哮喘表型的基礎與臨床研究(劉春濤)

哮喘表型的基礎與臨床劉春濤四川大學華西醫(yī)院基因型和表型維基百科:基因型（genotype）：是一個有機體全部的遺傳學信息，即使沒有表現(xiàn)出來表型（phenotype）：是一個有機體實際觀察到的特性，諸如形態(tài)、發(fā)育和行為一個有機體的基因型是影響表型的主要因素，但不是唯一的因素哮喘是一種異質(zhì)性疾病喘息呼吸困難胸悶胸痛咳嗽哮喘的氣道炎癥、病理、病理生理及臨床表現(xiàn)形式多樣，發(fā)病機制復雜，具有明顯的異質(zhì)性.Fajt

M,Petrov

A.Asthmaphenotypesinadultsandclinicalimplications.ExpertRevRespirMed.2009Dec;3(6):607-25哮喘治療反應的差異Pranabashis

Haldar,etal.MepolizumabandExacerbationsofRefractoryEosinophilic

Asthma.N

EnglJMed2009;360:973-84.ParameswaranNairetal.MepolizumabforPrednisone-DependentAsthmawithSputumEosinophilia.NEnglJMed2009;360:985-93.Dr.StanleySzefler研究：接受NAEPP指南標準治療和FENO指導下的治療，副作用和治療效果相近，但FENO指導的治療使得患者吸入更多劑量的激素，提示FENO對于哮喘管理并無重要臨床意義.Lancet2008;372(9643):1065DeJongste

研究：便攜式FeNO儀每日監(jiān)測FeNO，通過遠程監(jiān)控手段調(diào)整ICS的劑量，結(jié)果顯示這一方法在改善哮喘控制方面和單純依據(jù)癥狀進行調(diào)整的治療并無區(qū)別。AJRCCM2009;179:93首先，什么是哮喘?哮喘就像一個魔方，由許許多多的小方塊組成。從這個意義上講，把哮喘視為一個統(tǒng)一的疾病似乎是過于簡單化了GINA2009：哮喘表型哮喘的臨床表現(xiàn)和治療反應性的不均一性受到了越來越多的重視。這種不均一性常常被描述為“表型”，其特征是患者的遺傳基因與環(huán)境的相互作用對不同的病理學和分子機制進行研究也許可以解釋這些臨床特征哮喘的表型分類把遺傳學與特定的病理生物學特征聯(lián)系在一起，有助于加深對疾病的認識，提出基于表型的分類有助于指導治療及判斷預后GlobalInitiativeforAsthma.GlobalStrategyforAsthmaManagementandPrevention2009影響哮喘表型的因素特應性非特應性哮喘前喘息炎性調(diào)節(jié)物優(yōu)勢型阿司匹林敏感性運動性重度哮喘易于急性發(fā)作（flare-prone）Handoyo

S,et

al.Asthma

phenotype.CurrentAllergyandasthmaReport2009;9:439特應質(zhì)特應性哮喘占哮喘人群略多于50%年齡較小，但成人哮喘也有相當比例男性居多對激素反應較好FEV1較高非特應性哮喘女性居多年齡較大病情較重對激素需求量較大阿司匹林哮喘比例較大，鼻息肉較常見常見觸發(fā)因子為感染、刺激物、GERD。緊張、運動其他特應性哮喘誘導痰中性粒細胞較多趨化因子和Treg無差異氣道病理改變相似哮喘前喘息

