒙特利尔,加拿大)的收件人。P.奈尔由加拿大研究主席在气道炎症的支持。
利益声明
没有宣布。
致谢
我们感谢所有科目为他们参与这项研究。我们是他与统计分析的帮助感激S.锡马德(学院区大学德Cardiologie等德Pneumologie魁北克,魁北克,加拿大)。我们感谢LA BANQUE去组织都网格EN桑特respiratoire杜FRSQ(全宗德拉RECHERCHE EN桑特魁北克,蒙特利尔,加拿大)。
- 收到2008年8月22日。
- 公认2009年7月4日。
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