痰液细胞组成与哮喘、COPD 的医疗服务利用:炎症表型与临床结局的启示
要点
- 痰嗜酸性粒细胞增多(>3%)与哮喘相关医疗服务利用增加相关,包括急诊就诊增加。
- 在 COPD 中,痰中性粒细胞优势,而非嗜酸性粒细胞增多,与全因住院率升高相关。
- 气道炎症测定可揭示哮喘与 COPD 之间不同的炎症表型,对靶向治疗和预后评估具有意义。
- 针对重症哮喘中嗜酸性粒细胞性炎症的新兴生物制剂治疗可减少急性加重和医疗服务利用。
背景
哮喘和慢性阻塞性肺疾病(Chronic Obstructive Pulmonary Disease,COPD)是常见的慢性气道疾病,其特征为不同但有时可重叠的炎症通路。住院、急诊科就诊以及门诊医师接诊等医疗服务利用(Health Services Utilization,HSU)给医疗系统带来显著负担,并反映疾病严重程度与控制情况。尽管痰液细胞组成谱,尤其是嗜酸性粒细胞性和中性粒细胞性炎症,已被用于病理生理学分型,但其与 HSU 的关系仍未完全明确。
理解气道炎症与 HSU 之间的联系,有助于更好地指导靶向治疗、预后判断和医疗资源规划。Nair 等人(2026)近期开展的一项大型回顾性队列研究提供了关键数据,将定量痰炎症细胞与哮喘和 COPD 患者的 HSU 模式联系起来(PMID: 42829170)。本综述综合现有证据,从机制、治疗和流行病学角度,分析痰液细胞组成与哮喘及 COPD 临床结局和医疗资源利用之间的相关性。
主要内容
哮喘与 COPD 的炎症细胞谱
哮喘传统上被认为是一种由 2 型辅助性 T 细胞(T-helper 2,Th2)驱动的嗜酸性粒细胞性炎症疾病,尽管也存在中性粒细胞性和混合性粒细胞性表型。相较之下,COPD 经典上与中性粒细胞性炎症相关,其驱动因素包括吸烟和微生物定植,且其中一部分患者可表现为嗜酸性粒细胞性炎症。痰液分析可直接评估气道炎症,在哮喘中,通常以嗜酸性粒细胞 >3% 作为痰嗜酸性粒细胞增多的界值。
痰液细胞组成与哮喘中医疗服务利用的关联
Nair 等人的研究分析了 4821 例患者(其中 3714 例为单纯哮喘),在较长随访期间将痰嗜酸性粒细胞百分比与 HSU 进行关联。结果显示,痰嗜酸性粒细胞增多(>3%)的哮喘患者,其哮喘特异性急诊科就诊率显著升高(嗜酸性粒细胞 3%~15% 组及 >15% 组的率比均约为 1.9),提示气道嗜酸性粒细胞性炎症可预测急性加重风险和医疗需求。
多项研究的支持性证据进一步强调了嗜酸性粒细胞性炎症与急性加重之间的联系。美泊利单抗(Mepolizumab)是一种抗 IL-5 单克隆抗体,在随机对照试验中可降低难治性嗜酸性粒细胞性哮喘的嗜酸性粒细胞计数和急性加重发生率(PMID: 19264686)。贝那利珠单抗(Benralizumab)治疗可降低痰嗜酸性粒细胞、减少全身糖皮质激素使用,并改善肺功能和哮喘控制(PMID: 39686520)。此外,吸入性糖皮质激素在急性加重期间可有效降低痰嗜酸性粒细胞增多,并改善肺功能和症状(PMID: 16289980)。
大环内酯类抗生素尽管具有抗炎作用,并可降低外周嗜酸性粒细胞计数,但其对哮喘控制的获益仅为中等,且尚无明确证据表明可减少住院(PMID: 38296770)。Fevipiprant 作为 CRTH2 拮抗剂,尽管可降低痰嗜酸性粒细胞,但在减少急性加重方面疗效不一致(PMID: 32979986)。
痰液细胞组成与 COPD 中的 HSU
在 Nair 等人的队列中,1107 例 COPD 患者的痰嗜酸性粒细胞计数与医疗服务利用增加并无显著相关性,这与哮喘不同。相反,痰中性粒细胞计数较高(>65%)与全因住院率升高相关(RR=1.71)。这与 COPD 的病理生物学相一致,即以中性粒细胞性炎症为主,并常由细菌感染驱动急性加重。
多项研究证实了血液和痰中性粒细胞及其相关标志物在急性加重性 COPD(AECOPD)中的预后作用。例如,中性粒细胞 CD64 表达与住院 COPD 患者细菌性肺炎诊断相关(PMID: 26174093)。较高的中性粒细胞/淋巴细胞比值与急性加重严重程度及住院时间相关(PMID: 37355971)。
然而,血嗜酸性粒细胞计数可作为 COPD 中预测糖皮质激素及罗氟司特(roflumilast)、阿奇霉素(azithromycin)等治疗反应的生物标志物,较高的嗜酸性粒细胞水平与这些治疗下较低的急性加重率相关(PMIDs: 29763572, 31203097)。此外,血嗜酸性粒细胞升高还可预测严重急性加重后 COPD 再入院风险(PMID: 27746201)。
机制学与临床启示
不同的痰液细胞谱对应不同的炎症通路和临床表型。以嗜酸性粒细胞为主导的哮喘炎症可能对抗嗜酸性粒细胞生物制剂和糖皮质激素反应更佳,而 COPD 中的中性粒细胞性炎症则可能反映感染性或刺激性病因驱动的疾病,且对这些治疗的反应相对较差。