pre-asthma

wheezing從不/偶爾喘息短暫的早發(fā)喘息遲發(fā)喘息6%（ALSPAC研究）~15%（Tucson研究）是一種哮喘前表型持續(xù)性喘息6.9%~13.7%9個月IgE水平高危險因素包括濕疹、慢性鼻炎、母親哮喘和吸煙、男性在一生中患哮喘的幾率大感染成人哮喘急性發(fā)作50%，兒童80~85%與病毒感染有關常見呼吸道病毒包括鼻病毒、冠狀病毒、腺病毒、流感病毒、呼吸道合胞病毒、人類偏肺病毒、博卡病毒（bocavirus）。RSV與氣道高反應性關系密切。鼻病毒中輪狀病毒C（HRVC）與哮喘急性發(fā)作關系最大。細菌慢性定植可能促進哮喘發(fā)病或引發(fā)急性發(fā)作。非典型細菌持續(xù)、輕度的感染可能引起前炎癥狀態(tài)，導致氣道重構(gòu)以及對特應質(zhì)的敏感性增高阿司匹林敏感是最明確的觸發(fā)因素相關哮喘表型在重癥哮喘更常見，尤其是女性TENOR研究表明，ASA加重的呼吸道疾病患者，F(xiàn)EV1更低，病情更重，插管率更高，近期使用全身激素及大劑量ICS更多，多屬于嗜酸粒細胞性和重癥哮喘白三烯水平高，特別是白三烯C4合成酶啟動子-444C基因型攜帶者白三烯調(diào)節(jié)劑反應好，阿司匹林脫敏、鼻息肉切除、表面激素有效重度哮喘占哮喘患者5~10%，占哮喘疾病負擔30~40%可能為激素依賴或激素抵抗，與有反應的中性粒細胞性炎癥或無反應的持續(xù)性嗜酸粒細胞炎癥有關相關因素有ASA敏感、肥胖、月經(jīng)性哮喘、吸煙、GERD、心理障礙、鼻-肺疾病NHLBISARP研究表明：這一表型的一般特征有：年齡較大，病程較長，白天癥狀較重，住院率較高，肺功能較低，特應性較少，有肺炎病史重度哮喘中，早發(fā)型（<12歲）特應質(zhì)較強，病程較長，LTE4水平較低，嗜酸粒細胞較少。遲發(fā)型較少見，嗜酸粒細胞較高，病程較短，肺功能較差易于急性發(fā)作的哮喘（Flareprone）大多數(shù)急性發(fā)作源自難以控制的哮喘（difficult-to-control），但任何嚴重程度的哮喘患者均有可能發(fā)生急性加重頻繁急性發(fā)作哮喘患者的危險因素有女性、此前急性發(fā)作（OR6.33）、反復感染、變應原接觸、基線FEV1低、嚴重的鼻炎-鼻竇炎、心理障礙同時暴露于感染和變應原，OR19.4Green：哮喘表型分類臨床或生理表型重癥哮喘易惡化哮喘氣流受限哮喘治療抵抗哮喘早發(fā)遲發(fā)哮喘觸發(fā)物相關哮喘阿司匹林哮喘過敏性哮喘職業(yè)性哮喘運動性哮喘炎癥表型哮喘嗜酸性中性少粒細胞性分子表型Th2vsnonTh2GreenRH,,etal.Asthma;definingofthepersistentadultphenotypes.Lancet2006;368:804-813占哮喘人群的10％，盡管比例不高，但由于病情重，治療棘手，占用了近50％的哮喘衛(wèi)生資源。重癥哮喘（滿足任一主要條件或兩條以上次要條件，ATS標準）一般特點診斷治療建議缺乏有效的治療手段。由于重癥哮喘可能與下述哮喘表型如：“固定性”氣道阻塞哮喘、脆性哮喘、激素抵抗哮喘以及中性粒細胞性哮喘等重疊，應注意鑒別。主要條件：次要條件：需長期OCS需要包括ICS在內(nèi)，兩種以上的控制用藥需長期使用大劑量ICS規(guī)律使用SABA有持續(xù)的氣道阻塞常因病情需要看急診或加用OCSCS減量病情惡化發(fā)生過致死性哮喘經(jīng)常反復發(fā)生嚴重的哮喘急性發(fā)作肺功能指標變異性大，兩次發(fā)作期間日間變異＞30％吸煙、肥胖、胃食管返流、鼻竇炎或社會經(jīng)濟狀況差，患精神疾?。