上世纪的1980年Sidorenko最早用呼出气冷凝水(EBC)来研究呼出的肺泡表面活性物质,可惜当时该方法并没有受到重视,直至近年来,EBC成分测定才引起人们的高度重视。
收集和影响因素
呼出气由气体、水蒸气和许多悬浮颗粒组成。通过一个冷凝装置可以收集到液态水和可溶于水的各种物质,这就是所谓的呼出气冷凝水。EBC中的物质主要来源于支气管系统,也来自肺泡。
一般认为,收集时间和流量(呼出气总量)对EBC液体量是有影响的,但并不影响大多数介质在EBC中的浓度。许多物质的理化性质与温度有关,如白三烯在-5~5℃
时不稳定,最好用干冰或液氮作为冷却液收集。为避免口腔、鼻腔和副鼻窦内呼出物质影响研究结果,在收集前应让受试者清洁口腔,并用一个唾液引流管防止唾液的污染;使用鼻夹减少鼻腔分泌物的干扰;最后还可测定EBC中的淀粉酶浓度证实标本中是否混有唾液。其他如储存温度、存放时间、冰冻和解冻过程、收集容器的不同材质等都可能影响EBC中物质浓度。
检测内容及意义
PHEBC的pH下降是哮喘病情急性恶化的重要特征,而且在激素治疗数天后有所升高。在其他肺部炎症疾病如COPD、支气管扩张症、肺囊性纤维化也有相似情况。EBC的pH有希望成为肺部疾病恶化的监测指标。
H2O2EBC中H2O2浓度在吸烟者、上呼吸道感染、哮喘、COPD、肺囊性纤维化、支气管扩张症和ARDS患者中都有升高,而且在病情加重时升高特别明显。
烷类物质(前列腺素、白三烯、异丙前列腺素)前列腺素和白三烯是在中性粒细胞、单核细胞、巨噬细胞中的花生四烯酸分别在环加氧酶和脂加氧酶作用下形成的,是体内重要的炎症介质。这些介质在哮喘、COPD、ARDS、肺囊性纤维化、阻塞性睡眠呼吸暂停综合征等患者的EBC中都有变化。如Adam等研究提示EBC中半胱胺酰白三烯和8-异丙前列腺素在未用激素治疗的阿司匹林诱导的哮喘患者是升高的,经过激素治疗,cys-LTs下降。但是LTB4和PGE2水平并没有显著变化。这类物质中,异丙前列腺素是值得重视的介质,它具有下列优点:化学性质稳定;在体内形成;可作为脂质过氧化的标记物;有收缩支气管平滑肌等生物活性作用。其中研究最多的是8-异丙前列腺素,它属于异丙前列腺素F2类物质,可以在健康人EBC中测得,能够反映肺部氧化应激反应的程度。
胺类(乙酰胆碱、复合胺、组胺)这类物质在EBC中的升高与哮喘和急性支气管炎患者气道炎症、气道阻塞、气道高反应性的严重程度有关。还有人报道早期矽肺患者EBC中存在高水平的乙酰胆碱、儿茶酚胺、复合胺、组胺和糖皮质激素。
氨(NH3)临床上人们很早就通过检测呼出气中NH3水平来确定是否有幽门螺杆菌(Hp)感染。氨可能在保持呼吸道酸碱度中起重要作用,和哮喘患者EBC的pH值降低有关。与正常人比较,稳定期的肺囊性纤维化患者EBC中氨没有变化,但是在哮喘和上呼吸道感染者EBC中则明显升高。此外某些细菌(如新型隐球菌)能产大量尿素酶,因此
EBC中氨的测定可能有助于这些病原体的诊断。
NO相关物质吸烟者、哮喘、COPD、肺囊性纤维化和肺部肉瘤患者
EBC中氮氧化合物(硝酸盐、亚硝酸盐等)也受到广泛重视。例如硝基酪氨酸(RS-NOs)是NO和谷胱甘肽相互作用的产物,它能限制NO
的损伤作用,研究发现在健康人EBC中可以检测到RS-NOs,在肺部炎症性疾病(如哮喘、肺囊性纤维化、COPD)是升高的,而且它的浓度因不同疾病而异,和哮喘的严重度也有关。因此认为EBC中RS-NOs的测定可作为反映肺部炎症的一种无创生化标记。
蛋白质和细胞因子尽管EBC中蛋白质检测是个热门的研究领域,但是各种细胞因子(IL-1β、IL-2、IL-6、IL-8、IL10、TNF-
α、INF-γ等)在EBC中的水平还没有定论。Garey等研究发现与健康非吸烟者比较吸烟的年轻人EBC中蛋白质的总量是升高的,但是IL
-1β和TNF-α浓度则没有差别。
其他成分谷胱苷肽、DNA、腺苷、电解质等成分也能在EBC中测定。如谷胱苷肽是一种抗氧化剂,最近有人测定了12例哮喘患儿EBC中的谷胱苷肽,发现在病情恶化时浓度低于对照组,经过糖皮质激素治疗后有上升。
优缺点
EBC成分测定有下列优点:
1、是一种完全无创的方法;
2、几乎可以用于所有患者,包括新生儿、儿童、机械通气患者、昏迷患者;
3、收集设备具有便携特点,可以在急诊甚至在家中使用;
4、可随时留样,对肺部炎症进行动态监测;
5、收集过程不改变呼吸道环境,不影响疾病的病理生理过程;
6、EBC中成分与肺部病理生理状态相关;
7、可用来进行原核或真核细胞DNA或RNA的扩增;
8、可用来评价药物的疗效。
局限性:
1、目前还缺少一个EBC留样标准;
2、EBC中所含物质来源的具体解剖定位尚不明了;
3、人为因素可影响EBC成分的测定;
4、缺乏各种物质在EBC中的正常参考值;
5、各种EBC成分与氧化应激之间的关系还没有定论;
6、该方法的可重复性也需要进一步研究证实。
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