观察到痰嗜酸性粒细胞增多与哮喘相关 HSU 增加之间的关联,凸显了气道炎症测定在表型驱动管理中的应用价值。相反,在 COPD 中,痰中性粒细胞增多与住院相关,强调了感染控制以及针对中性粒细胞通路的抗炎策略的重要性。
新的研究数据还提示,尽管痰嗜酸性粒细胞在 COPD 总体上对 HSU 的预测作用较弱,但仍可识别出可能从靶向治疗中获益的亚群。因此,多模式的临床与生物学评估仍然十分必要。
医疗服务利用与预测模型
已开发出整合痰液特征、临床症状和患者报告结局的预测模型,用于预测急性加重结局和 HSU,从而促进风险分层和个体化干预(PMID: 34415919)。
专家点评
Nair 等人及相关研究提供的有力证据再次证实,痰嗜酸性粒细胞增多是哮喘急性加重增加的可靠标志,并提示患者更可能需要医疗就诊。这支持了指南所推荐的策略,即在重症哮喘中评估气道炎症,以指导糖皮质激素和生物制剂治疗。
在 COPD 中,嗜酸性粒细胞的作用更为复杂;尽管血嗜酸性粒细胞可为治疗决策提供依据,但痰嗜酸性粒细胞与 HSU 的相关性有限,提示不同部位炎症动力学存在差异。痰中性粒细胞优势与感染性急性加重及驱动住院的全身炎症相一致,强调了基于生物标志物指导抗生素和抗炎药物使用的必要性。
尽管这些关联明确,痰液细胞组成测定在临床实施中仍面临实际障碍,包括样本处理耗时及结果变异性。无创生物标志物和机器学习的进展,或将有助于其整合进入临床路径。
仍需进一步开展纵向和机制研究,以阐明因果通路、优化生物标志物阈值,并扩大气道疾病的个体化管理。将痰炎症测定与血液生物标志物及影像学相结合,可能提高对急性加重和 HSU 的预测准确性。
结论
痰嗜酸性粒细胞增多是哮喘相关医疗服务利用增加的重要预测因素,凸显了气道炎症测定在患者分层和个体化治疗中的临床价值。在 COPD 中,痰中性粒细胞增多而非嗜酸性粒细胞增多与住院风险升高相关,反映了不同的炎症机制。这些认识支持依据炎症表型对哮喘和 COPD 采取差异化管理策略。未来仍需持续研究,以优化生物标志物指导治疗并减轻医疗负担。
参考文献
- Nair P et al. Sputum cellularity and health services utilization among patients with asthma and COPD. Chest. 2026 Oct 3; PMID: 42829170.
- Mepolizumab in refractory eosinophilic asthma. N Engl J Med. 2009 Mar 5;360(10):973-84. PMID: 19264686.
- Benralizumab effect on inflammation in severe asthma. Ther Adv Respir Dis. 2024;18:17534666241304685. PMID: 39686520.
- Inhaled fluticasone propionate reduces sputum eosinophilia in asthma exacerbations. Pulm Pharmacol Ther. 2006;19(5):353-60. PMID: 16289980.
- Macrolides in asthma management: systematic review and meta-analysis. Allergol Int. 2024 Jul;73(3):382-389. PMID: 38296770.
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- Roflumilast reduces exacerbations in severe COPD with eosinophilia. Am J Respir Crit Care Med. 2018 Nov 15;198(10):1268-1278. PMID: 29763572.
- Eosinophils associate with COPD exacerbation readmissions. Chest. 2017 Feb;151(2):366-373. PMID: 27746201.
- Neutrophil CD64 as a marker for bacterial infection in COPD exacerbations. Lung. 2015 Oct;193(5):717-24. PMID: 26174093.
- Prediction of asthma and COPD exacerbation treatment outcomes. PLoS One. 2021 Aug 20;16(8):e0254425. PMID: 34415919.
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