ㄈ缫钟簟⒔箲]）可能與本表型有關易惡化哮喘（exacerbation-prone）臨床特點部分哮喘患者盡管正使用β受體激動劑，也沒有明確的嗜酸粒細胞或感染相關炎癥的證據(jù)，但肺功能檢查發(fā)現(xiàn)有明顯的氣流受限。慢性氣流受限哮喘與肺功能正常的哮喘患者相比，具有慢性氣流受限的哮喘常發(fā)生在男性皮膚針刺試驗陽性反應更少平均血清IgE水平更低危險因素：老年、男性、黑種人、吸煙、阿司匹林不耐受、以及病程長的哮喘患者一般特點臨床特點治療建議可選用ICS，但其對肺功能的長期影響不確定通常指CS治療無效的哮喘，常規(guī)治療無法達到哮喘臨床控制水平完全激素抵抗的患者很少，多數(shù)為相對激素抵抗患者基礎FEV1＜預計值70％使用潑尼松40mg/d治療2周后，F(xiàn)EV1教治療前改善小于15％支氣管舒張試驗陽性非嗜酸性粒細胞性哮喘對CS的治療反應差，注意鑒別一般特點臨床特點治療建議相對激素抵抗者，加大CS劑量或選用其他類型的抗炎藥物如LTRA，可改善癥狀激素抵抗性哮喘常規(guī)治療無法達到哮喘臨床控制水平遲發(fā)性哮喘（成人發(fā)病哮喘）肺功能受損更嚴重臨床上常與觸發(fā)物相關哮喘表型如職業(yè)性哮喘、阿司匹林誘導哮喘、呼吸道感染誘導的哮喘、月經(jīng)相關哮喘重疊存在一般特點臨床特點治療建議根據(jù)觸發(fā)因素的不同，選用不同的治療：如職業(yè)性哮喘患者應盡早脫離相關職業(yè)環(huán)境，阿司匹林誘導哮喘,采用阿司匹林脫敏或白三烯受體調(diào)節(jié)劑治療變應性哮喘：最常見的早發(fā)病哮喘，也稱為外源性哮喘觸發(fā)物相關表型幾乎全部是成人發(fā)病哮喘患者常伴有慢性鼻竇炎和鼻息肉特應性不明顯常伴明顯的嗜酸性粒細胞性炎癥肺組織及尿中白三烯濃度增高CS治療反應差阿司匹林過敏的病史有助于診斷臨床特點治療建議白三烯受體調(diào)節(jié)劑有效阿司匹林誘導哮喘占成人發(fā)病哮喘的9－15％目前有超過250種物質(zhì)被證明可以導致職業(yè)性哮喘根據(jù)發(fā)病機制不同分為免疫和非免疫機制相關的哮喘接觸工作場所的觸發(fā)物與哮喘發(fā)病密切相關有助于診斷一般特點臨床特點治療建議早期診斷是關鍵；盡早脫離相關工作環(huán)境職業(yè)性哮喘（OA）寒冷季節(jié)戶外競走、跑步、爬山、球類活動等最易誘發(fā)；運動后急性發(fā)作胸悶、氣喘及肺部可聞及哮鳴音等，程度輕重不一、可自行緩解（發(fā)作時間短暫）90%的哮喘病人喘息癥狀隨運動量增加而加重部分病人運動是誘發(fā)哮喘發(fā)作的唯一因素多數(shù)EIA病人接觸變應原或呼吸道感染等因素也可誘發(fā)哮喘的發(fā)作運動激發(fā)試驗（金標準）：運動前后肺功能的變化FEV1或PEF下降≥15%陽性臨床特點診斷治療建議多數(shù)患者運動前吸入常規(guī)量β2受體激動劑或長期LTRA治療可預防運動誘發(fā)哮喘（EIA）Haldar：哮喘表型分類k-means聚類法多元數(shù)學模型。聚類的變量包括：特應性、癥狀評分、痰嗜酸性粒細胞計數(shù)、峰流速變異率、性別、體重指數(shù)、PC20等。初級保健組（n=184，輕度至中度哮喘為主）:

早發(fā)性特應性哮喘、肥胖性非嗜酸粒細胞性哮喘、良性哮喘。二級保健組（n=187，難治性哮喘）：早發(fā)性特應性哮喘、肥胖性非嗜酸粒細胞性哮喘、早發(fā)性癥狀為主型哮喘、炎癥為主型哮喘。第三個人群（n=68，難治性哮喘為主）Haldar

P,et

al.Clusteranalysisandclinicalasthmaphenotypes.AmJRespir

CritCareMed,2008,178:218.Pranab

HaldaretalClusterAnalysisandClinicalAsthmaPhenotypesAm.J.Respir.Crit.CareMed.2008;178:218哮喘的臨床表型研究方法：采用k-means聚類法，對726例哮喘患者的628個臨床特征變量中篩選出34個核心變量，根據(jù)這些變量將哮喘分出5種有明顯特點的臨床表型。Moore：哮喘表型分類MooreWC,et

al.Identificationofasthmaphenotypesusingclusteranalysisinthesevereasthmaresearchprogram.AJRRCCM2010;181:315哮喘臨床表型輕度特應性哮喘輕-中度特應性哮喘遲發(fā)非特應性哮喘重度特應性哮喘重度氣流受限固定的哮喘MooreWCetal.Am.J.Respir.Crit.CareMed.2010;181:315從600個以上參數(shù)篩選出34個參數(shù)，

肺功能是主要參數(shù)問題究竟有多少表型？如何達到共識？中國哮喘人群表型有何特點？GreenRH,etal.Asthma;definingofthepersistentadultphenotypes.Lancet2006;368:804-813哮喘的炎癥表型根據(jù)誘導痰炎細胞類型分類來區(qū)分哮喘炎癥表型（SimpsonJL等

）對象：93名非吸煙哮喘患者和42名健康人臨界點：以正常對照組誘導痰粒細胞分類的第95百分位數(shù)作為臨界點哮喘的炎癥表型分成4型：嗜酸粒細胞性哮喘（嗜酸性粒細胞＞1.01%中性粒細胞性哮喘（中性粒細胞＞61%）少粒細胞性哮喘（嗜酸性粒細胞<1.01%，中性粒細胞<61%）混合粒細胞性哮喘（嗜酸性粒細胞＞1.01%，中性粒細胞＞61%）；.SimpsonJL,Scott

R,Boyle

MJ,et

al.Inflammatorysubtypesinasthma:assessmentandidentificationusinginducedsputum.Respirology,2006,11:54-61..MeijerRJ,PostmaDS,KauffmanHF,etal.Accuracyofeosinophilsandeosinophilcationicproteintopredictsteroidimprovementinasthma.ClinExpAllergy,2002,32:1096-1103.四種炎癥表型所占比例SimpsonJL嗜酸性粒細胞性哮喘40.9%中性粒細胞性哮喘20.4%少粒細胞性哮喘31.2%混合粒細胞性哮喘7.5%NadifR根據(jù)患者外周血粒細胞分類計數(shù)將哮喘分成四種同樣的表型，各型患者所占的比例與誘導痰分型的比例相似SimpsonJL,Scott

R,Boyle

MJ,et

al.Inflammatorysubtypesinasthma:assessmentandidentificationusinginducedsputum.Respirology,2006,11:54-61.Nadif

R,Siroux

V,OryszczynMPetal.Heterogeneityofasthmaaccordingtobloodinflammatorypatterns.Thorax,2009,64:374-380.SimpsonJL：0~3%組的病例在糖皮質(zhì)激素治療后并無肺功能改善，而≥3%的各組在糖皮質(zhì)激素治療后肺功能均有改善，治療前的的嗜酸性粒細胞分類越高，則治療后肺功能改善的程度越大。炎癥表型的臨床意義嗜酸粒細胞型20~30%的未經(jīng)激素治療的患者和50%激素治療后患者無嗜酸粒細胞增多特應性和非特應性哮喘嗜酸粒細胞均可能增高嗜酸粒細胞增多者對激素和支氣管舒張劑反應較好，急性發(fā)作頻率較高部分重癥、難治性哮喘經(jīng)有力的激素治療嗜酸粒細胞仍持續(xù)增高以嗜酸粒細胞指導哮喘治療是一種有效的策略（誘導痰或BALFEOS<2%）中性粒細胞型研究不多，比例不清與刺激物、內(nèi)毒素、感染（生物被膜、支原體、衣原體）激發(fā)天然免疫反應有關IL-8、MPO酶、LTB4水平高對激素反應差，大環(huán)內(nèi)酯類有效粒細胞缺乏型（paucigranulocytic）存在多種細胞，但浸潤少可能與強有力的激素抑制有關Handoyo

S,et

al.Asthma

phenotype.CurrentAllergyandasthmaReport2009;9:439重癥哮喘的炎性細胞和炎性蛋白方法：242例重癥哮喘采集誘導痰標本，測定細胞計數(shù)、分類計數(shù)，Westernblot,微列陣分析、ELISA等技術(shù)測定細胞裂解液和培養(yǎng)上液炎性蛋白。結(jié)果：以誘導痰粒細胞分層：嗜酸粒細胞<2%或>2%，中性粒細胞<40%或>40%。嗜酸粒細胞和中性粒細胞均增高的患者肺功能最差，癥狀最多，耗費的醫(yī)療資源最多。嗜酸粒細胞增高而中性粒細胞不增高的患者，F(xiàn)ENO水平高，每日SABA使用多。以粒細胞分層Microarray顯示在中性粒細胞>40%患者中存在有25~28種炎性蛋白其水平增加2倍以上。以哮喘嚴重程度分層，有6~9種炎性蛋白增加2倍以上。以粒細胞分層，ELISA顯示在中性粒細胞>40%的哮喘患者中腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子、IL-1b和MIP3a/CCL20顯著增加，并與中性粒細胞計數(shù)正相關。Hastieetal.AnalysesofasthmaseverityphenotypesandinflammatoryproteinsinsubjectsstratifiedbysputumgranulocytesAllergyClinImmunol2010;125:1028-36.)GINA2009：哮喘炎癥表型對炎癥表型進行了大量研究，特別是采用誘導痰技術(shù)。已證實具有嗜酸粒細胞性和非嗜酸粒細胞性炎癥表型的患者對ICS的臨床反應不同，而炎癥標志物也可能作為ICS減量后評估急性發(fā)作風險的預測指標。炎癥表型在一定的時間內(nèi)似乎相對比較穩(wěn)定。目前臨床上很少有合格的誘導痰實驗室，因此檢測炎癥表型主要用于重癥哮喘。GlobalInitiativeforAsthma.GlobalStrategyforAsthmaManagementandPrevention2009哮喘的炎癥表型炎性細胞增高型炎性細胞不增高型嗜酸粒細胞優(yōu)勢型中性粒細胞優(yōu)勢型其他細胞為主型白三烯增高型白三烯不增高型FENO增高型FENO不增高型哮喘分子表型

分型方法：以輕度發(fā)作哮喘患者為研究對象，將支氣管刷檢獲得的氣道上皮細胞與IL-13共培養(yǎng)，根據(jù)其表達細胞因子的差異，分為Th2高表達表型哮喘與Th2低表達表型哮喘與健康對照者相比，Th2高表達哮喘患者來源的氣道上皮細胞，體外培養(yǎng)情況下表達Th2型細胞因子如IL-5、IL-13顯著增多，而Th2低表達哮喘患者來源的氣道上皮細胞表達上述細胞因子沒有顯著變化治療建議：重要的臨床提示是，Th2高表達表型哮喘對CS反應更好，但重度發(fā)作哮喘患者是否可用此種表型分類方法指導治療有待探討哮喘的臨床表型與病理生理機制的關聯(lián)性哮喘存在數(shù)種不同的類型（變應性、非變應性和內(nèi)源性），某些患者可合并存在。變應性哮喘由變應原